RU2481557C1 - Method for navigation of moving objects - Google Patents

Method for navigation of moving objects Download PDF

Info

Publication number
RU2481557C1
RU2481557C1 RU2011145046A RU2011145046A RU2481557C1 RU 2481557 C1 RU2481557 C1 RU 2481557C1 RU 2011145046 A RU2011145046 A RU 2011145046A RU 2011145046 A RU2011145046 A RU 2011145046A RU 2481557 C1 RU2481557 C1 RU 2481557C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
map
digital image
current
reference object
location
Prior art date
Application number
RU2011145046A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Алексеевич Хрусталев
Юрий Васильевич Кольцов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова"
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Application granted granted Critical
Publication of RU2481557C1 publication Critical patent/RU2481557C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: reference map is used. A reference object (RO) is selected on said map. A first current map of the RO is obtained. The first current map of the RO is converted to a digital image thereof. The RO is identified on the digital image. The position and spatial parameters of the RO on the digital image are determined. The digital image of the first current and reference maps of the RO are compared by adjusting parameters of the RO on the digital image of the first current map until match with parameters of the RO on the digital image of the reference map. Coordinates of the RO are determined. The first position of the moving objects (MO) in plane coordinates of the reference map is determined. A second current map of the RO is obtained a fixed time interval At after obtaining the first current map of the RO. The second position of the MO in plane coordinates of the reference map is obtained in the same manner as the first position. The direction of movement and speed of the MO are determined. A third current map of the RO is obtained a time interval At after obtaining the second current map of the RO. The third position of the MO in plane coordinates of the reference map is obtained in the same manner as the first position. The direction of movement and speed of the MO are corrected. The acceleration of the MO is determined. A motion path adjustment signal is calculated and movement of the MO is controlled.
EFFECT: broader navigation capabilities.
7 dwg

Description

Изобретение относится к области навигации движущихся объектов и может быть использовано при построении различных систем локации, предназначенных для уточнения местоположения любых движущихся объектов (ДО) и управления их движением.The invention relates to the field of navigation of moving objects and can be used to build various location systems designed to clarify the location of any moving objects (TO) and control their movement.

Известен способ ориентирования на местности [1], основанный на использовании цифровых моделей рельефа местности, заключающийся в измерении координат объекта, координат наблюдателя и передачи их для обработки, а также в дополнительной ориентации наблюдателя с учетом получения целеуказания и определении рассогласования заданных и текущих координат, причем наблюдатель производит сканирование местности с фиксацией показаний значений азимута и угла места, а также фиксацией показаний собственных координат при обнаружении им объекта наблюдения, которые используют для управления, а, используя цифровую модель рельефа местности наблюдения и базу данных для целераспределения, наносят на цифровую модель рельефа местности полученные данные о местах расположения наблюдателей, а также целей с базы данных для целераспределения, после чего производят передачу данных об относительном расположении наблюдателя и распределенной ему цели в систему управления, которая производит их сравнение с данными азимута и угла места, а результирующий разностный сигнал используют для изменения процесса сканирования наблюдателем.There is a method of orientation on the ground [1], based on the use of digital models of the terrain, which consists in measuring the coordinates of the object, the coordinates of the observer and transmitting them for processing, as well as in the additional orientation of the observer, taking into account target designation and determining the mismatch of the given and current coordinates, and the observer scans the terrain with the fixation of the readings of the azimuth and elevation angle, as well as the fixation of the readings of its own coordinates when it detects an object Directions that are used for control, and, using a digital model of the terrain for observation and a database for target distribution, apply data on the locations of observers and targets from the database for target distribution to a digital model of the terrain, and then transmit data on the relative the location of the observer and the target distributed to him in the control system, which compares them with the azimuth and elevation data, and the resulting difference signal is used to change process of scanning by an observer.

Недостатками способа [1] являются:The disadvantages of the method [1] are:

- отсутствие автоматизации процесса определения местоположения, поскольку задействованы наблюдатели;- lack of automation of the positioning process, as observers are involved;

- низкое быстродействие, поскольку для обработки информации происходит ее сбор от наблюдателей;- low speed, since information is being collected from observers to process information;

- низкая помехоустойчивость, так как в процессе измерения используют спутниковые сигналы;- low noise immunity, since satellite signals are used in the measurement process;

- активный режим работы, поскольку наблюдатели используют индивидуальные передатчики и процесс излучения сигналов присутствует.- an active mode of operation, since observers use individual transmitters and the process of signal emission is present.

Известны способы навигации ДО [2], основанные на сравнении текущих карт местности, полученных с использованием радиоволн, с эталонными картами той же местности, в основе которых лежит определение местоположения ДО с последующим управлением движением ДО путем коррекции их местоположения. Эталонные карты установлены на ДО до начала их движения, а текущие снимают во время полета ДО. По отклонениям текущих карт местности от эталонных в заданной точке траектории движения ДО определяют отклонение фактической траектории от заданной. В результате определяют поправку в местоположение ДО с целью коррекции их движения.Known methods of navigation DO [2], based on a comparison of current maps of the area obtained using radio waves, with reference maps of the same area, which are based on determining the location of DO with subsequent control of DO movement by correcting their location. Reference cards are installed on the DO before they begin to move, and the current cards are removed during the flight of the DO. The deviation of the current maps of the area from the reference at a given point in the trajectory of movement to determine the deviation of the actual trajectory from a given. As a result, the correction to the BS location is determined in order to correct their movement.

Недостатками способа [2] являются отсутствие информации о текущем местоположении ДО в процессе движения; недостаточное быстродействие, так как сигнал коррекции движения ДО вырабатывается только после прохождения всего заданного участка, и активный режим работы, поскольку для получения текущих карт местности используют радиоволны.The disadvantages of the method [2] are the lack of information about the current location of DO during the movement; insufficient performance, since the motion correction signal DO is generated only after passing the entire specified section, and the active mode of operation, since radio waves are used to obtain current terrain maps.

Известен способ навигации ДО [3], выбранный за прототип. Реализация способа [3] заключается в следующем. Способ [3] относится к пассивным, поскольку процессы излучения сигналов при навигации ДО не используются, а только приема, в результате чего обеспечивается скрытность работы ДО.A known method of navigation BEFORE [3], selected for the prototype. The implementation of the method [3] is as follows. The method [3] refers to the passive, since the processes of signal emission during navigation of the DO are not used, but only reception, which ensures the secrecy of the DO.

Используют информацию эталонной карты местности о навигационном поле Земли, содержащую цифровую информацию о местоположении и пространственных параметрах реперных объектов (РО).Use the information of the reference map of the area about the navigation field of the Earth, containing digital information about the location and spatial parameters of reference objects (PO).

Выбирают участок местности на эталонной карте, который представляет собой мерный участок.Select a site on the reference map, which is a measured site.

Выбирают на мерном участке РО, плановые координаты и пространственные параметры которого известны с наибольшей точностью. Используют эталонную карту мерного участка с выбранным РО.Selected on the measured area of the RO, the planned coordinates and spatial parameters of which are known with the greatest accuracy. Use the reference map of the measured area with the selected RO.

Измеряют инерциальным способом текущие значения углов крена и тангажа и курса.The current values of the roll and pitch angles and course are measured inertially.

Без излучения сигналов (пассивным методом) получают одну текущую карту РО (область РО) при движении ДО над мерным участком в виде одного изображения мерного участка в одном или нескольких диапазонах длин волн.Without signal emission (by the passive method), one current PO map (RO region) is obtained when the BS moves above the measured section in the form of one image of the measured section in one or several wavelength ranges.

Преобразуют текущую карту РО в цифровое изображение области РО.Convert the current RO map to a digital image of the RO region.

