RU2468513C1

RU2468513C1 - Method of receiving radio signals at objects

Info

Publication number: RU2468513C1
Application number: RU2011124135/07A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Иващенко; Александр Францевич Кузьминский; Владимир Петрович Панов; Виктор Владимирович Приходько
Original assignee: Михаил Иванович Иващенко; Александр Францевич Кузьминский; Владимир Петрович Панов; Виктор Владимирович Приходько
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2012-11-27

Abstract

FIELD: radio engineering.

SUBSTANCE: at which radio signals transmitted from six stations of a ground-based transmitting system whose antenna phase centres are arranged in a certain manner, are recorded at the object. Coordinates are determined by indirect measurement using provided simple expressions. High accuracy is achieved also owing to the possibility of selecting versions of measuring coordinates of the object at each point in space having the best accuracy from the set of versions disclosed in the method.

EFFECT: high efficiency of determining coordinates of corresponding radio systems, possibility of varying configuration of their coverage areas depending on the set task and relief features of the surrounding area.

2 cl, 4 dwg

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 ЛА и их компонентов на полигонах для обеспечения работы измерительных систем, рационально размещенных на испытательной трассе, и формирования автоматизированного комплекса обработки принятых радиосигналов и разработки 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 when testing aircraft and their components at the training grounds to ensure the operation of measuring systems rationally placed on the test track, and the formation of an automated complex for processing received radio signals and the development of 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.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.

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.: Машиностр., 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, 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, differential and total rangefinder and combined methods for determining the location of an object with amplitude, time, frequency, phase and pulse-phase methods for measuring the parameters of the radio signal [RF Patents No. 2018855, 2115137, 2258242, 2309420, 2363117; Fundamentals of Aircraft Testing / E.I. Krinetskiy et al. Ed. E.I.Krinetskogo. - M .: Mashinostr., 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, the need for a priori information about the location of the object, the inability to unambiguously 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 синхронизировано наземной пунктовой передающей системой, фазовые центры передающих антенн каждого из передающих пунктов которой находятся в заданных и известных на объектах точках преимущественно в прямоугольной системе координат (ξ₁, ξ₂, ξ₃) с началом координат в заданной точке О, находящейся на заданной высоте H над поверхностью земли, с плоскостью (O, ξ₁, ξ₂), параллельной плоскости, касательной к поверхности земли в точке пересечения оси Oξ₃ с землей, при котором, принимая радиосигналы от источников радиосигналов и идентифицируя их соответствующим пунктам, синхронизировано регистрируют моменты времени приема радиосигналов, например по временным положениям их передних фронтов, и измеряют разности времен между моментами времен 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 the aforementioned objects from radio signal sources transmitted synchronously by a ground-based transmitting system, the phase centers of the transmitting antennas of each of the transmitting points of which are at given and known points on objects, mainly in a rectangular coordinate system (ξ ₁ , ξ ₂ , ξ ₃ ) with the origin at a given point О located at a given height H above the earth’s surface, with a plane (O, ξ ₁ , ξ ₂ ) parallel to the plane tangent to the earth’s surface at the intersection of the axis Oξ ₃ with the earth, at which, receiving radio signals from radio sources and identifying them accordingly points, synchronously register the timing of the reception of radio signals, for example by the temporary positions of their leading edges, and measure the time difference between the timing of the reception of radio signals from different points of the transmitting system [Radio systems / Yu.M. Kazarinov et al. Ed. Yu.M. Kazarinova. - M .: IC "Academy", 2008, chap. 10, s 437-443, 449-454].

