RU2453999C1 - Method of receiving radio signals on objects - Google Patents
Method of receiving radio signals on objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2453999C1 RU2453999C1 RU2010152955/07A RU2010152955A RU2453999C1 RU 2453999 C1 RU2453999 C1 RU 2453999C1 RU 2010152955/07 A RU2010152955/07 A RU 2010152955/07A RU 2010152955 A RU2010152955 A RU 2010152955A RU 2453999 C1 RU2453999 C1 RU 2453999C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radio signals
- points
- parameters
- point
- measurements
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технике связи, а конкретнее к способам приема радиосигналов на объектах, в том числе подвижных, и измерения информационных параметров, соответствующих радиосигналам и упомянутым объектам, от источников радиосигналов, передаваемых наземной пунктовой передающей системой, и может быть использовано для измерения пространственных координат и других характеристик объекта, функционально связанных с его координатами, в информационно-управляющих радиотехнических системах различного назначения, в том числе в системах навигации и посадки летательных аппаратов (ЛА). Способ может быть применен при испытаниях на полигонах ЛА в качестве метода, обеспечивающего выбор оптимальных измерительных систем и их рационального размещения на испытательной трассе, формировании автоматизированного комплекса обработки принятых радиосигналов и разработке алгоритмического и программного обеспечения оценки характеристик испытываемых объектов.The invention relates to communication technology, and more particularly to methods for receiving radio signals at objects, including mobile ones, and measuring information parameters corresponding to radio signals and the aforementioned objects from radio signal sources transmitted by a ground-based point transmitting system, and can be used to measure spatial coordinates and other characteristics of the object, functionally related to its coordinates, in the information-control radio systems for various purposes, including systems navigation and landing aircraft (LA). The method can be applied during testing at aircraft ranges as a method for selecting the optimal measuring systems and their rational placement on the test track, forming an automated complex for processing received radio signals and developing algorithmic and software for evaluating the characteristics of the tested objects.
Реализация способа позволит, кроме того, упростить соответствующие системы, увеличить их технико-экономическую эффективность с учетом всех компонентов, влияющих на стоимость и технические показатели. Для решения этих задач в первую очередь необходимо однозначное и точное измерение пространственных координат объекта.The implementation of the method will allow, in addition, to simplify the relevant systems, to increase their technical and economic efficiency, taking into account all components that affect the cost and technical indicators. To solve these problems, first of all, an unambiguous and accurate measurement of the spatial coordinates of the object is necessary.
Известны способы приема радиосигналов на объектах, используемые, в том числе, в системах измерения координат объектов и основанные на применении угломерных, дальномерных, разностно и суммарно-дальномерных и комбинированных методов определения местоположения объекта с амплитудными, временными, частотными, фазовыми и импульсно-фазовыми методами измерения параметров радиосигнала [патенты РФ №№2018855, 2115137, 2258242, 2309420, 2363117; Основы испытаний летательных аппаратов. Е.И.Кринецкий и др. / Под ред. Е.И.Кринецкого. - М.: Машиностроение, 1979, с.64-89; Радиотехнические системы. Ю.М. Казаринов и др. / Под ред. Ю.М.Казаринова. - М.: ИЦ «Академия», 2008, гл.10.; Мельников Ю.П., Попов С.В. Радиотехническая разведка. Методы оценки эффективности местоопределения источников излучения. - М.: «Радиотехника», 2008, гл.5]. Известные способы имеют те или иные недостатки, например необходимость механического перемещения антенной системы, недостаточную разрешающую способность по дальности, необходимость априорной информации о местоположении объекта, невозможность однозначного определения координат объекта, ненадежность и др.Known methods for receiving radio signals at objects, used, inter alia, in systems for measuring the coordinates of objects and based on the use of goniometric, rangefinder, difference and total rangefinder and combined methods for determining the location of an object with amplitude, time, frequency, phase and pulse-phase methods measuring the parameters of the radio signal [RF patents No. 2018855, 2115137, 2258242, 2309420, 2363117; Fundamentals of testing aircraft. E.I.Krinetsky et al. / Ed. E.I.Krinetskogo. - M.: Mechanical Engineering, 1979, p. 64-89; Radio engineering systems. Yu.M. Kazarinov et al. / Ed. Yu.M. Kazarinova. - M .: IC "Academy", 2008, chap. 10 .; Melnikov Yu.P., Popov S.V. Radio intelligence. Methods for assessing the effectiveness of the determination of radiation sources. - M .: "Radio Engineering", 2008, Ch. 5]. Known methods have certain disadvantages, for example, the need for mechanical movement of the antenna system, insufficient resolution in range, the need for a priori information about the location of the object, the inability to uniquely determine the coordinates of the object, unreliability, etc.
