RU2592259C1 - Способ измерения курсовой скорости объекта - Google Patents

Способ измерения курсовой скорости объекта Download PDF

Info

Publication number
RU2592259C1
RU2592259C1 RU2015135435/07A RU2015135435A RU2592259C1 RU 2592259 C1 RU2592259 C1 RU 2592259C1 RU 2015135435/07 A RU2015135435/07 A RU 2015135435/07A RU 2015135435 A RU2015135435 A RU 2015135435A RU 2592259 C1 RU2592259 C1 RU 2592259C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
distance
formula
measurement
radial velocity
point
Prior art date
Application number
RU2015135435/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Ирина Викторовна Гагарина
Original Assignee
Ирина Викторовна Гагарина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ирина Викторовна Гагарина filed Critical Ирина Викторовна Гагарина
Priority to RU2015135435/07A priority Critical patent/RU2592259C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2592259C1 publication Critical patent/RU2592259C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах ближней радиолокации для измерения курсовой скорости объекта. Достигаемый технический результат - измерение курсовой скорости объекта при угле визирования к курсу больше нуля. Указанный результат достигается за счет того, что в способе измерения курсовой скорости объекта из точки пространства, вынесенной с курса объекта, производят измерение радиальной скорости объекта Vr1 и расстояния а от вынесенной точки до объекта, через промежуток времени t больше двух секунд производят второе измерение радиальной скорости объекта Vr2 и расстояния от вынесенной точки до объекта b, после чего определяют расстояние с, пройденное объектом по курсу за время между первым и вторым измерениями, по формуле:
c=t·(Vr1+Vr2)/2,
определяют полупериметр p треугольника abc, который равен 0,5(a+b+c), далее по формуле: определяют tgA/2=r/(р-а),
где r=√(p-a)·(p-b)·(р-c)/р,
определяют значение тупого угла А треугольника abc, которое равно 2arctg[r/(p-а)]}, затем
курсовую скорость объекта рассчитывают по формуле:
V=Vr2/cos(π-А) = Vr2/cos{π-2arctg[r/(p-а)]}. 1 ил.