Распознают РО на цифровом изображении области РО.The ROs are recognized in a digital image of the RO region.

Определяют параметры РО на цифровом изображении области РО.The parameters of the PO are determined on a digital image of the area of the PO.

Сравнивают эталонную и текущую карты путем их совмещения. Сравнение эталонной и текущей карт РО проводят путем подгонки параметров РО на цифровом изображении области РО до совпадения с параметрами РО на цифровом изображении эталонной карты РО. Сравнение выполняется с учетом информации об углах крена, тангажа и курса.Compare the reference and current cards by combining them. Comparison of the reference and current maps of the RO is carried out by fitting the parameters of the RO in the digital image of the region of RO to match the parameters of the RO in the digital image of the reference map of the RO. Comparison is based on roll angle, pitch and course information.

Определяют местоположение ДО в плановых координатах мерного участка и пространственное смещение РО на цифровом изображении области РО по отношению к РО на цифровом изображении эталонной карты РО.The location of the DO in the planned coordinates of the measuring section and the spatial displacement of the RO in the digital image of the region of the RO relative to the RO in the digital image of the reference map of the RO are determined.

Вычисляют сигнал коррекции местоположения ДО на основе анализа взаимных смещений эталонной и текущей карт местности мерного участка.The BS location correction signal is calculated based on an analysis of the mutual displacements of the reference and current terrain maps of the measured area.

Управляют движением ДО путем коррекции его местоположения.Control the movement of DO by correcting its location.

Недостатками [3] являются недостаточно широкие возможности способа - невозможность определения скорости и ускорения движущихся объектов.The disadvantages [3] are not wide enough possibilities of the method - the inability to determine the speed and acceleration of moving objects.

Важно отметить, что на развитие систем навигации большое влияние оказывает сверхманевренность ДО, в частности летательных аппаратов [4], что вызывает необходимость определения скорости, изменения скорости (ускорения) и ее направления для ДО при соблюдении скрытности работы за счет пассивного режима работы.It is important to note that the development of navigation systems is greatly influenced by the over-maneuverability of DOs, in particular aircraft [4], which necessitates the determination of speed, change of speed (acceleration) and its direction for DOs while observing stealth due to passive operation.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение возможностей способа навигации за счет определения скорости и ускорения движущихся объектов с сохранением помехоустойчивости способа при обеспечении скрытности навигации.The technical result of the invention is to expand the capabilities of the navigation method by determining the speed and acceleration of moving objects while maintaining the noise immunity of the method while providing stealth navigation.

Технический результат достигается тем, что в способе навигации движущихся объектов, заключающемся в использовании эталонной карты местности, содержащей реперные объекты, координаты которых известны, выборе в пределах эталонной карты реперного объекта, получении одной текущей карты реперного объекта, преобразовании текущей карты реперного объекта в цифровое изображение, распознавании реперного объекта на цифровом изображении текущей карты, определении местоположения и пространственных параметров реперного объекта на цифровом изображении текущей карты, сравнении текущей и эталонной карт реперного объекта путем подгонки параметров реперного объекта на цифровом изображении текущей карты до совпадения с параметрами реперного объекта на цифровом изображении эталонной карты, определении координат реперного объекта, определении местоположения движущегося объекта в плановых координатах эталонной карты, вычислении сигнала коррекции траектории движения и управлении движением движущегося объекта путем коррекции его местоположения, перед вычислением сигнала коррекции через интервал времени Δt после получения первой текущей карты реперного объекта получают вторую текущую карту реперного объекта, преобразуют вторую текущую карту реперного объекта в цифровое изображение второй текущей карты, распознают реперный объект на цифровом изображении второй текущей карты, определяют местоположение и пространственные параметры реперного объекта на цифровом изображении второй текущей карты, сравнивают вторую текущую и эталонную карты реперного объекта путем подгонки параметров реперного объекта на цифровом изображении второй текущей карты до совпадения с параметрами реперного объекта на цифровом изображении эталонной карты, определяют координаты реперного объекта, определяют второе местоположение движущегося объекта в плановых координатах эталонной карты, определяют направление движения и скорость движущегося объекта, получают третью текущую карту реперного объекта через интервал времени Δt после получения второй текущей карты реперного объекта, преобразуют третью текущую карту реперного объекта в цифровое изображение третьей текущей карты, распознают реперный объект на цифровом изображении третьей текущей карты, определяют местоположение и пространственные параметры реперного объекта на цифровом изображении третьей текущей карты, сравнивают третью текущую и эталонную карты реперного объекта путем подгонки параметров реперного объекта на цифровом изображении третьей текущей карты до совпадения с параметрами реперного объекта на цифровом изображении эталонной карты, определяют координаты реперного объекта, определяют третье местоположение движущегося объекта в плановых координатах эталонной карты, уточняют направление движения и скорость движущегося объекта, определяют ускорение движущегося объекта, вычисляют сигнал коррекции траектории движения и управляют движением движущегося объекта путем коррекции его местоположения.The technical result is achieved by the fact that in the method of navigation of moving objects, which consists in using a reference terrain map containing reference objects whose coordinates are known, selecting a reference object within the reference map, obtaining one current map of a reference object, converting the current map of a reference object into a digital image recognition of a reference object in a digital image of the current map, determining the location and spatial parameters of a reference object in a digital image pressing the current map, comparing the current and reference maps of the reference object by adjusting the parameters of the reference object in the digital image of the current map to match the parameters of the reference object in the digital image of the reference map, determining the coordinates of the reference object, determining the location of a moving object in the planned coordinates of the reference map, calculating the signal correction of the trajectory of movement and control of the movement of a moving object by correcting its location, before calculating the correction signal and after a time interval Δt after receiving the first current map of the reference object, a second current map of the reference object is obtained, the second current map of the reference object is converted into a digital image of the second current map, the reference object is recognized in the digital image of the second current map, the location and spatial parameters of the reference object are determined on digital image of the second current card, compare the second current and reference cards of the reference object by fitting the parameters of the reference object to digital in the second current map image, to match the parameters of the reference object in the digital image of the reference map, determine the coordinates of the reference object, determine the second location of the moving object in the planned coordinates of the reference map, determine the direction of movement and speed of the moving object, get the third current map of the reference object after a time interval Δt after receiving the second current map of the reference object, convert the third current map of the reference object into a digital image of the third of the current map, the reference object is recognized on the digital image of the third current map, the location and spatial parameters of the reference object are determined on the digital image of the third current map, the third current and reference maps of the reference object are compared by fitting the parameters of the reference object on the digital image of the third current map to match the parameters the reference object on the digital image of the reference map, determine the coordinates of the reference object, determine the third location of the moving The object plane coordinates in a reference map, specify the direction and speed of the moving object, determine the acceleration of the moving object, calculating a correction signal path of movement and controlling the movement of a moving object by correcting its location.

Технический результат достигается тем, что при реализации способа навигации ДО кроме одной (первой) текущей карты местности получают через равные промежутки времени вторую и третью текущие карты, по которым определяют первое, второе и третье местоположения движущегося объекта в плановых координатах эталонной карты для определения скорости (второе местоположение) и ускорения (третье местоположение) и направления движения ДО.The technical result is achieved by the fact that, when implementing the navigation method BEFORE, in addition to one (first) current terrain map, second and third current maps are obtained at regular intervals, which determine the first, second and third locations of a moving object in the planned coordinates of the reference map for determining speed ( second location) and acceleration (third location) and the direction of movement of DO.