По критерию минимальной достаточности за прототип принят способ приема радиосигналов на объектах, в том числе подвижных, и измерения информационных параметров, соответствующих радиосигналам и упомянутым объектам, от источников радиосигналов, передаваемых наземной пунктовой передающей системой, фазовые центры передающих антенн каждого из передающих пунктов которой находятся в заданных и известных на объектах точках в прямоугольной системе координат с началом координат в заданной точке 0, находящейся преимущественно на поверхности земли, с плоскостью (0,X,Y), касательной к поверхности земли в точке 0, и осью 0Z, направленной от земли, при котором, принимая радиосигналы от источников радиосигналов и идентифицируя их соответствующим пунктам, регистрируют моменты приема радиосигналов, например, по временным положениям их передних фронтов, и измеряют разности времен между временами приемов радиосигналов с разных пунктов передающей системы [Радиотехнические системы. Ю.М.Казаринов и др. / Под ред. Ю.М.Казаринова. - М.: ИЦ «Академия», 2008, гл.10, с.437-443, 449-454].According to the criterion of minimum sufficiency, the prototype adopted a method of receiving radio signals at objects, including mobile ones, and measuring information parameters corresponding to radio signals and said objects from radio signal sources transmitted by a ground-based transmitting system, the phase centers of the transmitting antennas of each of the transmitting points of which are located in defined and known points on objects in a rectangular coordinate system with the origin at a given
Преимуществом заявляемого способа приема радиосигналов на объектах по сравнению с известными и прототипом является возможность повышения технико-экономической эффективности радиотехнических комплексов измерения пространственных координат и других характеристик объекта, функционально связанных с его координатами. Это достигается тем, что на объекте регистрируют моменты времени приема радиосигналов, передаваемых с шести пунктов наземной пунктовой передающей системы. При этом фазовые центры антенн располагают определенным образом. Пространственные координаты определяют посредством косвенного измерения с использованием простых выражений, зависящих от измеренных разностей между временами приемов радиосигналов. Более высокая точность достигается, в том числе, за счет возможности выбора из трех предлагаемых вариантов измерения координат объекта в каждой точке пространства, наилучшего по точности. Также способ исключает неоднозначность измерения координат и позволяет варьировать конфигурацию зоны действия радиотехнической системы и формировать ее в зависимости от поставленной задачи.The advantage of the proposed method for receiving radio signals at objects in comparison with the known and prototype is the possibility of increasing the technical and economic efficiency of radio systems for measuring spatial coordinates and other characteristics of the object, functionally related to its coordinates. This is achieved by the fact that the time points of reception of radio signals transmitted from six points of a ground-based point transmitting system are recorded at the facility. In this case, the phase centers of the antennas are positioned in a certain way. The spatial coordinates are determined by indirect measurement using simple expressions depending on the measured differences between the times of receiving radio signals. Higher accuracy is achieved, including due to the possibility of choosing from the three proposed options for measuring the coordinates of the object at each point in space, the best in accuracy. Also, the method eliminates the ambiguity of measuring coordinates and allows you to vary the configuration of the coverage area of the radio system and form it depending on the task.
Для достижения указанного технического результата в способе приема радиосигналов на объектах, в том числе подвижных, и измерения информационных параметров, соответствующих радиосигналам и упомянутым объектам, от источников радиосигналов, передаваемых наземной пунктовой передающей системой, фазовые центры передающих антенн каждого из передающих пунктов которой находятся в заданных и известных на объектах точках в прямоугольной системе координат с началом координат в заданной точке 0, находящейся преимущественно на поверхности земли, с плоскостью (0, X, Y), касательной к поверхности земли в точке 0, и осью 0Z, направленной от земли, при котором, принимая радиосигналы от источников радиосигналов и идентифицируя их соответствующим пунктам, регистрируют моменты приема радиосигналов, например, по временным положениям их передних фронтов, и измеряют разности времен между временами приемов радиосигналов с разных пунктов передающей системы, в соответствии с настоящим изобретением наземная пунктовая передающая система выполнена с шестью пунктами передачи, упорядоченными заданным образом, причем в первой группе из трех пунктов передачи преимущественно ненаправленными передающими антеннами, фазовые центры которых расположены на одинаковой заданной высоте Z=h1 в вершинах равностороннего треугольника с координатами на плоскости (0,X,Y), равными Х1=0, Y1=2b; , Y2=-b; , Y3=-b, и во второй группе из трех пунктов передачи преимущественно ненаправленными передающими антеннами, фазовые центры которых расположены на одинаковой заданной высоте Z=h2 в вершинах равностороннего треугольника с координатами на плоскости (0, X, Y), равными Х4=0, Y4=-2a; , Y5=a, , Y6=a, где а и b заданные положительные числа передают упорядочение серии из шести упорядоченно передаваемых в серии радиосигналов, по одному радиосигналу с каждого пункта соответственно, преимущественно обеспечивая экранирование отраженных от земли радиосигналов, а на объекте по принятым радиосигналам производят