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах ближней радиолокации для измерения курсовой скорости объекта, из точки пространства, вынесенной с его курса, по двум последовательно измеренным значениям его радиальной скорости.
Известен способ измерения радиальной скорости движущегося объекта, основанный на эффекте Доплера - трансформации частоты подвижным объектом (Теоретические основы радиолокации, под редакцией Ширмана Я.Д, М., «Советское радио», 1970 г., стр. 51).
Измеряют трансформацию несущей частоты радиосигнала подвижным объектом по формуле: Fд=2fovr/c=2vr/λo,
где Fд - допплеровская поправка частоты (частота Доплера);
fo - несущая частота измерителя скорости;
vr - радиальная скорость движущегося объекта (в направлении на измеритель);
с - скорость света;
λo - рабочая длина волны измерителя скорости.
Из этого уравнения, решенного относительно радиальной скорости объекта, определяем ее по формуле:
Figure 00000001
Общим признаком аналога и изобретения является способ измерения радиальной скорости объекта.
Недостатком аналога является невозможность измерения курсовой скорости объекта при визировании объекта к его курсу под углами больше нуля.
Известен «Способ измерения радиальной скорости объекта и устройство для его осуществления», принятое за прототип изобретения (Патент РФ №2535487, МПК G01S 13/58, 2013 г.). Устройство содержит: генератор одиночного прямоугольного импульса высокой частоты (ВЧ), передающую и приемную антенны, выключатель принимаемого радиосигнала, таймер и измеритель фазы. Выход генератора ВЧ соединен с входом передающей антенны и входом опорного радиосигнала измерителя фазы. Выход приемной антенны соединен с входом выключателя принимаемого радиосигнала, а его выход с сигнальным входом измерителя фазы. Выход таймера соединен с входом управляющего сигнала выключателя принимаемого радиосигнала.
Общим признаком прототипа и изобретения является способ измерения радиальной скорости объекта.
Недостатком прототипа является невозможность измерения курсовой скорости объекта при визировании объекта к его курсу под углом больше нуля.
Техническим результатом изобретения является устранение недостатков аналогов - измерение курсовой скорости объекта при угле визирования к курсу больше нуля.
Изобретение поясняется фиг. 1, на которой представлена схема измерения курсовой скорости объекта и введены обозначения.
Горизонтальная линия со стрелкой обозначает направление движения объекта, курс;
И - точка пространства, вынесенная с курса объекта, где находится измеритель радиальной скорости;
t1 - момент время первого измерения радиальной скорости объекта и расстояния от точки И до объекта;
t2 - момент время второго измерения радиальной скорости объекта и расстояния от точки И до объекта;
t - время между первым t1 и вторым t2 измерениями значений радиальной скорости объекта;
а - расстояние от точки И до объекта при первом измерении радиальной скорости объекта Vr1;
b - расстояние от точки И до объекта при втором измерении радиальной скорости объекта Vr2;
с - расстояние, пройденное объектом по курсу, за время t;
abc - треугольник, образованный расстояниями a, b и c.
А - тупой угол треугольника abc;
D - острый угол между направлением второго визирования объекта и его курсом (90°>D>0), который равен π-А;
V - курсовая скорость объекта.
Из построений фиг. 1 следует, что:
Figure 00000002
Из формулы (1) следует, что курсовая скорость объекта V, определяется по формуле:
Figure 00000003
Средняя радиальная скорость объекта Vrcp за время измерения t определяется по формуле:
Figure 00000004
где Vr1 - радиальная скорость объекта при первом измерении;
Vr2 - радиальная скорость объекта при втором измерении.
Расстояние с, пройденное объектом по курсу за время t, равно:
Figure 00000005
где t - время между первым t1 и вторым t2 измерениями значений радиальной скорости объекта.
Для определения курсовой скорости объекта V по формуле (2) определяют значение угла А треугольника abc по измеренным длинам его сторон a, b и с (фиг. 1) (Бронштейн И.Н. и Семендяев К.А. «Справочник по математике», М., ГИТТЛ, 1954 г., стр. 187).
Буквой r обозначают математическое выражение, необходимое для определения угла А:
Figure 00000006
Буквой p обозначают полупериметр треугольника abc, который равен 0,5(a+b+c).
Тангенс угла А/2 определяют по формуле (6):
Figure 00000007
Курсовую скорость V объекта, по результатам измерения двух значений радиальной скорости, определяют по формуле (2), из равенства (6) угол А равен 2arctg[r/(p-а)]:
Figure 00000008
Способ измерения скорости объекта состоит в следующем.
Из точки пространства, вынесенной с курса объекта, производят измерение радиальной скорости объекта Vr1 и расстояния а от вынесенной точки до объекта. Через промежуток времени t больше двух секунд производят второе измерение радиальной скорости Vr2 и расстояния b от вынесенной точки до объекта. После чего определяют расстояние, пройденное объектом по курсу за время между первым и вторым измерениями, по формуле (4):
Figure 00000009
где с - расстояние, пройденное объектом за время t; t - время между измерениями значений первой Vr1 и второй Vr2 радиальной скорости объекта.
Определяют полупериметр треугольника abc p, который равен 0,5(a+b+с);
Далее по формуле (6):
Figure 00000010
где r=√(p-a)·(p-b)·(p-c)/p;
а - расстояние от объекта до вынесенной точки, при первом измерении радиальной скорости объекта;
b - расстояние от объекта до вынесенной точки измерения, при втором измерении радиальной скорости объекта;
с - расстояние, пройденное объектом за время t,
определяют значение тупого угла А треугольника abc, которое равно 2arctg[r/(p-а)].
Курсовую скорость объекта рассчитывают по формуле (2):
Figure 00000011
В качестве устройства для измерений радиальной скорости объекта и расстояния до него может быть использовано устройство по изобретению авт.св. №590687, МПК G01S 13/58, 1976 г. Оно содержит: приемную антенну и последовательно соединенные генератор высокой частоты, фазовый детектор, усилитель постоянного тока и блок управления, выход которого соединен с входом генератора высокой частоты, соединенного с передающей антенной; выход усилителя постоянного тока соединен с входом блока измерения частоты. Устройство также содержит частотно-сдвигающий блок, датчик величины опорной частоты и блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока измерения частоты.
Для этих же целей может быть использован способ измерения радиальной скорости движущегося объекта и расстояния до него (Изобретение патент РФ №2535487 G01S 3/58, 2013). Способ состоит в облучении объекта сигналом и одновременном приеме в обратном направлении принимаемого сигнала, отраженного от объекта; принятый сигнал фильтруют с помощью фильтра несущей частоты, за отрезок времени (t2-t1) измеряют набег фазы ϕ в принятом сигнале, а радиальную скорость объекта определяют по формуле: V=ϕ·λ/4π(t2-t1),
где ϕ - набег фазы в принимаемом сигнале за время измерения радиальной скорости, который пропорционален расстоянию до объекта; расстояние до объекта L определяют по формуле: L=ϕ·λ/4π;
λ - длина волны сигнала, облучающего объект;
t1 и t2 - моменты времени начала и конца измерения набега фазы.
Пример реализации изобретения по заданному значению t=10 с и измеренным значениям величин: Vr1=0,18 км/с (648 км/ч); Vr2=0,14 км/сек (504 км/ч); Vrcp=0,16 км/с (576 км/ч); а=5,5 км; b=4,5 км; с=t·Vrcp=1,6 км; p=0,5(a+b+c)=5,8 км; r=√(p-а)·(p-b)·(p-с)/р=0,53
Figure 00000012
Подставим в формулу (6) значения известных величин, после расчета получим:
V=Vr2/cos(π-2/3π)=Vr2/0,5=2Vr2=0,28 км/с (1008 км/ч)
Курсовая скорость объекта V равна 1008 км/ч, в два раза больше второй радиальной скорости Vr2, равной 504 км/ч.
Отличительные признаки изобретения.
Через промежуток времени больше двух секунд производят второе измерение радиальной скорости объекта и расстояния от вынесенной точки до объекта, после чего по формуле (4) определяют расстояние, пройденное объектом по курсу за время между первым и вторым измерениями, по формуле (4):
Figure 00000013
где с - расстояние, пройденное объектом за время t; t - время между измерениями значений первой Vr1 и второй Vr2 радиальной скорости объекта, затем определяют полупериметр p треугольника abc, который равен 0,5(a+b+с), далее по формуле (5):
Figure 00000014
где r=√(p-a)·(p-b)·(p-c)/p;
а - расстояние от объекта до вынесенной точки, при первом измерении радиальной скорости объекта;
b - расстояние от объекта до вынесенной точки измерения, при втором измерении радиальной скорости объекта;
с - расстояние, пройденное объектом за время t,
определяют значение тупого угла А треугольника abc, которое равно 2arctg[r/(p-а)], курсовую скорость объекта рассчитывают по формуле (2):
Figure 00000015