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 совокупности предлагаемых в способе 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 set of options proposed in the method for measuring the coordinates of an 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 синхронизировано наземной пунктовой передающей системой, фазовые центры передающих антенн каждого из передающих пунктов которой находятся в заданных и известных на объектах точках преимущественно в прямоугольной системе координат (ξ₁, ξ₂, ξ₃) с началом координат в заданной точке О, находящейся на заданной высоте H над поверхностью земли, с плоскостью (O, ξ₁, ξ₂), параллельной плоскости, касательной к поверхности земли в точке пересечения оси Oξ₃ с землей, в котором, принимая радиосигналы от источников радиосигналов и идентифицируя их соответствующим пунктам, синхронизировано регистрируют моменты времени приема радиосигналов, например, по временным положениям их передних фронтов, и измеряют разности времен между моментами времен приемов радиосигналов с разных пунктов передающей системы, в соответствии с настоящим изобретением наземная пунктовая передающая система выполнена с шестью пунктами передачи, упорядоченными заданным образом, в каждом из которых преимущественно ненаправленными передающими антеннами, фазовые центры которых расположены в вершинах эллипсоида с центром в точке О с заданными координатами вершин (r₁; 0; 0), (-r₁; 0; 0), (0; r₂; 0), (0; -r₂; 0), (0; 0; r₃), (0; 0; -r₃), где r₁, r₂, r₃ - заданные значения полуосей упомянутого эллипсоида, соответствующих осям координат ξ₁, ξ₂, ξ₃, при этом значение полуоси r₃ задано меньшим упомянутой высоты Н, передают упорядочение серии из шести упорядочение передаваемых в серии радиосигналов, по одному радиосигналу в серии с каждого пункта соответственно, при необходимости с заданными, необязательно одинаковыми, задержками по времени между радиосигналами и с заданным временем передачи серии, необязательно одинаковым от серии к серии, преимущественно обеспечивая экранирование отраженных от земли радиосигналов, а на объекте по принятым радиосигналам производят соответственно индексу j шесть групп измерений разностей времен прохождения радиосигналами расстояний от фазовых центров передающих антенн до фазового центра приемной антенны объекта путем измерений разностей Δt_i,j между моментами времен приемов радиосигналов с i-тых пунктов и моментами времен приемов радиосигналов с j-тых пунктов передающей системы с исключением соответственно времен задержек или времен опережений радиосигналов с i-тых пунктов относительно радиосигналов с j-тых пунктов, при этом при каждом значении индекса j, изменяющегося от 1 до 6, индекс i принимает значения от 1 до 6, по совокупности измеренных указанных групп разностей времен Δt_i,j через имеющие размерность длины параметры d_i,j=сΔt_i,j, где с - скорость распространения радиосигнала, для каждой j-той из шести упомянутых групп трижды измеряют дальности D_i,κ в соответствии с индексом k, принимающим значения 1, 2 и 3, от объекта до соответствующих j-тых пунктов передачи в соответствии с выражением

, где индекс k₁=(k²-3k+4)/2 и индекс k₂=(5k-k²)/2, безразмерный множитель

, а безразмерные коэффициенты A_m,k соответственно равны A_0,k=(9k²-45k+36)/2, A_1,k=-(39k²-180k+126)/4, А_2,k=(49k²-214k+134)/8, A_3,k=-(6k²-25k+14)/4, A_4,k=(k²-4k+2)/8, и через них измеряют преимущественно пространственные координаты объекта, при этом в каждой упомянутой серии радиосигналов каждую из координат объекта измеряют шестикратно в соответствии с выражением

, где индекс i=j+3θ_n,j, а соответствующий номеру координаты индекс n и упомянутый индекс k принимают значения 1, 2 и 3, причем при n=1 индекс j принимает значения 1 и 4, а безразмерный множитель θ_n,j=(5-2j)/3, при n=2 индекс j принимает значения 2 и 5, а безразмерный множитель θ_n,j=(7-2j)/3, при n=3 индекс j принимает значения 3 и 6, а безразмерный множитель θ_n,j=(9-2j)/3, производят совокупность заданного числа М следующих подряд серий с общей длительностью времени передачи совокупности, равной сумме времен передачи входящих в нее М серий, производят преимущественно измерения статистических характеристик статистическими методами траекторных измерений для каждой координаты, шестикратно измеряемой в серии, по всей совокупности М серий, в том числе математических ожиданий координат и среднеквадратических отклонений математических ожиданий координат соответствующих траекторий, при этом каждую из координат в заданный момент времени из длительности времени передачи совокупности М серий измеряют преимущественно как одно из шести соответствующих ей математических ожиданий координат с минимальным среднеквадратическим отклонением математического ожидания координаты, из предыдущей совокупности исключают первую серию и включают серию, следующую за последней серией предыдущей совокупности, и в последующих совокупностях полученных таким образом из М серий повторяют все указанные действия в упомянутом порядке, а при необходимости по измеренным в заданные моменты времени значениям координат измеряют другие параметры движения объекта.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 synchronously by a ground-based transmitting system, the phase centers of the transmitting antennas of each of the transmitting points are located in predetermined and known at points preferably in a rectangular coordinate system objects (ξ _1, ξ _2, ξ ₃₎ with the origin at a predetermined point O on odyascheysya at a predetermined height H above the ground, with the plane (O, ξ _1, ξ ₂₎ parallel to the plane tangent to the surface at the axis intersection point Oξ ₃ with the ground, wherein, taking signals from radio sources and identifying their respective points synchronously register the time moments of the reception of radio signals, for example, by the temporary positions of their leading edges, and measure the time difference between the time moments of the reception of radio signals from different points of the transmitting system, in accordance with this Retenu punktovaya terrestrial broadcasting system is configured with six transfer points, ordered in a predetermined manner, each of which is preferably non-directional transmission antennas, phase centers are located at the vertices of an ellipsoid centered at the point G with the given coordinates of vertices (r _1; 0; 0), (-r ₁ ; 0; 0), (0; r ₂ ; 0), (0; -r ₂ ; 0), (0; 0; r ₃ ), (0; 0; -r ₃ ) , where r ₁ , r ₂ , r ₃ are the specified values of the semiaxes of the said ellipsoid corresponding to the coordinate axes ξ ₁ , ξ ₂ , ξ ₃ , while the value of the semiaxis r ₃ is set smaller than the mentioned height H, transmit the ordering of a series of six ordering transmitted in a series radio signals, one radio signal in a series from each point, respectively, if necessary, with specified, not necessarily the same, time delays between radio signals and with a given series transmission time, not necessarily the same from series to series, mainly providing shielding of radio signals reflected from the ground, and at the site using the received radio signals, six groups of measurements of the differences in the travel times of the radio signals of the distances from the phase centers of the transmitting antennas to the phase center of the receiving antenna of the object by measuring the differences Δt _{i, j} between the times of reception of radio signals from the i-th points and times of reception of radio signals from the j-th points of the transmitting system, with the exception of the delay or time respectively changed an advancing of radio signals with i-ies points relative radio signals j-ies claims, wherein for each value of the index j, varying from 1 to 6, subscript i takes values from 1 to 6, for the plurality of measurement specified groups time differences Δt _{i, j} through the parameters d _{i, j} = сΔt _{i, j} , having length dimension, where c is the propagation speed of the radio signal, for each j-th of the six groups mentioned, the ranges D _{i, κ} are measured three times in accordance with the index k taking values 1, 2 and 3, from the facility to the corresponding j-th transmission points, respectively Wii with expression

where the index k ₁ = (k ² -3k + 4) / 2 and the index k ₂ = (5k-k ² ) / 2, the dimensionless factor

, and the dimensionless coefficients A _{m, k are} respectively equal to A _{0, k} = (9k ² -45k + 36) / 2, A _{1, k} = - (39k ² -180k + 126) / 4, A _{2, k} = (49k ² -214k + 134) / 8, A _{3, k} = - (6k ² -25k + 14) / 4, A _{4, k} = (k ² -4k + 2) / 8, and mainly spatial coordinates of the object are measured through them , while in each of the aforementioned series of radio signals, each of the coordinates of the object is measured six times in accordance with the expression

, where the index i = j + 3θ _{n, j} , and the index n corresponding to the coordinate number and the aforementioned index k take values 1, 2 and 3, and for n = 1 the index j takes values 1 and 4, and the dimensionless factor θ _{n, j} = (5-2j) / 3, for n = 2 the index j takes values 2 and 5, and the dimensionless factor θ _{n, j} = (7-2j) / 3, for n = 3 the index j takes values 3 and 6, and the dimensionless factor θ _{n, j} = (9-2j) / 3, produce a combination of a given number M of successive series with a total transmission time of the population equal to the sum of the transmission times of its constituent M series, rhenium of statistical characteristics by statistical methods of trajectory measurements for each coordinate measured six times in a series over the entire set of M series, including the mathematical expectation of coordinates and standard deviations of the mathematical expectation of the coordinates of the corresponding trajectories, each coordinate at a given point in time from the transmission time aggregates of M series are measured mainly as one of six corresponding mathematical expectations of coordinates with a minimum average by the squared deviation of the expectation, the coordinates from the previous set exclude the first series and include the series following the last series of the previous set, and in the subsequent sets thus obtained from the M series repeat all of the above actions in the order mentioned, and if necessary, measured at specified times coordinate values are measured by other parameters of the object’s movement.

Кроме того, при передаче радиосигналов пунктами передающей системы на одной частоте радиосигналы передают с задержками по времени между радиосигналами, передаваемыми с каждого пункта, преимущественно превышающими значение l_max/с, где l_max - расстояние между наиболее удаленными друг от друга фазовыми центрами передающих антенн передающих пунктов, с учетом длительности радиосигнала и разности времен прихода на объект неотраженного и отраженного от земли радиосигналов.In addition, when transmitting radio signals by points of the transmitting system on the same frequency, the radio signals are transmitted with time delays between the radio signals transmitted from each point, mainly exceeding the value l _max / s, where l _max is the distance between the phase centers of the transmitting transmitting antennas farthest from each other points, 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.

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 и известных на объектах точках преимущественно в прямоугольной системе координат (ξ₁, ξ₂, ξ₃) с началом координат в заданной точке О, находящейся на заданной высоте H над поверхностью земли, с плоскостью (O, ξ₁, ξ₂), параллельной плоскости, касательной к поверхности земли в точке пересечения оси Oξ₃ с землей. На приемнике объекта принимают радиосигналы от источников радиосигналов, идентифицируют их соответствующим пунктам, синхронизировано регистрируют моменты приема радиосигналов, например, по временным положениям их передних фронтов, и измеряют разности времен между временами приемов радиосигналов с разных пунктов передающей подсистемы.The radio signals of the ground-based point transmitting system are transmitted from antennas whose phase centers are at given and known points on objects, mainly in a rectangular coordinate system (ξ ₁ , ξ ₂ , ξ ₃ ) with the origin at a given point O located at a given height H above the surface ground, with a plane (O, ξ ₁ , ξ ₂ ) parallel to the plane tangent to the surface of the earth at the intersection of the axis Oξ ₃ with the ground. At the receiver of the object, radio signals are received from the sources of radio signals, identified by their respective points, the moments of reception of radio signals are recorded synchronously, for example, by the temporary positions of their leading edges, and the time differences between the times of reception of radio signals from different points of the transmitting subsystem are measured.

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. Радиосигналы передают преимущественно ненаправленными передающими антеннами, фазовые центры которых расположены в вершинах эллипсоида с центром в точке О с заданными координатами вершин (r₁; 0; 0), (-r₁; 0; 0), (0; r₂; 0), (0; -r₂; 0), (0; 0; r₃), (0; 0; -r₃), где r₁, r₂, r₃ - заданные значения полуосей упомянутого эллипсоида, соответствующих осям координат ξ₁, ξ₂, ξ₃, причем значение полуоси r₃ задано меньшим упомянутой высоты Н.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. Radio signals are transmitted mainly by omnidirectional transmitting antennas whose phase centers are located at the vertices of the ellipsoid centered at point O with the given coordinates of the vertices (r ₁ ; 0; 0), (-r ₁ ; 0; 0), (0; r ₂ ; 0) , (0; -r ₂ ; 0), (0; 0; r ₃ ), (0; 0; -r ₃ ), where r ₁ , r ₂ , r ₃ are the specified values of the semiaxes of the said ellipsoid corresponding to the coordinate axes ξ ₁ , ξ ₂ , ξ ₃ , moreover, the semiaxis r ₃ is set smaller than the mentioned height N.

При этом передают упорядочение серии из шести упорядоченно передаваемых в серии радиосигналов, по одному радиосигналу в серии с каждого пункта соответственно, преимущественно обеспечивая экранирование отраженных от земли радиосигналов. Радиосигналы передают при необходимости с заданными, необязательно одинаковыми задержками по времени между ними и с заданным временем передачи серии, необязательно одинаковым от серии к серии. На объекте по принятым радиосигналам производят соответственно индексу j шесть групп измерений разностей времен прохождения радиосигналами расстояний от фазовых центров передающих антенн до фазового центра приемной антенны объекта путем измерений разностей Δt_i,j между моментами времен приемов радиосигналов с i-тых пунктов и моментами времен приемов радиосигналов с j-тых пунктов передающей системы с исключением соответственно времен задержек или времен опережений радиосигналов с i-тых пунктов относительно радиосигналов с j-тых пунктов. При этом при каждом значении индекса j, изменяющегося от 1 до 6, индекс i принимает значения от 1 до 6. По совокупности измеренных указанных групп разностей времен Δt_i,j через имеющие размерность длины параметры d_i,j=cΔt_i,j, где с - скорость распространения радиосигнала, для каждой j-той из шести упомянутых групп трижды (в соответствии с индексом k, принимающим значения 1, 2 и 3) измеряют дальности D_j,k от объекта до соответствующих j-тых пунктов передачи в соответствии с выражением

. Здесь индекс k₁=(k²-3k+4)/2 и индекс k₂=(5k-k²)/2, безразмерный множитель

, а безразмерные коэффициенты А_m,k соответственно равны A_0,k=(9k²-45k+36)/2, A_1,k=-(39k²-180k+126)/4, А_2,k=(49k²-214k+134)/8, A_3,k=-(6k²-25k+14)/4, A_4,k=(k²-4k+2)/8. Затем измеряют преимущественно пространственные координаты объекта в соответствии с выражением

, где индекс i=j+3θ_n,j, а соответствующий номеру координаты индекс n и упомянутый индекс k принимают значения 1, 2 и 3, причем при n=1 индекс j принимает значения 1 и 4, а безразмерный множитель θ_n,j=(5-2j)/3, при n=1 индекс j принимает значения 2 и 5, а безразмерный множитель θ_n,j=(7-2j)/3, при n=3 индекс j принимает значения 3 и 6, а безразмерный множитель θ_n,j=(9-2j)/3. При этом в каждой упомянутой серии радиосигналов каждую из координат объекта измеряют шестикратно. Производят передачу совокупности заданного числа М следующих подряд серий с общей длительностью времени передачи совокупности, равной сумме времен передачи входящих в нее М серий. При этом производят преимущественно измерения статистических характеристик статистическими методами траекторных измерений для каждой координаты, шестикратно измеряемой в серии, по всей совокупности М серий, в том числе математических ожиданий координат и среднеквадратических отклонений математических ожиданий координат соответствующих траекторий [Б.Ф.Жданюк. Основы статистической обработки траекторных измерений - М.: Сов. радио, 1978, 384 с.]. Каждую из координат измеряют в заданный момент времени (из длительности времени передачи совокупности М серий) преимущественно как одну из шести соответствующих ей математических ожиданий координат с минимальным среднеквадратическим отклонением математического ожидания координаты. Этим обеспечивают более высокую точность измерений координат объекта, производимых в каждой точке пространства. Затем из предыдущей совокупности исключают первую серию и включают серию, следующую за последней серией предыдущей совокупности, и в последующих совокупностях, полученных таким образом из М серий, повторяют все указанные действия в упомянутом порядке. При необходимости по измеренным в заданные моменты времени значениям координат измеряют другие параметры движения объекта.At the same time, the ordering of a series of six orderly transmitted in a series of radio signals is transmitted, one radio signal in a series from each point, respectively, mainly providing shielding of radio signals reflected from the ground. Radio signals are transmitted, if necessary, with predetermined, not necessarily the same, time delays between them and with a predetermined series transmission time, not necessarily the same from series to series. At the facility, according to the received radio signals, respectively, an index j is made of six groups of measurements of the differences in the travel times of the radio signals of the distances from the phase centers of the transmitting antennas to the phase center of the receiving antenna of the object by measuring the differences Δt _{i, j} between the times of reception of radio signals from the i-th points and the times of reception of radio signals from the j-th points of the transmitting system, with the exception, respectively, of the delay times or lead times of the radio signals from the i-th points relative to the radio signals from the j-th points . Moreover, for each value of the index j varying from 1 to 6, the index i takes values from 1 to 6. According to the totality of the measured indicated groups of time differences Δt _{i, j} through parameters d _{i, j} = cΔt _{i, j} having length dimension, where c is the propagation speed of the radio signal, for each j-th of the six mentioned groups three times (in accordance with the index k, taking values 1, 2 and 3) measure the distance D _{j, k} from the object to the corresponding j-th transmission points in accordance with the expression

. Here the index k ₁ = (k ² -3k + 4) / 2 and the index k ₂ = (5k-k ² ) / 2, the dimensionless factor

, and the dimensionless coefficients A _{m, k are} respectively equal to A _{0, k} = (9k ² -45k + 36) / 2, A _{1, k} = - (39k ² -180k + 126) / 4, A _{2, k} = (49k ² -214k + 134) / 8, A _{3, k} = - (6k ² -25k + 14) / 4, A _{4, k} = (k ² -4k + 2) / 8. Then mainly measure the spatial coordinates of the object in accordance with the expression

, where the index i = j + 3θ _{n, j} , and the index n corresponding to the coordinate number and the aforementioned index k take values 1, 2 and 3, and for n = 1 the index j takes values 1 and 4, and the dimensionless factor θ _{n, j} = (5-2j) / 3, for n = 1 the index j takes values 2 and 5, and the dimensionless factor θ _{n, j} = (7-2j) / 3, for n = 3 the index j takes values 3 and 6, and dimensionless factor θ _{n, j} = (9-2j) / 3. Moreover, in each of the mentioned series of radio signals, each of the coordinates of the object is measured six times. Transmit the aggregate of a given number M of successive series with a total duration of the aggregate transmission time equal to the sum of the transmission times of its constituent M series. At the same time, statistical characteristics are mainly measured by statistical methods of trajectory measurements for each coordinate measured six times in a series over the entire set of M series, including the mathematical expectation of coordinates and the standard deviations of the mathematical expectation of the coordinates of the corresponding trajectories [B.F. Zhdanyuk. Fundamentals of statistical processing of trajectory measurements - M .: Sov. Radio, 1978, 384 pp.]. Each of the coordinates is measured at a given point in time (from the length of the transmission time of the set of M series) mainly as one of six corresponding mathematical expectations of coordinates with a minimum standard deviation of the expected coordinates. This provides a higher accuracy of measurements of the coordinates of the object made at each point in space. Then, the first series is excluded from the previous set and the series following the last series of the previous set is included, and in the subsequent sets thus obtained from the M series, all these actions are repeated in the above order. If necessary, other parameters of the object’s motion are measured using the coordinate values measured at specified time instants.

Также при передаче радиосигналов пунктами передающей системы на одной частоте радиосигналы передают с задержками по времени между радиосигналами, передаваемыми с каждого пункта, и с задержками между указанными сериями, преимущественно превышающими значение l_max/c, где l_max - расстояние между наиболее удаленными друг от друга фазовыми центрами передающих антенн передающих пунктов, с учетом длительности радиосигнала и разности времен прихода на объект неотраженного и отраженного от земли радиосигналов.Also, when transmitting radio signals by points of the transmitting system on the same frequency, the radio signals are transmitted with time delays between the radio signals transmitted from each point and with delays between the indicated series, mainly exceeding the value l _max / c, where l _max is the distance between the farthest from each other phase centers of transmitting antennas of transmitting points, 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.

Способ позволяет варьировать конфигурацию зоны действия радионавигационной системы и формировать ее в зависимости от поставленной задачи. Можно получать зоны с погрешностью в зоне, не превышающей заданной 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 with an error in the zone not exceeding a given error in the measurement of coordinates at the boundary 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.

Для заявляемого способа на фигурах 1…4 ограничимся примером определения зон, обозначенных светлым тоном, внутри которых и на их границах среднеквадратические ошибки измерения значений координаты ξ₃ в плоскости (O′, ξ₁, ξ₂), расположенной на высоте движения объекта OO′, равной 1000 метров (ξ₃=1000 м), не превышают заданного значения 10 метров. Заданы высота H=20 метров, значения r₁=300 м, r₂=700 м, r₃=15 м. Прямоугольником обозначен размер и ориентация взлетно-посадочной полосы условного аэродрома, значками обозначены расположения фазовых центров антенн передающих пунктов. На фиг.1 представлена указанная зона при упомянутом индексе k=1 композиции группы измерений с индексом j, равным 3, и группы с индексом j, равным 6, на фиг.2 - соответственно при индексе k=2 композиции группы измерений с индексом j, равным 3, и группы с индексом j, равным 6, на фиг.3 - соответственно при индексе k=3 композиции группы измерений с индексом j, равным 3, и группы с индексом j, равным 6. На фиг.4 представлена указанная зона для общей композиции, объединяющей указанные композиции, соответствующие фиг. 1, 2 и 3, в которой координату ξ₃ определяют в заданный момент времени преимущественно как одну из шести соответствующих ей математических ожиданий координат с минимальным среднеквадратическим отклонением математического ожидания координаты.For the proposed method in figures 1 ... 4, we restrict ourselves to an example of determining zones indicated by a light tone, inside of which and at their borders, the standard errors of measuring the values of the coordinate ξ ₃ in the plane (O ′, ξ ₁ , ξ ₂ ) located at the height of the object OO ′ equal to 1000 meters (ξ ₃ = 1000 m), do not exceed the set value of 10 meters. The height H = 20 meters, the values r ₁ = 300 m, r ₂ = 700 m, r ₃ = 15 m are set. The rectangle indicates the size and orientation of the runway of the conditional airfield, the icons indicate the location of the phase centers of the transmitting station antennas. In Fig. 1, this zone is represented at said index k = 1 of a composition of a measurement group with index j equal to 3, and a group with an index j equal to 6, in Fig. 2, respectively, at an index k = 2 of a composition of a measurement group with index j, equal to 3, and groups with index j equal to 6, in Fig. 3, respectively, with index k = 3 of the composition of the measurement group with index j equal to 3, and groups with index j equal to 6. Figure 4 shows the specified zone for a general composition combining said compositions corresponding to FIG. 1, 2 and 3, in which the coordinate ξ ₃ is determined at a given point in time mainly as one of the six mathematical expectations of the coordinates with a minimum standard deviation of the mathematical expectation of the coordinate.

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,

- может быть реализован с использованием существующей элементной базы и микропроцессорной техники,- can be implemented using existing components and microprocessor technology,

- обеспечивает эффективное использование радиочастотного спектра,- provides efficient use of the radio frequency spectrum,

- позволяет одновременно обслуживать несколько объектов,- allows you to simultaneously serve several objects,

- позволяет варьировать конфигурацию указанной зоны действия радионавигационной системы и формировать ее в зависимости от поставленной задачи и особенностей рельефа окружающей местности.- allows you to vary the configuration of the specified coverage area of the radio navigation system and form it depending on the task and the features of the relief of the surrounding area.

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

1. 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 synchronously by a ground-based transmitting system, the phase centers of the transmitting antennas of each of the transmitting points of which are located at predetermined and known objects at points mainly in a rectangular coordinate system (ξ ₁ , ξ ₂ , ξ ₃ ) with the origin at a given point O, located at a given height H above the surface of the earth , with a plane (O, ξ ₁ , ξ ₂ ) parallel to the plane tangent to the earth’s surface at the point of intersection of the Oξ ₃ axis with the earth, in which, when receiving radio signals from radio signal sources and identifying them with the corresponding points, the timing of receiving radio signals is synchronously recorded, for example, according to the temporary positions of their leading edges, and measure the time differences between the times of the reception of radio signals from different points of the transmission system, characterized in that the ground-based point-to-point transmission system is made with six transmission nktami, ordered in a predetermined manner, each of which is preferably non-directional transmission antennas, phase centers are located at the vertices of an ellipsoid centered at the point G with the given coordinates of vertices (r _1; 0; 0), (-r ₁ ; 0; 0), (0; r ₂ ; 0), (0; -r ₂ ; 0), (0; 0; r ₃ ), (0; 0; -r ₃ ) , where r ₁ , r ₂ , r ₃ are the specified values of the semiaxes of the said ellipsoid, corresponding to the coordinate axes ξ ₁ , ξ ₂ , ξ ₃ , while the value of the semiaxis r ₃ is set lower than the mentioned height H, the series of six orderly transmitted in the series are transmitted in order radio signals, one radio signal in a series from each point, respectively, if necessary, with specified optionally the same time delays between the radio signals and with a given series transmission time, not necessarily the same from series to s Rhee, advantageously providing shielding reflected from the ground radio and the facility on the received radio signals produce respectively the index j six groups of measurements of the differences of the propagation times by radio signals distances from the phase centers of the transmitting antenna to the phase center of the receiving antenna of the object by measuring Δt _{i differences, j} between the instants of reception times of radio signals from i-points and times of reception of radio signals from j-points of a transmitting system, with the exception of delay times or erezheny signals with i-x points in relation to radio signals from the j-x claims, wherein for each value of the index j, varying from 1 to 6, subscript i takes values from 1 to 6, for the plurality of measurement specified groups time differences Δt _{i, j} through the parameters of length dimension d _{i, j} = cΔt _{i, j} , where c is the propagation speed of the radio signal, for each j-th of the six groups mentioned, the ranges D _{j, k} are measured three times in accordance with the index k taking values 1, 2 and 3 , from the object to the corresponding j-th transmission points in accordance with the expression

,
where the index k ₁ = (k ² -3k + 4) / 2 and the index k ₂ = (5k-k ² ) / 2, the dimensionless factor

,
where the index i = j + 3θ _{n, j} , and the index n corresponding to the coordinate number and the mentioned index k take values 1, 2 and 3, and for n = 1 the index j takes values 1 and 4, and the dimensionless factor θ _{n, j} = (5-2j) / 3, for n = 2 the index j takes values 2 and 5, and the dimensionless factor θ _{n, j} = (7-2j) / 3, for n = 3 the index j takes values 3 and 6, and the dimensionless the factor θ _{n, j} = (9-2j) / 3, produce a set of a given number M of the following series in a row with a total transmission time of the set equal to the sum of the transmission times of its constituent M series, mainly measure statistical characteristics by statistical methods of trajectory measurements for each coordinate measured six times in a series over the entire set of M series, including the mathematical expectation of coordinates and standard deviations of the mathematical expectation of the coordinates of the corresponding trajectories, each coordinate at a given point in time from the transmission time aggregates of M series are measured mainly as one of six corresponding mathematical expectations of coordinates with a minimum average the square deviation of the expectation of the coordinates, from the previous set exclude the first series and include the series following the last series of the previous set, and in the subsequent sets thus obtained from the M series repeat all of these actions in the order mentioned, and if necessary, measured at specified times coordinate values are measured by other parameters of the object’s movement.

2. The method according to claim 1, characterized in that when transmitting radio signals by points of the transmitting system at one frequency, the radio signals are transmitted with time delays between the radio signals transmitted from each point, mainly exceeding the value of l _max / s, where l _max is the distance between the most remote phase centers of transmitting antennas of transmitting points, 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.