преимущественно три группы измерений разностей Δti,j, между временами приемов радиосигналов с i-х пунктов и временами приемов радиосигналов с j-х пунктов передающей системы, причем в первой группе измерений производят упомянутые измерения Δti,j для i-тых пунктов с индексами 2, 3, 4, 5, 6 относительно первого пункта с индексом j=1; во второй группе измерений производят упомянутые измерения Δti,j для i-тых пунктов с индексами 1, 3, 4, 5, 6 относительно второго пункта с индексом j=2, в третьей группе измерений производят упомянутые измерения Δti,j для i-тых пунктов с индексами 1, 2, 4, 5, 6 относительно третьего пункта с индексом j=3, по совокупности измеренных указанных разностей времен Δti,j через параметрыIn order to achieve the indicated technical result in the method of receiving radio signals at objects, including mobile ones, and measuring information parameters corresponding to radio signals and said objects, from radio signal sources transmitted by a ground-based transmitting system, the phase centers of the transmitting antennas of each of the transmitting points are located at predetermined and known points on objects in a rectangular coordinate system with the origin at a given
l 1=d6,1, w1=d5,1, u1=d3,1, p1=d2,1, s1=d4,1; l 1 = d 6.1 , w 1 = d 5.1 , u 1 = d 3.1 , p 1 = d 2.1 , s 1 = d 4.1 ;
l 2=d5,2, w2=d4,2, u2= d1,2, p2=d3,2, s2=d6,2; l 2 = d 5.2 , w 2 = d 4.2 , u 2 = d 1.2 , p 2 = d 3.2 , s 2 = d 6.2 ;
l 3=d4,3, w3=d6,3, u3=d2,3, p3=d1,3, s3=d5,3, l 3 = d 4.3 , w 3 = d 6.3 , u 3 = d 2.3 , p 3 = d 1.3 , s 3 = d 5.3 ,
где di,j=cΔti,j, с - скорость распространения радиосигнала, для каждой упомянутой j-той группы измеряют параметрыwhere d i, j = cΔt i, j , s is the propagation speed of the radio signal, for each of the j-th group mentioned, the parameters are measured
; , ; ,
по совокупностям параметров l j, wj, uj, pj и Mj, Nj измеряют параметрыof pools parameters l j, w j, u j , p j and M j, N j measured parameters
Aj=(2l jMj-Nj)2/b2, Bj=(2wjMj-Nj)2/b2,A j = (2 l j M J -N j ) 2 / b 2 , B j = (2w j M j -N j ) 2 / b 2 ,
Cj=(2ujMj-Nj)2/a2, Dj=(2pjMj-Nj)2/a2 C j = (2u j M j -N j ) 2 / a 2 , D j = (2p j M j -N j ) 2 / a 2
и по Mj и совокупности параметров Aj, Bj, Cj, Dj для каждой упомянутой j-той группы преимущественно измеряют параметр , по измеренным Kj идентифицируют группу измерений и соответствующий ей индекс j=jm, для которой параметр Kj минимальный, и для найденного таким образом значения индекса j=jm, и через параметры Mj и Nj измеряют дальность от объекта до пункта передачи с индексом j=jm, по dtjm и совокупностям параметров , , измеряют параметры and for M j and the combination of parameters A j , B j , C j , D j for each of the j-th groups mentioned, the parameter is mainly measured , the measured group K j identifies the measurement group and its corresponding index j = j m , for which the parameter K j is minimal, and for the index value j = j m found in this way, and measure the range through the parameters M j and N j from an object to a transfer point with index j = j m , by dt jm and parameter sets , , measure parameters
и через них измеряют преимущественно пространственные координаты объекта (X0,Y0,Z0)and through them mainly the spatial coordinates of the object are measured (X 0 , Y 0 , Z 0 )
, , , ,
где α1=1, β1=0; α2=-1/2, ; α3=-1/2, ,where α 1 = 1, β 1 = 0; α 2 = -1 / 2, ; α 3 = -1 / 2, ,
указанные действия в упомянутом порядке повторяют при каждом приеме радиосигналов, а при необходимости обеспечивают заданные задержки по времени между указанными сериями радиосигналов, не обязательно одинаковыми от серии к серии.these actions are repeated in the above order at each reception of radio signals, and if necessary, provide specified time delays between the indicated series of radio signals, not necessarily the same from series to series.
Кроме того, при передаче радиосигналов пунктами передающей системы на одной частоте радиосигналы передают с задержками между радиосигналами, передаваемыми с каждого пункта, и с задержками между указанными сериями, превышающими максимальное из значений с учетом длительности радиосигнала и разности времени прихода на объект неотраженного и отраженного от земли радиосигналов, а измерение разностей Δti,j между временами приемов радиосигналов с i-тых пунктов и временами приемов радиосигналов с j-тых пунктов передающей системы производят с учетом времени соответствующих задержек.In addition, when transmitting radio signals by points of the transmitting system on the same frequency, the radio signals are transmitted with delays between the radio signals transmitted from each point and with delays between these series exceeding the maximum of taking into account the duration of the radio signal and the difference in the time of arrival at the object of non-reflected and reflected from the earth radio signals, and measuring the differences Δt i, j between the times of receiving radio signals from the i-th points and the times of receiving radio signals from the j-th points of the transmitting system, taking into account the time of the corresponding delays .
В существующем уровне техники не выявлено источников информации, которые содержали бы сведения о способах того же назначения с указанной совокупностью отличительных признаков, что позволяет считать заявляемый способ новым и имеющим изобретательский уровень. Ниже изобретение описано более детально.In the current level of technology, no sources of information have been identified that would contain information about methods of the same purpose with the specified set of distinctive features, which allows us to consider the claimed method as new and having an inventive step. The invention is described in more detail below.
Сущность способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.
Радиосигналы наземной пунктовой передающей системы передают с антенн, фазовые центры которых находятся в заданных точках в прямоугольной системе координат с началом координат в заданной точке 0, находящейся преимущественно на поверхности земли, с плоскостью (0,х,y), касательной к поверхности земли в точке 0, и осью 0z, направленной от земли. На приемнике объекта принимают радиосигналы от источников радиосигналов, идентифицируют их соответствующим пунктам, регистрируют моменты приема радиосигналов, например по временным положениям их передних фронтов, и измеряют разности времен между временами приемов радиосигналов с разных пунктов передающей системы.The radio signals of the ground-based point transmitting system are transmitted from antennas whose phase centers are at specified points in a rectangular coordinate system with the origin at a given
Технический результат, заключающийся в повышении технико-экономической эффективности радионавигационных систем измерения пространственных координат и других характеристик объекта, функционально связанных с его координатами, достигается за счет того, что наземная пунктовая передающая система выполнена с шестью пунктами передачи, упорядоченными заданным образом. При этом в первой группе из трех пунктов передачи радиосигналы передают преимущественно ненаправленными передающими антеннами, фазовые центры которых расположены на одинаковой заданной высоте Z=h1 в вершинах равностороннего треугольника с координатами на плоскости (0,X,Y), равными Х1=0, Y1=2b; , Y2=-b; Y3=-b. Во второй группе из трех пунктов передачи радиосигналы передают преимущественно ненаправленными передающими антеннами, фазовые центры которых расположены на одинаковой заданной высоте Z=h2 в вершинах равностороннего треугольника с координатами на плоскости (0,X,Y), равными Х4=0, Y4=-2a; , Y5=a; , Y6=a. Здесь a и b - заданные положительные числа. При этом передают упорядоченно серии из шести упорядоченно передаваемых в серии радиосигналов, по одному радиосигналу с каждого пункта соответственно, преимущественно обеспечивая экранирование отраженных от земли радиосигналов. На объекте производят преимущественно три группы измерений разностей Δti,j, между временами приемов радиосигналов с i-тых пунктов и временами приемов радиосигналов с j-тых пунктов передающей системы. При этом в первой группе измерений производят упомянутые измерения Δti,j для i-тых пунктов с индексами 2, 3, 4, 5, 6 относительно первого пункта с индексом j=1. Во второй группе измерений производят упомянутые измерения Δti,j для i-тых пунктов с индексами 1, 3, 4, 5, 6 относительно второго пункта с индексом j=2. В третьей группе измерений производят упомянутые измерения Δti,j для i-тых пунктов с индексами 1, 2, 4, 5, 6 относительно третьего пункта с индексом j=3.The technical result, which consists in increasing the technical and economic efficiency of radio navigation systems for measuring spatial coordinates and other characteristics of an object that are functionally related to its coordinates, is achieved due to the fact that the ground-based point-to-point transmitting system is made with six transmission points ordered in a predetermined manner. Moreover, in the first group of three transmission points, radio signals are transmitted mainly by omnidirectional transmitting antennas whose phase centers are located at the same given height Z = h 1 at the vertices of an equilateral triangle with coordinates on the plane (0, X, Y) equal to X 1 = 0, Y 1 = 2b; Y 2 = -b; Y 3 = -b. In the second group of three transmission points, the radio signals are transmitted mainly by omnidirectional transmitting antennas whose phase centers are located at the same given height Z = h 2 at the vertices of an equilateral triangle with coordinates on the plane (0, X, Y) equal to X 4 = 0, Y 4 = -2 a ; , Y 5 = a ; , Y 6 = a . Here a and b are given positive numbers. At the same time, a series of six orderly transmitted in a series of radio signals is transmitted in order, one radio signal from each point, respectively, mainly providing shielding of radio signals reflected from the ground. The facility mainly produces three groups of measurements of the differences Δt i, j , between the times of receiving radio signals from the i-th points and the times of receiving radio signals from the j-th points of the transmitting system. Moreover, in the first group of measurements, the mentioned measurements Δt i, j are made for the ith points with
По совокупности измеренных указанных разностей времен Δti,j через параметрыAccording to the totality of the measured indicated time differences Δt i, j through the parameters
l 1=d6,1, w1=d5,1, u1=d3,1, p1=d2,1, s1=d4,1; l 1 = d 6.1 , w 1 = d 5.1 , u 1 = d 3.1 , p 1 = d 2.1 , s 1 = d 4.1 ;
l 2=d5,2, w2=d4,2, u2= d1,2, p2=d3,2, s2=d6,2; l 2 = d 5.2 , w 2 = d 4.2 , u 2 = d 1.2 , p 2 = d 3.2 , s 2 = d 6.2 ;
l 3=d4,3, w3=d6,3, u3=d2,3, p3=d1,3, s3=d5,3, l 3 = d 4.3 , w 3 = d 6.3 , u 3 = d 2.3 , p 3 = d 1.3 , s 3 = d 5.3 ,
где di,j=cΔti,j, с - скорость распространения радиосигнала, для каждой упомянутой j-той группы измеряют параметрыwhere d i, j = cΔt i, j , s is the propagation speed of the radio signal, for each of the j-th group mentioned, the parameters are measured
; , ; ,
По совокупностям параметров l j, wj, uj, pj и Mj, Nj измеряют параметрыThe parameter sets l j , w j , u j , p j and M j , N j measure the parameters
Aj=(2l jMj-Nj)2/b2, Bj=(2wjMj-Nj)2/b2,A j = (2 l j M J -N j ) 2 / b 2 , B j = (2w j M j -N j ) 2 / b 2 ,
Cj=(2ujMj-Nj)2/a2, Dj=(2pjMj-Nj)2/a2.C j = (2u j M j -N j ) 2 / a 2 , D j = (2p j M j -N j ) 2 / a 2 .
По Mj и совокупности параметров Aj, Bj, Cj, Dj для каждой упомянутой j-той группы преимущественно измеряют параметр . По измеренным Kj идентифицируют группу измерений и соответствующий ей индекс j=jm, для которой параметр Kj минимальный. В этом случае достигается более высокая точность за счет возможности выбора из трех предлагаемых вариантов измерений пространственных координат объекта, производимых в каждой точке пространства, наилучшего по точности. Для найденного таким образом значения индекса j=jm и через параметры Mj и Nj измеряют дальность от объекта до пункта передачи с индексом j=jm. Далее по и совокупностям параметров , , измеряют параметрыFor M j and the combination of parameters A j , B j , C j , D j for each of the j-th groups mentioned, the parameter is mainly measured . From the measured K j , the measurement group and the corresponding index j = j m are identified for which the parameter K j is minimal. In this case, higher accuracy is achieved due to the possibility of choosing from the three proposed options for measuring the spatial coordinates of the object, produced at each point in space, the best in accuracy. For the index value thus found, j = j m and, using the parameters M j and N j, measure the range from the facility to the transfer point with index j = j m . Further on and sets of parameters , , measure parameters
и через них измеряют преимущественно пространственные координаты объекта (X0,Y0,Z0)and through them mainly the spatial coordinates of the object are measured (X 0 , Y 0 , Z 0 )
, , , ,
где α1=1, β1=0; α2=-1/2, ; α3=-1/2, .where α 1 = 1, β 1 = 0; α 2 = -1 / 2, ; α 3 = -1 / 2, .
Указанные действия в упомянутом порядке повторяют при каждом приеме радиосигналов. При необходимости обеспечивают заданные задержки по времени между указанными сериями радиосигналов, не обязательно одинаковыми от серии к серии.The indicated actions are repeated in the order mentioned at each reception of radio signals. If necessary, provide specified time delays between the indicated series of radio signals, not necessarily the same from series to series.
Также при передаче радиосигналов пунктами передающей системы на одной частоте радиосигналы передают с задержками между радиосигналами, передаваемыми с каждого пункта, и с задержками между указанными сериями, превышающими максимальное из значений с учетом длительности радиосигнала и разности времен прихода на объект неотраженного и отраженного от земли радиосигналов. Измерение же разностей Δti,j между временами приемов радиосигналов с i-тых пунктов и временами приемов радиосигналов с j-тых пунктов передающей системы производят с учетом времен соответствующих задержек.Also, when transmitting radio signals by points of the transmitting system on the same frequency, radio signals are transmitted with delays between the radio signals transmitted from each point and with delays between these series exceeding the maximum of taking into account the duration of the radio signal and the difference in the times of arrival at the object of non-reflected and reflected from the ground radio signals. The difference Δt i, j between the times of receiving radio signals from the i-th points and the times of receiving radio signals from the j-th points of the transmitting system is measured taking into account the times of the corresponding delays.
Можно уменьшить влияние на точность измерения координат случайных погрешностей измерений Δti,j например, посредством многократного (N раз) повторения измерений, т.к. среднеквадратическая ошибка среднего значения в раз меньше среднеквадратической ошибки отдельного измерения. Систематические ошибки могут быть исключены путем калибровки.You can reduce the impact on the measurement accuracy of the coordinates of random measurement errors Δt i, j, for example, by repeatedly (N times) repeating the measurements, because standard error of the mean in times less than the standard error of a single measurement. Systematic errors can be eliminated by calibration.
Способ позволяет варьировать конфигурацию зоны действия радионавигационной системы и формировать ее в зависимости от поставленной задачи. Можно получать зоны, в том числе, близкие к круговым, с погрешностью в зоне не превышающей погрешности измерения координат на границе зоны. Способ обладает достаточным быстродействием измерения координат и параметров объекта при сохранении заданной точности и может быть реализован с помощью современной элементной базы и микропроцессорной техники.The method allows you to vary the configuration of the coverage area of the radio navigation system and form it depending on the task. It is possible to obtain zones, including those close to circular, with an error in the zone not exceeding the error of measuring coordinates at the border of the zone. The method has sufficient speed measuring coordinates and object parameters while maintaining a given accuracy and can be implemented using modern element base and microprocessor technology.
Проиллюстрируем возможности заявляемого способа на примерах математического моделирования измерения пространственных координат. Зададим для всех примеров одинаковые среднеквадратические ошибки σ отдельных измерений di,j, равные 0.6 метра, высоты фазовых центров первых трех антенн (1, 2, 3) h1=1 м, высоты фазовых центров трех других антенн (4, 5, 6) h2=3 м, а=10 км, b=10 км, z=10 км. На фигурах звездочками отмеченоWe illustrate the capabilities of the proposed method on the examples of mathematical modeling of the measurement of spatial coordinates. For all the examples, we set the same root-mean-square errors σ of the individual measurements d i, j equal to 0.6 meters, the height of the phase centers of the first three antennas (1, 2, 3) h 1 = 1 m, the heights of the phase centers of three other antennas (4, 5, 6 ) h 2 = 3 m, a = 10 km, b = 10 km, z = 10 km. On the figures, asterisks indicate
расположение первых трех пунктов, а треугольниками - вторых трех пунктов, цифрами 1…4 отмечены границы зон, внутри которых среднеквадратические ошибки измерения значений дальностей dtj от объекта до пункта передачи с индексом j не превышают заданные (1-1 км, 2 - 0.5 км, 3 - 0.2 км, 4 - 0.05 км). На фиг.1 представлены результаты моделирования для j=1, на фиг.2 - для j=2, на фиг.3 - для j=3. Результаты моделирования для случая, когда в каждой точке пространства определяют индекс j=jm, для которого Kj минимальное, и измерение координат производят для параметров, соответствующих этому jm, представлены на фиг.4. Такой подход позволяет получить близкую к круговой зону действия и существенно увеличить ее объем.the location of the first three points, and the triangles - the second three points, the numbers 1 ... 4 indicate the boundaries of the zones, inside which the standard errors of measuring the values of the distances dt j from the object to the transmission point with index j do not exceed the specified (1-1 km, 2 - 0.5 km , 3 - 0.2 km, 4 - 0.05 km). Figure 1 presents the simulation results for j = 1, figure 2 - for j = 2, figure 3 - for j = 3. The simulation results for the case when at each point in space the index j = j m is determined, for which K j is minimal, and the coordinates are measured for the parameters corresponding to this j m , are presented in Fig. 4. This approach allows you to get close to the circular coverage area and significantly increase its volume.
Перечислим основные достоинства способа:We list the main advantages of the method:
- обеспечивает однозначное измерение пространственных координат объекта с заданной точностью,- provides an unambiguous measurement of the spatial coordinates of the object with a given accuracy,
- измерение координат реализуется с помощью современной элементной базы и микропроцессорной техники,- coordinate measurement is implemented using modern elemental base and microprocessor technology,
- эффективнее использует ресурс связи,- uses the communication resource more efficiently,
- одновременно обслуживает несколько объектов,- simultaneously serves several objects,
- позволяет получить, в том числе, близкую к круговой зону действия реализующих его систем измерения пространственных координат с заданной точностью и существенно увеличивает ее объем.- allows you to get, including close to the circular zone of action of the systems for measuring spatial coordinates implementing it with a given accuracy and significantly increases its volume.
Результативность и эффективность использования заявляемого способа приема радиосигналов на объектах состоит в том, что он может быть применен на практике для развития и совершенствования радиотехнических систем измерения координат объектов, а также в других приложениях. Способ позволяет определять их однозначно простыми по сравнению с известными методами.The effectiveness and efficiency of using the proposed method for receiving radio signals at objects is that it can be applied in practice for the development and improvement of radio systems for measuring the coordinates of objects, as well as in other applications. The method allows to determine them unambiguously simple in comparison with known methods.
Таким образом, отличительные признаки заявляемого способа обеспечивают появление новых свойств, не достигаемых в прототипе и аналогах. Проведенный анализ позволил установить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию «новизны».Thus, the distinctive features of the proposed method provide the appearance of new properties not achieved in the prototype and analogues. The analysis made it possible to establish: analogues with a set of features identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates the conformity of the claimed method to the “novelty” condition.
Результаты поиска известных решений, в том числе имеющих отношение к радиопеленгации, радионавигации, радиоуправлению и связи, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного способа, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения действий на достижение указанного результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The search results for known solutions, including those related to direction finding, radio navigation, radio control and communication, in order to identify signs that match the distinctive features of the prototype of the claimed method, showed that they do not follow explicitly from the prior art. Also, the popularity of the influence of the actions provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the specified result was not revealed. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".
Claims (2)
l2=d5,2, w2=d4,2, u2=d1,2, p2=d3,2, s2=d6,2;
l3=d4,3, w3=d6,3, u3=d2,3, p3=d1,3, s3=d5,3, для каждой упомянутой j-й группы измеряют безразмерные параметры Mj и параметры с размерностью длины Nj в соответствии с выражениями Mj=(lj-wj)/a-(uj-pj)/b; по совокупностям параметров lj, wj, uj, pj и Mj, Nj измеряют безразмерные параметры Aj, Bj, Cj и Dj в соответствии с выражениями Aj=(2ljMj-Nj)2/b2, Bj=(2wjMj-Nj)2/b2, Cj=(2ujMj-Nj)2/a2, Dj=(2pjMj-Nj)2/a2, и по Mj и совокупности параметров Aj, Bj, Cj, Dj для каждой упомянутой j-й группы преимущественно измеряют параметр по измеренным Kj идентифицируют группу измерений и соответствующий ей индекс j=jm, для которой параметр Kj минимальный, и для найденного таким образом значения индекса j=jm и через параметры Mj и Nj измеряют дальность от объекта до пункта передачи с индексом j=jm, по и совокупностям параметров , измеряют параметры
и через них измеряют преимущественно пространственные координаты объекта (X0,Y0,Z0)
где α1=1, β1=0; α2=-1/2, α3=-1/2,
указанные действия в упомянутом порядке повторяют при каждом приеме радиосигналов, а при необходимости обеспечивают заданные задержки по времени между указанными сериями радиосигналов, не обязательно одинаковыми от серии к серии.1. A method of receiving radio signals at objects, including mobile ones, and measuring information parameters corresponding to radio signals and the aforementioned objects, from radio signal sources transmitted by a ground-based transmitting system, phase centers of transmitting antennas of each of the transmitting points of which are located at predetermined and known at the objects points in a rectangular coordinate system with the origin at a given point 0, located mainly on the surface of the earth, with a plane (0, X, Y) tangent to the surface of the earth in point 0, and the axis 0Z, directed from the ground, at which, when receiving radio signals from sources of radio signals and identifying them with the corresponding points, register the moments of reception of radio signals, for example, by the temporary positions of their leading edges, and measure the time differences between the times of receiving radio signals from different points transmission system, characterized in that the ground-based point-and-point transmission system is made with six transmission points, ordered in a predetermined manner, and in the first group of three transmission points of advantages continuously omnidirectional transmission antennas, phase centers are located at the same predetermined height Z = h 1 at the vertices of an equilateral triangle on a plane with coordinates (0, X, Y), equal to 1 X = 0, Y 1 = 2b; Y 2 = -b; Y 3 = -b, and in the second group of three transmission points, mainly omnidirectional transmitting antennas whose phase centers are located at the same given height Z = h 2 at the vertices of an equilateral triangle with coordinates on the plane (0, X, Y) equal to X 4 = 0, Y 4 = -2a; Y 5 = a; Y 6 = a, where a and b are given positive numbers, they transmit in an orderly series of six orderly transmitted in a series of radio signals, one radio signal from each point, respectively, mainly providing shielding of radio signals reflected from the ground, and mainly three are received at the object according to the received radio signals groups of measurements of the differences Δt i, j between the times of receiving radio signals from i-points and the times of receiving radio signals from j-points of a transmission system, and in the first group of measurements mentioned e measurements Δt i, j for i-points with indices 2, 3, 4, 5, 6 relative to the first point with an index j = 1, in the second group of measurements the mentioned measurements Δt i, j for i-points with indices 1 , 3, 4, 5, 6 relative to the second point with the index j = 2, in the third group of measurements the measurements Δt i, j are performed for the i-th points with indices 1, 2, 4, 5, 6 relative to the third point with the index j = 3, the plurality of said measured time differences Δt i, j and defined therethrough parameters d i, j = cΔt i, j, where c - velocity of RF signal propagation through parameters s with dimensions of length l j, w j, u j, p j, s j, where j takes the values 1, 2, 3, defined through said d i, j in accordance with the expressions 1 l = d 6,1, w 1 = d 5, l , u 1 = d 3.1 , p 1 = d 2.1 , s 1 = d 4.1 ;
l 2 = d 5.2 , w 2 = d 4.2 , u 2 = d 1.2 , p 2 = d 3.2 , s 2 = d 6.2 ;
l 3 = d 4.3 , w 3 = d 6.3 , u 3 = d 2.3 , p 3 = d 1.3 , s 3 = d 5.3 , dimensionless parameters are measured for each jth group mentioned M j and parameters with a dimension of length N j in accordance with the expressions M j = (l j -w j ) / a- (u j -p j ) / b; from the combination of parameters l j , w j , u j , p j and M j , N j measure the dimensionless parameters A j , B j , C j and D j in accordance with the expressions A j = (2l j M j -N j ) 2 / b 2 , B j = (2w j M j -N j ) 2 / b 2 , C j = (2u j M j -N j ) 2 / a 2 , D j = (2p j M j -N j ) 2 / a 2 , and for M j and the combination of parameters A j , B j , C j , D j for each of the jth groups mentioned, the parameter is mainly measured the measured group K j identifies the group of measurements and the corresponding index j = j m for which the parameter K j is minimal, and for the index value j = j m found in this way and measure the range through the parameters M j and N j from the object to the transfer point with index j = j m , by and sets of parameters , measure parameters
and through them mainly the spatial coordinates of the object are measured (X 0 , Y 0 , Z 0 )
where α 1 = 1, β 1 = 0; α 2 = -1 / 2, α 3 = -1 / 2,
these actions are repeated in the mentioned order at each reception of radio signals, and if necessary, provide specified time delays between the indicated series of radio signals, not necessarily the same from series to series.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152955/07A RU2453999C1 (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Method of receiving radio signals on objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152955/07A RU2453999C1 (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Method of receiving radio signals on objects |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2453999C1 true RU2453999C1 (en) | 2012-06-20 |
Family
ID=46681229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010152955/07A RU2453999C1 (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Method of receiving radio signals on objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2453999C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014027922A1 (en) * | 2012-08-15 | 2014-02-20 | Panov Vladimir Petrovich | Method for transmitting and receiving radio signals |
WO2014027923A1 (en) * | 2012-08-15 | 2014-02-20 | Panov Vladimir Petrovich | Method for transmitting and receiving radio signals |
RU2530241C1 (en) * | 2013-07-26 | 2014-10-10 | Владимир Петрович Панов | Radio signal transmission and reception method |
WO2015012736A1 (en) * | 2013-07-26 | 2015-01-29 | Panov Vladimir Petrovich | Method for transmitting and receiving radio signals |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2018855C1 (en) * | 1991-04-22 | 1994-08-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт радиоаппаратуры | Aircraft radio navigation system |
RU2115137C1 (en) * | 1994-05-11 | 1998-07-10 | Николай Егорович Армизонов | Range-finding method of location and components of vector of velocity of objects by radio signals of spacecraft of satellite radio navigation systems |
RU2003118800A (en) * | 2003-06-23 | 2005-02-20 | Военно-космическа академи им. А.Ф. Можайского (RU) | DIFFERENCE-LONG-DIMENSIONAL METHOD OF MOVING THE SOURCE OF RADIO-RADIATION AND IMPLEMENTING ITS DEVICE |
RU2263328C1 (en) * | 2004-05-24 | 2005-10-27 | Военный университет связи | Method and device for determining coordinates of radio emission source |
-
2010
- 2010-12-24 RU RU2010152955/07A patent/RU2453999C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2018855C1 (en) * | 1991-04-22 | 1994-08-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт радиоаппаратуры | Aircraft radio navigation system |
RU2115137C1 (en) * | 1994-05-11 | 1998-07-10 | Николай Егорович Армизонов | Range-finding method of location and components of vector of velocity of objects by radio signals of spacecraft of satellite radio navigation systems |
RU2003118800A (en) * | 2003-06-23 | 2005-02-20 | Военно-космическа академи им. А.Ф. Можайского (RU) | DIFFERENCE-LONG-DIMENSIONAL METHOD OF MOVING THE SOURCE OF RADIO-RADIATION AND IMPLEMENTING ITS DEVICE |
RU2263328C1 (en) * | 2004-05-24 | 2005-10-27 | Военный университет связи | Method and device for determining coordinates of radio emission source |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014027922A1 (en) * | 2012-08-15 | 2014-02-20 | Panov Vladimir Petrovich | Method for transmitting and receiving radio signals |
WO2014027923A1 (en) * | 2012-08-15 | 2014-02-20 | Panov Vladimir Petrovich | Method for transmitting and receiving radio signals |
RU2519294C1 (en) * | 2012-08-15 | 2014-06-10 | Владимир Петрович Панов | Method of transmitting and receiving radio signals |
RU2519296C1 (en) * | 2012-08-15 | 2014-06-10 | Владимир Петрович Панов | Method of transmitting and receiving radio signals |
RU2530241C1 (en) * | 2013-07-26 | 2014-10-10 | Владимир Петрович Панов | Radio signal transmission and reception method |
WO2015012735A1 (en) * | 2013-07-26 | 2015-01-29 | Panov Vladimir Petrovich | Method for transmitting and receiving radio signals |
WO2015012736A1 (en) * | 2013-07-26 | 2015-01-29 | Panov Vladimir Petrovich | Method for transmitting and receiving radio signals |
RU2542659C1 (en) * | 2013-07-26 | 2015-02-20 | Владимир Петрович Панов | Method of transmitting and receiving radio signals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2453996C1 (en) | System to receive radio signals at objects | |
CN101424737B (en) | Wireless sensor network signal chart positioning method based on signal strength distance | |
RU2453997C1 (en) | System to receive radio signals from sources of radio radiations | |
CN102325370A (en) | High-precision three-dimensional positioner for wireless sensor network node | |
CN102967848B (en) | Positioning method based on distance relationship library and received signal intensity | |
RU2453995C1 (en) | Method to receive radio signals from sources of radio radiations | |
RU2453999C1 (en) | Method of receiving radio signals on objects | |
CN108882149A (en) | NLOS apart from dependent probability compensates localization method | |
RU2439799C1 (en) | Method to transmit and receive radio signals of ground radio beacons | |
RU2465614C1 (en) | Method of receiving radio signals from radio sources | |
RU2435304C1 (en) | Receiving and transmitting method of radio signals of ground radio beacons | |
Alamleh et al. | A weighting system for building RSS maps by crowdsourcing data from smartphones | |
RU2432682C1 (en) | Method of transmitting radio signals using radio-frequency sources | |
Janicka et al. | An example and analysis for ambiguity resolution in the indoor ZigBee positioning system | |
RU2432680C1 (en) | Method of transmitting and receiving radio signals from ground-based radio beacons | |
RU2468513C1 (en) | Method of receiving radio signals at objects | |
RU2519296C1 (en) | Method of transmitting and receiving radio signals | |
RU2432679C1 (en) | Method of transmitting and receiving radio signals from ground-based radio beacons | |
RU2468380C1 (en) | System for receiving radio signals from radio sources | |
RU2432678C1 (en) | Method of transmitting and receiving radio signals from ground-based radio beacons | |
RU2436242C1 (en) | Method of transmitting radio signals using radio-frequency sources | |
RU2432713C1 (en) | Method of transmitting radio signals using radio-frequency sources | |
RU2432677C1 (en) | Method of transmitting and receiving radio signals from ground-based radio beacons | |
RU2465728C1 (en) | System for receiving radio signals at facility | |
RU2436232C1 (en) | Method of transmitting and receiving radio signals from ground-based radio beacons |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20121229 |