Claims (1)

  1. Способ измерения курсовой скорости объекта, состоящий в том, что из точки пространства, вынесенной с курса объекта, производят измерение радиальной скорости объекта и расстояния от вынесенной точки до объекта, отличающийся тем, что через промежуток времени больше двух секунд производят второе измерение его радиальной скорости и расстояния от вынесенной точки до объекта, после чего определяют расстояние, пройденное объектом по курсу за время между первым и вторым измерениями, по формуле:
    c=t·(Vr1+Vr2)/2,
    где с - расстояние, пройденное объектом за время t; t - время между измерениями значений первой Vr1 и второй Vr2 радиальной скорости объекта, затем определяют полупериметр p треугольника abc, который равен 0,5(a+b+c), далее по формуле:
    tgA/2=r/(p-a),
    где r=√(p-a)·(p-b)·(p-c)/p;
    a - расстояние от объекта до вынесенной точки, при первом измерении радиальной скорости объекта;
    b - расстояние от объекта до вынесенной точки измерения, при втором измерении радиальной скорости объекта;
    c - расстояние, пройденное объектом за время t,
    определяют значение тупого угла А треугольника abc, которое равно 2arctg[r/(p-a)], курсовую скорость объекта V рассчитывают по формуле:
    V=Vr2/cos(π-А)=Vr2/cos{π-2arctg[r/(p-a)]}.
RU2015135435/07A 2015-08-21 2015-08-21 Способ измерения курсовой скорости объекта RU2592259C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015135435/07A RU2592259C1 (ru) 2015-08-21 2015-08-21 Способ измерения курсовой скорости объекта

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015135435/07A RU2592259C1 (ru) 2015-08-21 2015-08-21 Способ измерения курсовой скорости объекта

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2592259C1 true RU2592259C1 (ru) 2016-07-20

Family

ID=56412954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015135435/07A RU2592259C1 (ru) 2015-08-21 2015-08-21 Способ измерения курсовой скорости объекта