Способ навигации ДО поясняют следующие чертежи:The navigation method TO explain the following drawings:

- на фигуре 1 представлена первая карта мерного участка и указаны плановые координаты точки (x1, y1), соответствующие первому местоположению движущегося объекта в плановых координатах мерного участка эталонной карты в момент времени t1 (момент получения первой текущей карты реперного объекта); направление движения ДО;- figure 1 presents the first map of the measured area and indicates the planned coordinates of the point (x 1 , y 1 ) corresponding to the first location of the moving object in the planned coordinates of the measured area of the reference map at time t 1 (the moment of receiving the first current map of the reference object); direction of movement DO;

- на фигуре 2 представлена вторая карта мерного участка, на которой указаны плановые координаты точек (x1, y1) и (x2, y2), соответствующие первому и второму местоположению движущегося объекта в плановых координатах мерного участка эталонной карты в моменты времени t1 и t2=t1+Δt (моменты получения первой и второй текущих карт реперного объекта); направление движения ДО;- figure 2 presents the second map of the measured area, which shows the planned coordinates of the points (x 1 , y 1 ) and (x 2 , y 2 ) corresponding to the first and second location of the moving object in the planned coordinates of the measured area of the reference map at time t 1 and t 2 = t 1 + Δt (moments of receiving the first and second current cards of the reference object); direction of movement DO;

- на фигуре 3 представлена третья карта мерного участка, на которой указаны плановые координаты точек (x1, y1), (x2, y2) и (x3, y3), соответствующие первому, второму и третьему местоположению движущегося объекта в плановых координатах мерного участка эталонной карты в моменты времени t1, t2=t1+Δt и t3=t2+Δt (моменты получения первой, второй и третьей текущих карт реперного объекта); и уточненное направление движения ДО;- figure 3 presents the third map of the measured area, which shows the planned coordinates of the points (x 1 , y 1 ), (x 2 , y 2 ) and (x 3 , y 3 ) corresponding to the first, second and third locations of the moving object in the planned coordinates of the measured area of the reference map at time t 1 , t 2 = t 1 + Δt and t 3 = t 2 + Δt (moments of receiving the first, second and third current maps of the reference object); and the specified direction of movement of DO;

- на фигуре 4 показано изменение размеров РО при изменении угла визирования к линии горизонта на угол θ=30°;- figure 4 shows the change in the size of the PO when changing the angle of sight to the horizon by an angle θ = 30 °;

- на фигуре 5 показано изменение размеров РО при изменении угла визирования в азимутальной плоскости на угол α=30°;- figure 5 shows the change in the size of the RO when changing the viewing angle in the azimuthal plane by an angle α = 30 °;

- на фигуре 6 показано изменение размеров РО при изменении угла визирования в радиальной плоскости на угол β=30°;- figure 6 shows the change in the size of the PO when the angle of sight in the radial plane changes by an angle β = 30 °;

- на фигуре 7 показано изменение размеров РО при уменьшении масштаба приближения.- figure 7 shows the change in the size of the RO with a decrease in the scale of approximation.

Для определения скорости можно использовать изменение доплеровской частоты [4, 5]. Однако в общем случае применимы любые методы определения скорости и в способе не используется доплеровская частота.To determine the speed, you can use the change in the Doppler frequency [4, 5]. However, in the general case, any methods for determining the velocity are applicable and the method does not use Doppler frequency.

Значение скорости и ускорения используют для коррекции навигационной системы, что позволяет повысить точность определения местоположения ДО.The value of speed and acceleration is used to correct the navigation system, which improves the accuracy of determining the location of DO.

Способ навигации ДО осуществляется следующим образом.The navigation method DO is as follows.

Используют информацию эталонной карты местности о навигационном поле Земли, содержащую цифровую информацию о местоположении и пространственных параметрах РО.Use the information of the reference map of the area about the navigation field of the Earth, containing digital information about the location and spatial parameters of the RO.

Выбирают участок местности на эталонной карте, который представляет собой мерный участок.Select a site on the reference map, which is a measured site.

Выбирают на мерном участке РО, плановые координаты и пространственные параметры которого известны с наибольшей точностью. Используют эталонную карту мерного участка с выбранным РО.Selected on the measured area of the RO, the planned coordinates and spatial parameters of which are known with the greatest accuracy. Use the reference map of the measured area with the selected RO.

Измеряют инерциальным способом текущие значения углов крена и тангажа и курса.The current values of the roll and pitch angles and course are measured inertially.

Получают первую текущую карту РО (область РО) при движении ДО над мерным участком в виде первого изображения мерного участка в одном или нескольких диапазонах длин волн в пассивном режиме работы.Get the first current map of the RO (region RO) when moving DO above the measured area in the form of the first image of the measured area in one or more wavelength ranges in the passive mode of operation.

Преобразуют первую текущую карту РО в цифровое изображение области РО.The first current map of the RO is converted into a digital image of the RO region.

Распознают РО на цифровом изображении области РО.The ROs are recognized in a digital image of the RO region.

Определяют параметры РО на цифровом изображении области РО.The parameters of the PO are determined on a digital image of the area of the PO.

Сравнивают эталонную и первую текущую карты РО путем их совмещения. Сравнение эталонной и текущей карт РО проводят путем подгонки параметров РО на цифровом изображении области РО до совпадения с параметрами РО на цифровом изображении эталонной карты РО. Сравнение выполняется с учетом информации об углах крена, тангажа и курса.Compare the reference and the first current map of the RO by combining them. Comparison of the reference and current maps of the RO is carried out by fitting the parameters of the RO in the digital image of the region of RO to match the parameters of the RO in the digital image of the reference map of the RO. Comparison is based on roll angle, pitch and course information.

Определяют пространственное смещение РО на цифровом изображении области РО по отношению к РО на цифровом изображении эталонной карты РО.Determine the spatial displacement of the RO in the digital image of the region of the RO with respect to the RO in the digital image of the reference map of the RO.

Определяют первое местоположение ДО в плановых координатах мерного участка эталонной карты.The first BS location is determined in the planned coordinates of the measuring section of the reference map.

Получают вторую текущую карту РО (область РО) через интервал времени Δt после получения первой текущей карты РО при движении ДО над мерным участком в виде второго изображения мерного участка в одном или нескольких диапазонах длин волн в пассивном режиме работы.A second current PO map (region RO) is obtained after a time interval Δt after receiving the first current PO map when the DO moves above the measured section in the form of a second image of the measured section in one or more wavelength ranges in the passive mode of operation.

Преобразуют вторую текущую карту РО во второе цифровое изображение области РО.The second current map of the PO is converted into a second digital image of the region of PO.

Распознают РО на втором цифровом изображении области РО.The POs are recognized in the second digital image of the PO region.

Определяют параметры РО на втором цифровом изображении области РО.The parameters of the PO are determined in the second digital image of the PO region.

Сравнивают эталонную и вторую текущую карты путем их совмещения. Сравнение эталонной и текущей карт РО проводят путем подгонки параметров РО на цифровом изображении области РО до совпадения с параметрами РО на цифровом изображении эталонной карты РО. Сравнение выполняется с учетом информации об углах крена, тангажа и курса.Compare the reference and second current cards by combining them. Comparison of the reference and current maps of the RO is carried out by fitting the parameters of the RO in the digital image of the region of RO to match the parameters of the RO in the digital image of the reference map of the RO. Comparison is based on roll angle, pitch and course information.

Определяют пространственное смещение РО на втором цифровом изображении области РО по отношению к РО на цифровом изображении эталонной карты РО.The spatial displacement of the RO in the second digital image of the region of the RO relative to the PO in the digital image of the reference map of the PO is determined.

Определяют второе местоположение ДО в плановых координатах мерного участка.Determine the second location before in the planned coordinates of the measured area.

Определяют направление и скорость V=V1 движения ДО на основе анализа пройденного за время Δt расстояния между найденными первым и вторым местоположениями ДО в плановых координатах мерного участка эталонной карты.The direction and speed V = V 1 of the DO motion is determined based on the analysis of the distance traveled during the Δt time between the found first and second DO locations in the planned coordinates of the measured portion of the reference map.

Получают третью текущую карту РО (область РО) через интервал времени Δt после получения второй текущей карты РО при движении ДО над мерным участком в виде третьего изображения мерного участка в одном или нескольких диапазонах длин волн в пассивном режиме.Get the third current map of the PO (region of RO) after a time interval Δt after receiving the second current map of the PO when moving DO above the measured section in the form of a third image of the measured section in one or more wavelength ranges in the passive mode.

Преобразуют третью текущую карту РО в третье цифровое изображение области РО.Convert the third current map of the RO into the third digital image of the region of RO.

Распознают РО на третьем цифровом изображении области РО.The ROs are recognized in the third digital image of the RO region.

Определяют параметры РО на третьем цифровом изображении области РО.The parameters of the PO are determined in the third digital image of the PO region.

Сравнивают эталонную и третью текущую карты РО путем их совмещения. Сравнение эталонной и третьей текущей карт РО проводят путем подгонки параметров РО на третьем цифровом изображении области РО до совпадения с параметрами РО на цифровом изображении эталонной карты РО. Сравнение выполняется с учетом информации об углах крена, тангажа и курса.Compare the reference and third current maps of the RO by combining them. Comparison of the reference and third current maps of the RO is carried out by fitting the parameters of the RO in the third digital image of the region of RO to match the parameters of the RO in the digital image of the reference map of the RO. Comparison is based on roll angle, pitch and course information.

Определяют пространственное смещение РО на третьем цифровом изображении области РО по отношению к РО на цифровом изображении эталонной карты РО.The spatial displacement of the RO in the third digital image of the region of the RO relative to the PO in the digital image of the reference map of the PO is determined.

Определяют третье местоположение ДО в плановых координатах мерного участка эталонной карты.The third location of the BS is determined in the planned coordinates of the measuring section of the reference map.

Уточняют направление и скорость (среднюю) V=Vср движения ДО на основе анализа пройденного за время 2Δt расстояния между найденными первым и третьим местоположениями ДО в плановых координатах мерного участка эталонной карты.The direction and speed (average) V = V sr of the DO motion are specified on the basis of the analysis of the distance traveled during the 2Δt distance between the first and third DO locations found in the planned coordinates of the measuring section of the reference map.

Определяют ускорение a движения ДО на основе анализа изменения за время Δt значения скорости от V1 до V2. Скорость V2 движения ДО определяют на основе анализа пройденного за время Δt расстояния между найденными вторым и третьим местоположениями ДО в плановых координатах мерного участка эталонной карты.The acceleration a of the DO motion is determined based on the analysis of the change in time Δt of the velocity value from V 1 to V 2 . The velocity V 2 of the motion of the BS is determined based on the analysis of the distance traveled during the time Δt between the found second and third locations of the BS in the planned coordinates of the measuring section of the reference map.

Вычисляют сигнал коррекции местоположения ДО на основе анализа полученной информации.The BS location correction signal is calculated based on the analysis of the received information.

Управляют движением ДО путем коррекции его местоположения.Control the movement of DO by correcting its location.

Способ навигации ДО реализуется следующим образом.The navigation method DO is implemented as follows.

Используют информацию эталонной карты местности, установленной на ДО до начала движения, о навигационном поле Земли, содержащую цифровую информацию о местоположении и пространственных параметрах РО. Каждый из РО является пространственно-распределенным или состоит из нескольких пространственно-распределенных объектов.Use the information of the reference terrain map installed on the BS before the start of the movement about the navigation field of the Earth, containing digital information about the location and spatial parameters of the RO. Each of the ROs is spatially distributed or consists of several spatially distributed objects.

Выбирают на эталонной карте мерный участок, размеры которого определяются величиной допустимых отклонений ДО по плановым координатам.On the reference map, a measured area is selected, the dimensions of which are determined by the value of the permissible deviations of the DO by the planned coordinates.

Выбирают на мерном участке РО, плановые координаты и пространственные параметры которого известны с наибольшей точностью. Используют эталонную карту мерного участка с выбранным РО.Selected on the measured area of the RO, the planned coordinates and spatial parameters of which are known with the greatest accuracy. Use the reference map of the measured area with the selected RO.

Измеряют инерциальным способом текущие значения углов крена и тангажа и курса.The current values of the roll and pitch angles and course are measured inertially.

Получают первую текущую карту РО при движении ДО над мерным участком в виде одного изображения мерного участка в одном или нескольких диапазонах волн, таких как в инфракрасном, видео- или радиодиапазонах (по одному изображению в каждом диапазоне) с помощью пассивных методов [6]. В радиодиапазоне, например, при помощи радиовидения [7]. Принимая излученный сигнал одного или нескольких диапазонов длин волн, получают первую текущую карту РО.The first current PO map is obtained when the DO moves above the measured section in the form of one image of the measured section in one or several wave ranges, such as in the infrared, video or radio ranges (one image in each range) using passive methods [6]. In the radio range, for example, using radio vision [7]. Receiving the emitted signal of one or more wavelength ranges, the first current PO map is obtained.

Получают через временной интервал Δt после получения первой текущей карты РО вторую текущую карту РО при движении ДО над мерным участком. Получают через временной интервал Δt после получения второй текущей карты РО третью текущую карту РО при движении ДО над мерным участком.Receive after a time interval Δt after receiving the first current map PO the second current map PO when moving DO above the measured area. Receive through the time interval Δt after receiving the second current PO card the third current PO card when moving DO above the measured area.

Интервал времени Δt выбирают из условияThe time interval Δt is selected from the condition

Figure 00000001
Figure 00000001

где tMIN определяют, исходя из условия необходимости прохождения не менее двух ячеек эталонной карты (не менее удвоенной погрешности определения местоположения РО) при движении ДО с минимально допустимой скоростью. При погрешности определения местоположения РО, равной одной ячейке эталонной карты, tMIN определяют, исходя из условия необходимости прохождения двух ячеек эталонной карты.where t MIN is determined on the basis of the need to pass at least two cells of the reference map (at least twice the error in determining the location of the PO) when moving DO with the minimum permissible speed. When the error in determining the location of the PO equal to one cell of the reference card, t MIN is determined based on the condition of the need to pass two cells of the reference card.

tMAX определяют, исходя из условия необходимости нахождения ДО в пределах мерного участка при движении ДО с максимально допустимой скоростью за время 2Δt.t MAX is determined on the basis of the need to find the DO within the measuring section when moving DO with the maximum allowable speed for a time of 2Δt.

Рассмотрим алгоритм определения местоположения ДО в плановых координатах мерного участка эталонной карты на примере алгоритма обработки первой текущей карты РО.Consider the algorithm for determining the location of DOs in the planned coordinates of the measuring section of the reference map using the example of the processing algorithm for the first current PO map.

Преобразуют первую текущую карту РО в первое цифровое изображение области РО. Алгоритм преобразования включает следующие операции:Convert the first current map of the RO to the first digital image of the region of RO. The conversion algorithm includes the following operations:

- совмещение центра цифрового изображения области РО с осью приемника ДО (направлением, перпендикулярным плоскости приемника, обеспечивающим прием сигнала с наибольшим значением);- the combination of the center of the digital image of the region of RO with the axis of the receiver DO (direction perpendicular to the plane of the receiver, providing the signal with the highest value);

- выбор размера цифрового изображения области РО, равного полю зрения приемника ДО;- the choice of the size of the digital image of the region RO, equal to the field of view of the receiver;

- определение размера каждого пиксела цифрового изображения области РО как отношения размера поля зрения приемника к числу пикселов по плановым координатам (x, y).- determining the size of each pixel of the digital image of the region of PO as the ratio of the size of the field of view of the receiver to the number of pixels by the planned coordinates (x, y).

Выбор алгоритма преобразования в указанном виде позволяет получить однозначное соответствие местоположения каждого пиксела первого цифрового изображения области РО его угловому положению относительно оси приемника.The choice of the transformation algorithm in the indicated form allows one to obtain a unique correspondence of the location of each pixel of the first digital image of the PO region with its angular position relative to the axis of the receiver.

Преобразование РО на первом цифровом изображении области РО в соответствии с измеренными текущими значениями углов крена, тангажа и курса производят следующим образом:The conversion of the RO on the first digital image of the region of the RO in accordance with the measured current values of the roll angles, pitch and course are as follows:

- по значению текущих углов крена, тангажа и курса в момент получения первой текущей карты РО определяют смещение оси приемника ДО относительно вертикали, с помощью которого получают текущую карту РО (центра цифрового изображения области РО);- by the value of the current roll angles, pitch and course at the moment of receiving the first current PO map, the offset of the axis of the DO receiver relative to the vertical is determined, with the help of which the current PO map (center of digital image of the RO area) is obtained;

- совмещают центр первого цифрового изображения области РО с вертикалью оси приемника путем переноса центра цифрового изображения области РО в точку, соответствующую проекции вертикали на цифровом изображения области РО;- combine the center of the first digital image of the RO region with the vertical axis of the receiver by transferring the center of the digital image of the RO region to a point corresponding to the vertical projection on the digital image of the RO region;

- уточняют размеры распознанного РО, вызванные текущими значениями углов крена, тангажа и курса;- specify the size of the recognized RO caused by the current values of the roll angles, pitch and course;

- уточняют координаты центра тяжести распознанного РО в плановой системе координат (xC, yC) в соответствии с формулой (2), а также пространственную ориентацию и размеры распознанного РО.- specify the coordinates of the center of gravity of the recognized PO in the planned coordinate system (x C , y C ) in accordance with formula (2), as well as the spatial orientation and dimensions of the recognized PO.

Определение координат центра тяжести РО в плановой системе координат проводят с использованием выраженийThe determination of the coordinates of the center of gravity of the RO in the planned coordinate system is carried out using the expressions

Figure 00000002
Figure 00000002

где i, j - абсцисса и ордината РО, S - площадь РО, hij - параметр, который равен единице, если точка принадлежит РО, и равен нулю, если точка не принадлежит ему.where i, j are the abscissa and the ordinate of the PO, S is the area of the PO, h ij is the parameter that is equal to one if the point belongs to the PO, and equal to zero if the point does not belong to it.

Уточнение размеров распознанного РО, необходимое для учета текущих значений углов крена, тангажа и курса, производят следующим образом.The refinement of the dimensions of the recognized RO necessary to take into account the current values of the roll angles, pitch and course is carried out as follows.

Изменение крена (угла визирования θ к линии горизонта) моделируют вращением РО в плоскости изображения. Для этого сначала производят перенос начала координат в центр описывающего РО прямоугольника (точка пересечения его диагоналей). Затем производят преобразование поворота. После чего производят возврат начала координат в первоначальную точку. Для уменьшения числа вычислений данное преобразование производится с помощью матриц преобразований. Поэтому сначала рассчитывают матрицу преобразования, а затем для каждой точки в описывающем прямоугольнике производят вычисление произведения вектора координат на матрицу преобразованияThe change in roll (angle of sight θ to the horizon) is modeled by the rotation of the PO in the image plane. To do this, first transfer the origin to the center of the rectangle that describes the PO (the intersection point of its diagonals). Then, a rotation conversion is performed. After that, the origin is returned to the original point. To reduce the number of calculations, this transformation is performed using transformation matrices. Therefore, the conversion matrix is first calculated, and then for each point in the describing rectangle, the product of the coordinate vector by the transformation matrix is calculated

Figure 00000003
Figure 00000003

Здесь (x', y', w') - однородные трехмерные координаты точки на плоскости после преобразования; (x, y, w) - однородные трехмерные координаты точки на плоскости до преобразования; M - матрица преобразования в видеHere (x ', y', w ') are the homogeneous three-dimensional coordinates of the point on the plane after the transformation; (x, y, w) - homogeneous three-dimensional coordinates of a point on a plane before transformation; M - transformation matrix in the form

Figure 00000004
Figure 00000004

Изменение размеров РО при изменении угла визирования к линии горизонта на угол θ=30° показано на фиг.4, на которой пунктиром показаны первоначальные размеры изображения РО, сплошной линией - размеры РО после преобразования.The change in the size of the PO when the angle of sight to the horizon line is changed by an angle θ = 30 ° is shown in Fig. 4, which shows the initial dimensions of the image of the PO in a dashed line, and the sizes of the PO after the conversion by a solid line.

Изменение курса (угла визирования α в азимутальной плоскости) моделируют трапециевидной деформацией РО с уменьшением правой или левой стороны при увеличении размеров РО по оси X, большем чем по оси Y. Размеры описывающего четырехугольника при этом определяются по следующим формуламThe change in the course (the angle of sight α in the azimuthal plane) is modeled by the trapezoidal deformation of the RO with a decrease in the right or left side with an increase in the size of the RO along the X axis, larger than the Y axis.

Figure 00000005
Figure 00000005

где dα - коэффициент деформации, определяемый как

Figure 00000006
,where d α is the strain coefficient, defined as
Figure 00000006
,

Figure 00000007
Figure 00000007

Здесь H' - размеры боковых сторон, a W' - нижней стороны четырехугольника, описанного вокруг РО, после преобразования (в пикселях); H - размеры боковых сторон, a W - нижней стороны четырехугольника, описанного вокруг РО, до преобразования (в пикселях).

Figure 00000008
;
Figure 00000009
- размер левой и правой боковых сторон четырехугольника соответственно.Here H 'is the dimensions of the lateral sides, and W' is the lower side of the quadrilateral described around the PO, after conversion (in pixels); H is the dimensions of the lateral sides, and W is the lower side of the quadrilateral described around the PO before conversion (in pixels).
Figure 00000008
;
Figure 00000009
- the size of the left and right sides of the quadrangle, respectively.

Изменение размеров РО при изменении угла визирования в азимутальной плоскости на угол α=30° показано на фиг.5, на которой пунктиром показаны первоначальные размеры изображения РО, сплошной линией - размеры РО после преобразования.The change in the size of the RO when changing the viewing angle in the azimuthal plane by an angle α = 30 ° is shown in Fig. 5, which shows the initial dimensions of the RO image in a dashed line, and the solid dimensions after the conversion in a solid line.

Изменение тангажа (угла визирования β в радиальной плоскости) моделируют трапециевидной деформацией РО с уменьшением верхней или нижней стороны при увеличении размеров РО по оси Х, большем чем по оси Y. Размеры описывающего четырехугольника определяют в видеThe change in pitch (viewing angle β in the radial plane) is modeled by the trapezoidal deformation of the RO with a decrease in the upper or lower side with an increase in the size of the RO along the X axis, larger than the Y axis. The dimensions of the describing quadrilateral are determined as

Figure 00000010
Figure 00000010

где dβ - коэффициент деформации, определяемый как

Figure 00000011
.where d β is the strain coefficient, defined as
Figure 00000011
.

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
;
Figure 00000014
- размер верхней и нижней сторон четырехугольника соответственно.
Figure 00000013
;
Figure 00000014
- the size of the upper and lower sides of the quadrangle, respectively.

Изменение размеров РО при изменении угла визирования в радиальной плоскости на угол β=30° показано на фиг.6, на которой пунктиром показаны первоначальные размеры изображения РО, сплошной линией - размеры РО после преобразования.The change in the size of the PO when the viewing angle in the radial plane is changed by an angle β = 30 ° is shown in FIG. 6, where the dotted lines show the initial dimensions of the image of the PO, the solid line shows the dimensions of the PO after conversion.

Распознают РО на первом цифровом изображении области РО. Распознавание производят с помощью трехэтапной обработки цифрового изображения области РО. На первом этапе (этап сегментации) осуществляют разбиение области РО на составляющие его образы. На втором этапе (этапе формирования аналитического описания) для каждого образа рассчитывают набор классификационных признаков. На третьем этапе (этапе классификации) на основе полученных наборов классификационных признаков производят распознавание (классификацию) РО с учетом его пространственной ориентации.The ROs are recognized in the first digital image of the RO region. Recognition is performed using three-stage digital image processing of the PO region. At the first stage (segmentation stage), the region of PO is partitioned into its constituent images. At the second stage (the stage of formation of the analytical description) for each image, a set of classification features is calculated. At the third stage (classification stage), based on the obtained sets of classification features, the RA is recognized (classified) taking into account its spatial orientation.

Определяют местоположение и пространственные параметры РО на первом цифровом изображении области РО.The location and spatial parameters of the RO are determined in the first digital image of the RO region.

Определяют координаты центра тяжести РО в плановой системе координат (xC, yC) первого цифрового изображения области РО для расчета параметров его местоположения.The coordinates of the center of gravity of the RO are determined in the planned coordinate system (x C , y C ) of the first digital image of the RO region to calculate its location parameters.

Определяют пространственную ориентацию РО посредством построения большой и малой главных осей распознанного РО, проведенных через его центр тяжести. Угловое положение РО определяют посредством построения большой и малой главных осей в плановой системе координат цифрового изображения области РО. Размеры РО определяют посредством измерения длины большой и малой главных осей распознанного РО.The spatial orientation of the RO is determined by constructing the major and minor major axes of the recognized RO conducted through its center of gravity. The angular position of the RO is determined by constructing the major and minor major axes in the planned coordinate system of the digital image of the RO region. The dimensions of the RO are determined by measuring the lengths of the large and small major axes of the recognized RO.

Определяют параметры РО на первом цифровом изображении области РО.The parameters of the PO are determined on the first digital image of the PO region.

Сравнивают эталонную и первую текущую карты РО путем их совмещения. Совмещение эталонной и текущей карт (подгонку параметров РО на цифровом изображении области РО до совпадения с параметрами РО на цифровом изображении эталонной карты РО) производят следующим образом:Compare the reference and the first current map of the RO by combining them. The combination of the reference and current maps (fitting the parameters of the PO on the digital image of the region of PO to match the parameters of the PO on the digital image of the reference map of the PO) is performed as follows:

- преобразуют РО на цифровом изображении области РО (местоположение, пространственная ориентация и размеры РО) в соответствии с измеренными текущими значениями углов крена, тангажа и азимута;- convert the RO in a digital image of the region of RO (location, spatial orientation and dimensions of the RO) in accordance with the measured current values of the angles of roll, pitch and azimuth;

- масштабируют РО (изменяют масштаб приближения к РО) на цифровом изображении области РО по отношению к РО на цифровом изображении эталонной карты РО;- scale the RO (change the scale of approximation to the RO) on a digital image of the region of the RO in relation to the RO on the digital image of the reference map of the RO;

- совмещают по пространственной ориентации (по пространственным параметрам) РО на цифровом изображении области РО и на цифровом изображении эталонной карты РО;- combine the spatial orientation (spatial parameters) of the RO in the digital image of the region of RO and in the digital image of the reference map of the RO;

- совмещают по местоположению (по плановым координатам) РО на цифровом изображении области РО и на цифровом изображении эталонной карты РО.- combine the location (according to the planned coordinates) of the RO in the digital image of the RO region and in the digital image of the reference RO map.

Масштабирование РО на цифровом изображении области РО по отношению к РО на цифровом изображении эталонной карты РО производят равномерным увеличением размеров РО по осям х и у (большой и малой главных осей распознанного РО), причем одновременно выполняются следующие условияThe scaling of the RO in the digital image of the region of the RO with respect to the RO in the digital image of the reference map of the RO is performed by uniformly increasing the sizes of the ROs along the x and y axes (large and small major axes of the recognized PO), and the following conditions are simultaneously fulfilled:

Figure 00000015
Figure 00000015

Здесь H' - размер боковой стороны, a W' - нижней стороны четырехугольника, описанного вокруг РО, после преобразования (в пикселях); H - размер боковой стороны, а W - нижней стороны четырехугольника, описанного вокруг РО, до преобразования (в пикселях); Dx и Dy - коэффициенты масштабирования (оба больше единицы).Here H 'is the size of the side, and W' is the lower side of the quadrilateral described around the PO, after conversion (in pixels); H is the size of the side, and W is the bottom side of the quadrilateral described around the PO, before conversion (in pixels); Dx and Dy are the scaling factors (both are greater than one).

Изменение размеров РО при уменьшении масштаба приближения показано на фиг.7, на которой пунктиром показаны первоначальные размеры изображения РО, сплошной линией - размеры РО после преобразования.The change in the size of the PO with a decrease in the approximation scale is shown in Fig. 7, where the dotted lines show the initial dimensions of the image of the PO;

Совмещение по пространственной ориентации (по пространственным параметрам) РО производят совмещением (поворотом) РО (большой и малой главных осей распознанного РО) на цифровом изображении области РО с РО (большой и малой главными осями РО) на цифровом изображении эталонной карты РО.Alignment in spatial orientation (in spatial parameters) of the RO is performed by combining (turning) the RO (large and small main axes of the recognized RO) in a digital image of the region of RO with the RO (large and small main axes of the RO) in a digital image of the reference map of the RO.

Совмещение по местоположению (по плановым координатам) РО производят следующим образом:Alignment by location (by planned coordinates) of the RO is performed as follows:

- уточняют координаты центра тяжести распознанного РО в плановой системе координат в соответствии с формулой (1);- specify the coordinates of the center of gravity of the recognized PO in the planned coordinate system in accordance with formula (1);

- совмещают местоположение РО (координаты центра тяжести распознанного РО) на цифровом изображении области РО с РО (координаты центра тяжести РО) на цифровом изображении эталонной карты РО.- combine the location of the RO (coordinates of the center of gravity of the recognized RO) on the digital image of the region of RO with the RO (coordinates of the center of gravity of the RO) on the digital image of the reference map of the RO.

Указанные преобразования обеспечивают совмещение эталонной и текущей карт - подгонку параметров РО на цифровом изображении области РО до совпадения с параметрами РО на цифровом изображении эталонной карты РО.These transformations provide a combination of the reference and current maps — fitting the parameters of the PO on the digital image of the region of PO to match the parameters of the PO on the digital image of the reference map of the PO.

Определяют по результатам совмещения пространственное смещение РО на первом цифровом изображении области РО по отношению к РО на цифровом изображении эталонной карты РО и смещение местоположения ДО в плановых координатах мерного участка.The spatial displacement of the PO in the first digital image of the area of the RO relative to the PO in the digital image of the reference map of the PO and the offset of the location of the DO in the planned coordinates of the measured area are determined by the results of combining.

Аналогичные операции проводят для второй и третьей текущих карт.Similar operations are carried out for the second and third current cards.

Определяют направление и скорость V1 движения ДО после нахождения второго местоположения ДО в плановых координатах мерного участка эталонной карты (фиг.1 - фиг.2).Determine the direction and speed V 1 of the motion of the DO after finding the second location of the DO in the planned coordinates of the measuring section of the reference map (Fig. 1 - Fig. 2).

Скорость V1 движения ДО определим какThe velocity V 1 of the motion DO is defined as

Figure 00000016
Figure 00000016

где ΔS1 - расстояние между точкой с координатами (x1, y1) на эталонной карте (первым местоположением ДО в плановых координатах мерного участка эталонной карты) и точкой с координатами (x2, y2) на эталонной карте (вторым местоположением ДО в плановых координатах мерного участка эталонной карты); Δt1=Δt - временной интервал между моментом времени t1, в который была получена первая текущая карта РО и моментом времени t2=t1+Δt, в который была получена вторая текущая карта РО.where ΔS 1 is the distance between the point with coordinates (x 1 , y 1 ) on the reference map (the first location of the DO in the planned coordinates of the measuring section of the reference map) and the point with coordinates (x 2 , y 2 ) on the reference map (the second location of the DO planned coordinates of the measured area of the reference map); Δt 1 = Δt is the time interval between the time t 1 at which the first current PO card was received and the time t 2 = t 1 + Δt at which the second current PO card was received.

Направление движения ДО определим как направление вектора скорости

Figure 00000017
из точки с координатами (x1, y1) в точку с координатами (x2, y2) в плановых координатах мерного участка эталонной карты.The direction of motion of DO is defined as the direction of the velocity vector
Figure 00000017
from a point with coordinates (x 1 , y 1 ) to a point with coordinates (x 2 , y 2 ) in the planned coordinates of the measuring section of the reference map.

Уточняют направление и скорость движения ДО после нахождения третьего местоположения ДО в плановых координатах мерного участка эталонной карты и определяют ускорение движения ДО (фиг.1 - фиг.3).They specify the direction and speed of the DO after finding the third location of the DO in the planned coordinates of the measured section of the reference map and determine the acceleration of the DO (Fig. 1 - Fig. 3).

Скорость V2 движения ДО определим какThe velocity V 2 of the motion DO is defined as

Figure 00000018
Figure 00000018

где ΔS2 - расстояние между точкой с координатами (x2, y2) на эталонной карте (вторым местоположением ДО в плановых координатах мерного участка эталонной карты) и точкой с координатами (x3, y3) на эталонной карте (третьим местоположением ДО в плановых координатах мерного участка эталонной карты); Δt2=Δt - временной интервал между моментом времени t2, в который была получена вторая текущая карта РО, и моментом времени t3=t2+Δt, в который была получена третья текущая карта РО.where ΔS 2 is the distance between the point with coordinates (x 2 , y 2 ) on the reference map (the second location of the DO in the planning coordinates of the measuring section of the reference map) and the point with coordinates (x 3 , y 3 ) on the reference map (the third location of the DO in planned coordinates of the measured area of the reference map); Δt 2 = Δt is the time interval between the time t 2 at which the second current PO card was received and the time t 3 = t 2 + Δt at which the third current PO card was received.

Уточненную (среднюю) Vсp скорость движения ДО определим какThe refined (average) V cp speed of motion of DO is defined as

Figure 00000019
Figure 00000019

Уточненное направление движения ДО определим как направление вектора скорости

Figure 00000020
из точки с координатами (x1, y1) в точку с координатами (x3, y3) в плановых координатах мерного участка эталонной карты.The refined direction of motion of DOs is defined as the direction of the velocity vector
Figure 00000020
from the point with coordinates (x 1 , y 1 ) to the point with coordinates (x 3 , y 3 ) in the planned coordinates of the measuring section of the reference map.

Ускорение a движения ДО определим какThe acceleration a of the DO motion is defined as

Figure 00000021
Figure 00000021

где ΔV=V2-V1 - приращение скорости за интервал времени Δt.where ΔV = V 2 -V 1 is the increment of speed over the time interval Δt.

Вычисляют сигнал коррекции местоположения ДО на основе анализа полученной информации.The BS location correction signal is calculated based on the analysis of the received information.

Управляют движением ДО путем коррекции его местоположения.Control the movement of DO by correcting its location.

Таким образом, предлагаемый способ навигации движущихся объектов обладает рядом значительных преимуществ перед известными способами навигации, поскольку позволяет определить на основе трех текущих карт местоположение, направление, скорость и ускорение движения ДО, что существенно дополняет возможности способа навигации и позволяет повысить точность определения поправок местоположения ДО.Thus, the proposed method for navigation of moving objects has a number of significant advantages over the known methods of navigation, because it allows you to determine the location, direction, speed and acceleration of the DO movement on the basis of three current maps, which significantly supplements the capabilities of the navigation method and improves the accuracy of determining the location corrections of the DO.

Отметим, что предлагаемый способ навигации движущихся объектов обладает рядом преимуществ перед известными способами навигации, поскольку позволяет повысить помехоустойчивость. Эти существенные отличия обеспечиваются за счет определения поправок местоположения ДО только по трем цифровым изображениям распознанного реперного объекта, а также путем использования только пассивных методов получения текущих карт реперного объекта.Note that the proposed method for navigation of moving objects has several advantages over the known methods of navigation, since it allows to increase noise immunity. These significant differences are ensured by determining the location corrections of DOs using only three digital images of the recognized reference object, as well as by using only passive methods of obtaining current maps of the reference object.

Кроме этого способ основан на использовании только цифровых карт и цифровых методов обработки информации и изображений.In addition, the method is based on the use of only digital cards and digital methods of processing information and images.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1 Патент №2247921 РФ. МПК F41G 3/00, G01S 5/02. Способ ориентирования на местности и устройство для его осуществления / Анцыгин А.В. // Ретроспективный комплект описаний изобретений за 2005 г. на DVD.1 Patent No. 2247921 of the Russian Federation. IPC F41G 3/00, G01S 5/02. The method of orientation on the ground and the device for its implementation / Antsigin A.V. // Retrospective set of descriptions of inventions for 2005 on DVD.

2 Цыпкин Я.З., Попков Ю.С. Теория нелинейных импульсных систем. - М.: Наука, 1973.2 Tsypkin Ya.Z., Popkov Yu.S. Theory of nonlinear impulse systems. - M .: Nauka, 1973.

3 Патент №2406071 РФ. МПК G01C 21/30 (2006.01). Способ навигации движущихся объектов / Хрусталев А.А., Кольцов Ю.В., Ляпин А.И. // Изобретения. Полезные модели. - 2010. - Опубл. 10.12.2010. - Бюл. №34 (прототип).3 Patent No. 2406071 of the Russian Federation. IPC G01C 21/30 (2006.01). The method of navigation of moving objects / Khrustalev A.A., Koltsov Yu.V., Lyapin A.I. // Inventions. Useful models. - 2010. - Publ. 12/10/2010. - Bull. No. 34 (prototype).

4 Оценивание дальности и скорости в радиолокационных системах. Ч.1 / Под ред. А.И.Канащенкова, В.И.Меркулова. - М.: Радиотехника, 2004. - 312 С (С.137, 242).4 Estimation of range and speed in radar systems. Part 1 / Ed. A.I. Kanaschenkova, V.I. Merkulova. - M .: Radio engineering, 2004 .-- 312 C (S.137, 242).

5 Авиационные системы радиоуправления. Т.2. Радиоэлектронные системы самонаведения / Под ред. А.И.Канащенкова, В.И.Меркулова. - М.: Радиотехника, 2003. - 392 С (С.175, 214).5 Aviation systems of radio control. T.2. Radio-electronic homing systems / Ed. A.I. Kanaschenkova, V.I. Merkulova. - M .: Radio engineering, 2003 .-- 392 C (S.175, 214).

6 Алексеев Е.Г., Банкгальтер Р.И., Курилкин В.В., Моченов В.А. Оценка качества функционирования интегральной оптико-радиолокационной головки самонаведения // Радиотехника. - 2004. - N11. - С.3-11.6 Alekseev E.G., Bankgalter R.I., Kurilkin V.V., Mochenov V.A. Estimation of the quality of functioning of the integrated optical-radar homing head // Radio engineering. - 2004 .-- N11. - C.3-11.

7 Кондратенков Г.С., Фролов А.Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли. - М.: Радиотехника, 2005.7 Kondratenkov G.S., Frolov A.Yu. Radio vision. Earth remote sensing radar systems. - M .: Radio engineering, 2005.

Claims (1)

Способ навигации движущихся объектов, заключающийся в использовании эталонной карты местности, содержащей реперные объекты, координаты которых известны, выборе в пределах эталонной карты реперного объекта, получении одной текущей карты реперного объекта, преобразовании текущей карты реперного объекта в цифровое изображение, распознавании реперного объекта на цифровом изображении текущей карты, определении местоположения и пространственных параметров реперного объекта на цифровом изображении текущей карты, сравнении текущей и эталонной карт реперного объекта путем подгонки параметров реперного объекта на цифровом изображении текущей карты до совпадения с параметрами реперного объекта на цифровом изображении эталонной карты, определении координат реперного объекта, определении местоположения движущегося объекта в плановых координатах эталонной карты, вычислении сигнала коррекции траектории движения и управлении движением движущегося объекта путем коррекции его местоположения, отличающийся тем, что перед вычислением сигнала коррекции через интервал времени Δt после получения первой текущей карты реперного объекта получают вторую текущую карту реперного объекта, преобразуют вторую текущую карту реперного объекта в цифровое изображение второй текущей карты, распознают реперный объект на цифровом изображении второй текущей карты, определяют местоположение и пространственные параметры реперного объекта на цифровом изображении второй текущей карты, сравнивают вторую текущую и эталонную карты реперного объекта путем подгонки параметров реперного объекта на цифровом изображении второй текущей карты до совпадения с параметрами реперного объекта на цифровом изображении эталонной карты, определяют координаты реперного объекта, определяют второе местоположение движущегося объекта в плановых координатах эталонной карты, определяют направление движения и скорость движущегося объекта, получают третью текущую карту реперного объекта через интервал времени Δt после получения второй текущей карты реперного объекта, преобразуют третью текущую карту реперного объекта в цифровое изображение третьей текущей карты, распознают реперный объект на цифровом изображении третьей текущей карты, определяют местоположение и пространственные параметры реперного объекта на цифровом изображении третьей текущей карты, сравнивают третью текущую и эталонную карты реперного объекта путем подгонки параметров реперного объекта на цифровом изображении третьей текущей карты до совпадения с параметрами реперного объекта на цифровом изображении эталонной карты, определяют координаты реперного объекта, определяют третье местоположение движущегося объекта в плановых координатах эталонной карты, уточняют направление движения и скорость движущегося объекта, определяют ускорение движущегося объекта, вычисляют сигнал коррекции траектории движения и управляют движением движущегося объекта путем коррекции его местоположения. A method for navigating moving objects, which consists in using a reference terrain map containing reference objects whose coordinates are known, selecting a reference object within the reference map, obtaining one current map of a reference object, converting the current map of a reference object into a digital image, recognizing a reference object in a digital image the current map, determining the location and spatial parameters of the reference object in a digital image of the current map, comparing the current and this reference map of the reference object by adjusting the parameters of the reference object on the digital image of the current map to match the parameters of the reference object on the digital image of the reference map, determining the coordinates of the reference object, determining the location of a moving object in the planned coordinates of the reference map, calculating the signal of correction of the motion path and controlling the movement of the moving object by correcting its location, characterized in that before calculating the correction signal through the time interval and Δt after receiving the first current map of the reference object, they obtain the second current map of the reference object, convert the second current map of the reference object into a digital image of the second current map, recognize the reference object in the digital image of the second current map, determine the location and spatial parameters of the reference object in the digital image of the second of the current card, the second current and reference cards of the reference object are compared by adjusting the parameters of the reference object in a digital image of the second the current map to match the parameters of the reference object in the digital image of the reference map, determine the coordinates of the reference object, determine the second location of the moving object in the planned coordinates of the reference map, determine the direction of movement and speed of the moving object, get the third current map of the reference object after a time interval Δt after receiving the second current map of the reference object, convert the third current map of the reference object into a digital image of the third current map, recognize the reference object on the digital image of the third current map, determine the location and spatial parameters of the reference object on the digital image of the third current map, compare the third current and reference maps of the reference object by adjusting the parameters of the reference object on the digital image of the third current map to match the parameters of the reference object on the digital image of the reference map, determine the coordinates of the reference object, determine the third location of the moving object in the planned coordinates nats reference card, specify the direction and speed of the moving object, determine the acceleration of the moving object, calculating a correction signal path of movement and controlling the movement of a moving object by correcting its location.
RU2011145046A 2011-11-07 Method for navigation of moving objects RU2481557C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2481557C1 true RU2481557C1 (en) 2013-05-10

Family

ID=

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2559820C1 (en) * 2014-06-30 2015-08-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method for navigation of moving objects
RU2571524C1 (en) * 2014-01-31 2015-12-20 Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" Method of generating digital map operating mode
RU2739872C1 (en) * 2020-06-26 2020-12-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Aircraft navigation method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571524C1 (en) * 2014-01-31 2015-12-20 Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" Method of generating digital map operating mode
RU2559820C1 (en) * 2014-06-30 2015-08-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method for navigation of moving objects
RU2739872C1 (en) * 2020-06-26 2020-12-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Aircraft navigation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Stöcker et al. Quality assessment of combined IMU/GNSS data for direct georeferencing in the context of UAV-based mapping
EP3617749B1 (en) Method and arrangement for sourcing of location information, generating and updating maps representing the location
US6489922B1 (en) Passive/ranging/tracking processing method for collision avoidance guidance and control
CN107917880B (en) cloud base height inversion method based on foundation cloud picture
RU2458358C1 (en) Goniometric-correlation method of determining location of surface radio sources
EP3757606A2 (en) Dense mapping using range sensor multi-scanning and multi-view geometry from successive image frames
US10768295B2 (en) Ground-based, multi-bistatic interferometric radar system for measuring 2D and 3D deformations
Miller et al. Navigation in GPS denied environments: feature-aided inertial systems
Greco et al. SAR and InSAR georeferencing algorithms for inertial navigation systems
Niewola et al. PSD–probabilistic algorithm for mobile robot 6D localization without natural and artificial landmarks based on 2.5 D map and a new type of laser scanner in GPS-denied scenarios
RU2513900C1 (en) Method and device to determine object coordinates
RU2406071C1 (en) Method of mobile object navigation
JP3555758B2 (en) Synchronous tracking method and apparatus by sensor control
RU2680969C1 (en) Method of aircraft navigation
RU2481557C1 (en) Method for navigation of moving objects
RU2483324C1 (en) Method for aircraft navigation on radar images of earth's surface
US6664917B2 (en) Synthetic aperture, interferometric, down-looking, imaging, radar system
RU2381523C2 (en) Method of measuring object motion and range thereto with onboard passive surveying system
RU2564552C1 (en) Navigation method of airborne vehicle as per radar images of earth surface
Karpenko et al. Stochastic control of UAV on the basis of robust filtering of 3D natural landmarks observations
Džunda et al. Influence of mutual position of communication network users on accuracy of positioning by telemetry method
Bolelov et al. Using a MLAT Surveillance System to Locate Unmanned Aerial Vehicles Flying as a Swarm
Mazidi Introducing new localization and positioning system for aerial vehicles
RU2542720C1 (en) Method for navigation of moving objects
Vandana et al. 3D Mapping using Lidar