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2592259C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6147638A (en) * 1997-12-10 2000-11-14 Automotive Distance Control Systems Method for operating a radar system
RU2273034C1 (ru) * 2004-09-15 2006-03-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" (ОАО "НИИИП") Способ измерения скорости относительно движения источника и приемника волн и устройство для его реализации
JP4836497B2 (ja) * 2005-06-15 2011-12-14 株式会社東芝 レーダ装置とその信号処理方法
US8427359B1 (en) * 2011-01-06 2013-04-23 Sandia Corporation Tracking moving radar targets with parallel, velocity-tuned filters
RU2518108C1 (ru) * 2012-11-16 2014-06-10 Виктор Леонидович Семенов Способ измерения скорости сближения ракеты с астероидом при встречных курсах их перемещения и устройство для его реализации
RU152617U1 (ru) * 2014-10-03 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации (ФГБУ "3ЦНИИ" Минобороны России) Устройство радиолокационного определения путевой скорости неманеврирующей воздушной цели

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6147638A (en) * 1997-12-10 2000-11-14 Automotive Distance Control Systems Method for operating a radar system
RU2273034C1 (ru) * 2004-09-15 2006-03-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" (ОАО "НИИИП") Способ измерения скорости относительно движения источника и приемника волн и устройство для его реализации
JP4836497B2 (ja) * 2005-06-15 2011-12-14 株式会社東芝 レーダ装置とその信号処理方法
US8427359B1 (en) * 2011-01-06 2013-04-23 Sandia Corporation Tracking moving radar targets with parallel, velocity-tuned filters
RU2518108C1 (ru) * 2012-11-16 2014-06-10 Виктор Леонидович Семенов Способ измерения скорости сближения ракеты с астероидом при встречных курсах их перемещения и устройство для его реализации
RU152617U1 (ru) * 2014-10-03 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации (ФГБУ "3ЦНИИ" Минобороны России) Устройство радиолокационного определения путевой скорости неманеврирующей воздушной цели

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107027323B (zh) 雷达测量方法
RU2510861C1 (ru) Способ радиолокационного определения времени окончания активного участка баллистической траектории
CN105738889B (zh) 一种调频连续波测速测距方法
CN103076611B (zh) 一种利用相干探测激光测速测距的方法及装置
RU2524208C1 (ru) Способ радиолокационного обнаружения маневра баллистической цели на пассивном участке траектории
JP2014182010A (ja) レーダ装置
CN102384755B (zh) 机载相控阵天气雷达高精度测量瞬时航速方法
RU2557808C1 (ru) Способ определения наклонной дальности до движущейся цели пассивным моностатическим пеленгатором
RU2643168C2 (ru) Способ измерения высоты, истинной скорости летательного аппарата и наклона вектора скорости летательного аппарата относительно горизонта, устройство бортовой радиолокационной станции, использующее способ
CN113253301A (zh) 多频脉冲激光雷达信号处理方法及测风雷达系统
RU2660160C1 (ru) Способ определения параметров движения воздушного объекта динамической системой радиотехнического контроля
RU2490663C1 (ru) Способ определения положения объекта относительно источника электромагнитного поля и устройство для его осуществления
RU2569843C1 (ru) Способ формирования трехмерного изображения земной поверхности в бортовой доплеровской рлс с линейной антенной решеткой
RU2592259C1 (ru) Способ измерения курсовой скорости объекта
RU2660450C1 (ru) Устройство радиолокационной станции с непрерывным линейно-частотно-модулированным сигналом и синтезом апертуры
RU2540982C1 (ru) Способ определения координат целей (варианты) и комплекс для его реализации (варианты)
RU2715994C1 (ru) Способ измерения начальной скорости снаряда
RU2593457C1 (ru) Способ измерения курсовой скорости объекта
RU2602274C1 (ru) Радиолокационный способ и устройство для дистанционного измерения полного вектора скорости метеорологического объекта
RU2572357C1 (ru) Способ формирования трехмерного изображения земной поверхности в бортовой четырехканальной доплеровской рлс
RU2551896C2 (ru) Способ однолучевого измерения высоты и составляющих скорости летательного аппарата и устройство радиовысотомера, реализующего способ
RU2515580C1 (ru) Способ измерения внешнебаллистических характеристик снаряда и устройство для его осуществления
RU2714884C1 (ru) Способ определения курса объекта на линейной траектории с использованием измерений его радиальной скорости
RU107370U1 (ru) Устройство для определения параметров движения цели
RU2681203C1 (ru) Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор