RU2605457C1 - Method of user terminal locating using two relay satellites - Google Patents

Method of user terminal locating using two relay satellites Download PDF

Info

Publication number
RU2605457C1
RU2605457C1 RU2015139916/07A RU2015139916A RU2605457C1 RU 2605457 C1 RU2605457 C1 RU 2605457C1 RU 2015139916/07 A RU2015139916/07 A RU 2015139916/07A RU 2015139916 A RU2015139916 A RU 2015139916A RU 2605457 C1 RU2605457 C1 RU 2605457C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coordinates
relative
user terminal
umc
frequency
Prior art date
Application number
RU2015139916/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Руслан Вячеславович Волков
Виталий Никитович Саяпин
Владимир Витальевич Севидов
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации
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 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2015139916/07A priority Critical patent/RU2605457C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2605457C1 publication Critical patent/RU2605457C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/06Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/43Determining position using carrier phase measurements, e.g. kinematic positioning; using long or short baseline interferometry
    • G01S19/44Carrier phase ambiguity resolution; Floating ambiguity; LAMBDA [Least-squares AMBiguity Decorrelation Adjustment] method
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/45Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
    • G01S19/47Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being an inertial measurement, e.g. tightly coupled inertial

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: communication equipment.
SUBSTANCE: invention relates to communication engineering and can be used to locate radio-frequency radiation sources when designing satellite communication system user terminal locating subsystem. To do so, method is based on time delays and frequency shifts measurement between transmitted and received system test signals. According to measurement results using network-to-network connection node known coordinates, relay satellites coordinates and motion parameters, user terminal velocity vector
Figure 00000358
module
Figure 00000359
azimuth αUT and its height hUT, relative to Earth's surface and predetermined frequency shifts f g1, f g2 of relay satellites operating frequencies to calculating user terminal coordinates.
EFFECT: technical result is increased accuracy of user terminal coordinates determining in wide range of its movement speeds due to more accurate system signals frequency shifts determination.
1 cl, 1 tbl, 15 dwg

Description

Заявленное техническое решение относится к области радиотехники, а именно к способам определения местоположения (ОМП) источников радиоизлучения.The claimed technical solution relates to the field of radio engineering, and in particular to methods for determining the location (WMD) of radio emission sources.

Заявленное изобретение может быть использовано при построении подсистемы ОМП пользовательских терминалов (ПТ) спутниковой системы связи (ССС).The claimed invention can be used in the construction of the subsystem OMP user terminals (PT) satellite communications system (CCC).

Известен способ ОМП ПТ с использованием глобальной спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС. Данный способ широко известен и описан, например, в книге Тяпкина В.Н. и Гарина Е.Н. «Методы определения навигационных параметров подвижных средств с использованием спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС». - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. - 260 с. При этом для одномоментного ОМП ПТ в пространстве требуется наличие сигналов минимум четырех спутников. Однако указанный аналог имеет недостатки. Так, ПТ должен иметь отдельный приемник, принимающий сигналы системы ГЛОНАСС. Еще одним недостатком является повышение требований к вычислительным ресурсам ПТ, позволяющим рассчитывать свои координаты по сигналам системы ГЛОНАСС.A known method of weapons of mass destruction using a global satellite radio navigation system GLONASS. This method is widely known and described, for example, in the book of V. Tyapkin. and Garina E.N. "Methods for determining the navigation parameters of vehicles using the GLONASS satellite radio navigation system." - Krasnoyarsk: Sib. Feder. Univ., 2012 .-- 260 p. At the same time, for the simultaneous weapons of mass destruction in space, the signals of at least four satellites are required. However, this analogue has disadvantages. So, the PT must have a separate receiver that receives signals from the GLONASS system. Another disadvantage is the increased requirements for computing resources of the PT, allowing you to calculate your coordinates from the signals of the GLONASS system.

Известен также аналог-способ определения местоположения земной станции спутниковой связи по ретранслированному сигналу из патента РФ 2172495 МПК G01S 5/06 (2006.01) от 06.05.00. Данный способ основывается на измерении доплеровских сдвигов частот сигналов, ретранслированных одним спутником-ретранслятором (CP1 в течение нескольких часов. Указанный аналог также имеет существенные недостатки. Первый недостаток связан с недопустимо длительным интервалом времени ОМП ПТ, необходимым для наблюдения за сигналами системы. Второй недостаток - громоздкость вычислений, которые влекут существенное удорожание стоимости системы, его реализующего.There is also an analogue method for determining the location of a satellite communications earth station using a relayed signal from RF patent 2172495 IPC G01S 5/06 (2006.01) dated 06.05.00. This method is based on measuring the Doppler frequency shifts of the signals relayed by one repeater satellite (CP 1 for several hours. This analogue also has significant drawbacks. The first drawback is associated with the unacceptably long time interval of the MSS of the PT necessary to observe the signals of the system. The second drawback - cumbersome calculations, which entail a significant increase in the cost of the system that implements it.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному способу ОМП ПТ является способ ОМП ПТ, описанный в патенте РФ 2256935 МПК G01S 5/02 (2006.01) от 26.09.1997. Способ-прототип, включающий в себя ПТ, по меньшей мере два спутника с известными местоположениями и известными скоростями и узел межсетевого сопряжения (УМС) для осуществления связи с ПТ через упомянутые спутники, включающий этап определения параметра дальности, представляющего собой расстояние между одним из спутников и ПТ, этап определения параметра разности дальностей, представляющего собой разность расстояний одного и другого спутника от ПТ, этап определения по меньшей мере одного из следующих параметров: параметра скорости изменения дальности, представляющего собой радиальную скорость одного из спутников относительно ПТ, параметра разности скоростей изменения дальностей, представляющего собой разность радиальных скоростей одного и другого спутника относительно ПТ, этап определения положения ПТ на поверхности Земли на основе известных местоположений и известных скоростей CP, а также указанных параметра дальности, параметра скорости изменения дальности и по меньшей мере одного из упомянутых параметров разности дальностей и разности скоростей изменения дальностей.The closest in technical essence to the claimed method of OMP PT is the method of OMP PT described in RF patent 2256935 IPC G01S 5/02 (2006.01) from 09/26/1997. The prototype method, including the AT, at least two satellites with known locations and known speeds and the node internetworking (UMC) for communicating with the AT through the aforementioned satellites, comprising the step of determining the range parameter, which is the distance between one of the satellites and PT, the step of determining the distance difference parameter, which is the difference of the distances of one and the other satellite from the PT, the step of determining at least one of the following parameters: range, which is the radial speed of one of the satellites relative to the PT, the parameter of the difference in the speeds of range changes, which is the difference of the radial velocities of one and the other satellite relative to the PT, the step of determining the position of the PT on the Earth’s surface based on known locations and known CP speeds, as well as the indicated range parameter, range change rate parameter and at least one of the mentioned range difference parameters and range difference rate difference stey.

При таком способе обеспечивается высокое быстродействие ОМП ПТ без существенного усложнения аппаратуры ПТ и УМС.With this method, the high-speed performance of the weapons of mass destruction without significant complication of the equipment of the PT and UMC is ensured.

Недостатком ближайшего аналога (прототипа) является относительно-невысокая точность определения координат ПТ при изменении скорости перемещения ПТ, вследствие возможности размещения его на широком классе движущихся объектов (автомобиль, вертолет, самолет и т.д.).The disadvantage of the closest analogue (prototype) is the relatively low accuracy of determining the coordinates of the PT when changing the speed of the PT, due to the possibility of placing it on a wide class of moving objects (car, helicopter, plane, etc.).

Техническим результатом при использовании заявленного решения является разработка способа ОМП ПТ с использованием двух CP, обеспечивающего повышение точности определения координат ПТ при изменении скорости его перемещения.The technical result when using the claimed solution is the development of a method of weapons of mass destruction using two CPs, which improves the accuracy of determining the coordinates of the points when changing the speed of its movement.

Указанный технический результат в заявляемом способе ОМП ПТ достигается тем, что в известном способе ОМП ПТ с использованием двух спутников-ретрансляторов CP1, СР2 и узла межсетевого соединения (УМС), заключающемся в том, что на основе измерений временных задержек и частотных сдвигов между переданными и принятыми тестовыми сигналами системы, известных модуля

Figure 00000001
, азимута αПТ вектора скорости
Figure 00000002
пользовательского терминала и его высоты hПТ, относительно земной поверхности, с учетом координат CP1, CP2, векторов их скоростей
Figure 00000003
,
Figure 00000004
координат УМС и предварительно заданных частотных сдвигов
Figure 00000005
,
Figure 00000006
рабочих частот CP1, СР2, определяют расстояние
Figure 00000007
между первым CP1 и ПТ, определяют расстояние
Figure 00000008
между вторым CP2 и ПТ, определяют, по меньшей мере, один из параметров: радиальную скорость
Figure 00000009
перемещения первого CP1 относительно ПТ, и/или радиальную скорость
Figure 00000010
перемещения второго СР2 относительно ПТ, после чего с учетом координат CP1, СР2, векторов их скоростей
Figure 00000011
,
Figure 00000012
, определенных параметров
Figure 00000007
,
Figure 00000008
, а также радиальной скорости
Figure 00000013
и/или радиальной скорости
Figure 00000014
, вычисляют широту φПТ и долготу λПТ пользовательского терминала, дополнительно на основе известных модуля
Figure 00000001
, азимута αПТ вектора скорости
Figure 00000015
пользовательского терминала и его высоты hПТ относительно земной поверхности вычисляют в УМС доплеровские сдвиги частот
Figure 00000016
и
Figure 00000017
первого и второго узкополосных тестовых сигналов, обусловленные изменениями радиальных скоростей ПТ относительно CP1 и CP2, для чего предварительно определяют вероятные местоположения ПТ с учетом координат спутников-ретрансляторов CP1, CP2, определенных параметров
Figure 00000018
и
Figure 00000019
, а при определении по меньшей мере одного из параметров:
Figure 00000020
и/или
Figure 00000021
учитывают дополнительно доплеровские сдвиги частот
Figure 00000022
и
Figure 00000023
.The specified technical result in the claimed method of OMP PT is achieved by the fact that in the known method of OMP PT using two satellite transponders CP 1 , CP 2 and an interconnection node (UMC), which consists in the fact that based on measurements of time delays and frequency shifts between transmitted and received test signals of a system known to the module
Figure 00000001
, azimuth α PT velocity vector
Figure 00000002
and the user terminal UT its height h, with respect to the earth's surface, with the coordinates CP 1, CP 2, the vectors of their velocities
Figure 00000003
,
Figure 00000004
UMS coordinates and predefined frequency shifts
Figure 00000005
,
Figure 00000006
operating frequencies CP 1 , CP 2 , determine the distance
Figure 00000007
between the first CP 1 and PT, determine the distance
Figure 00000008
between the second CP 2 and the PT, at least one of the parameters is determined: radial velocity
Figure 00000009
the movement of the first CP 1 relative to the PT, and / or radial velocity
Figure 00000010
the movement of the second CP 2 relative to the PT, after which, taking into account the coordinates CP 1 , CP 2 , and their velocity vectors
Figure 00000011
,
Figure 00000012
defined parameters
Figure 00000007
,
Figure 00000008
as well as radial velocity
Figure 00000013
and / or radial velocity
Figure 00000014
calculate the latitude φ PT and the longitude λ PT of the user terminal, additionally based on known modules
Figure 00000001
, azimuth α PT velocity vector
Figure 00000015
the user terminal and its height hF relative to the earth's surface, the Doppler frequency shifts are calculated in the UMC
Figure 00000016
and
Figure 00000017
the first and second narrow-band test signals due to changes in the radial speeds of the PT relative to CP 1 and CP 2 , for which the probable locations of the PT are preliminarily determined taking into account the coordinates of the satellite transponders CP 1 , CP 2 , certain parameters
Figure 00000018
and
Figure 00000019
, and when determining at least one of the parameters:
Figure 00000020
and / or
Figure 00000021
additionally take into account Doppler frequency shifts
Figure 00000022
and
Figure 00000023
.

Дополнительные доплеровские сдвиги частот

Figure 00000024
и
Figure 00000025
обусловлены изменениями радиальных скоростей ПТ относительно CP1 и CP2. При их вычислении предварительно определяют вероятные местоположения ПТ с учетом координат спутников-ретрансляторов CP1, CP2, определенных параметров
Figure 00000026
и
Figure 00000027
, известных модуля
Figure 00000001
, азимута αПТ вектора скорости
Figure 00000028
пользовательского терминала и его высоты hПТ относительно земной поверхности.Additional Doppler frequency shifts
Figure 00000024
and
Figure 00000025
due to changes in the radial speeds of the PT relative to CP 1 and CP 2 . When calculating them, the probable locations of the PTs are preliminarily determined taking into account the coordinates of the satellite transponders CP 1 , CP 2 , certain parameters
Figure 00000026
and
Figure 00000027
known module
Figure 00000001
, azimuth α PT velocity vector
Figure 00000028
user terminal and its height h PT relative to the earth's surface.

Для определения параметра

Figure 00000029
, в ПТ измеряют частоту
Figure 00000030
первого узкополосного тестового сигнала, излученного УМС на частоте
Figure 00000031
и ретранслированного через CP1, передают результат измерения в УМС и рассчитывают доплеровский сдвиг частоты
Figure 00000032
первого сигнала, обусловленного изменением радиальной скорости CP1 относительно УМС. Далее рассчитывают доплеровский сдвиг частоты
Figure 00000033
первого сигнала, обусловленного изменением радиальной скорости ПТ относительно CP1 и вычисляют параметр
Figure 00000034
на основе первого сигнала, излучаемого на частоте
Figure 00000035
, предварительно заданной частоте сдвига
Figure 00000005
рабочей частоты CP1, измеренной частоты
Figure 00000036
первого сигнала, принятого после прохождения им трассы УМС-CP1-ПТ, рассчитанных доплеровских сдвигов частот
Figure 00000037
и
Figure 00000038
первого сигнала.To define a parameter
Figure 00000029
, in PT measure the frequency
Figure 00000030
first narrowband test signal emitted by the UMC at a frequency
Figure 00000031
and relayed through CP 1 , transmit the measurement result to the UMC and calculate the Doppler frequency shift
Figure 00000032
the first signal due to a change in the radial velocity of CP 1 relative to the UMC. Next, calculate the Doppler frequency shift
Figure 00000033
the first signal due to a change in the radial velocity of the PT relative to CP 1 and calculate the parameter
Figure 00000034
based on the first signal emitted at a frequency
Figure 00000035
preset shear rate
Figure 00000005
operating frequency CP 1 measured frequency
Figure 00000036
the first signal received after passing the UMS-CP 1 -FET path, calculated Doppler frequency shifts
Figure 00000037
and
Figure 00000038
the first signal.

Для определения параметра

Figure 00000039
, в ПТ измеряют частоту
Figure 00000040
второго узкополосного тестового сигнала, излученного УМС на частоте
Figure 00000041
и ретранслированного через CP2, передают результат измерения в УМС и рассчитывают доплеровский сдвиг частоты
Figure 00000042
второго сигнала, обусловленного изменением радиальной скорости CP2 относительно УМС. Далее рассчитывают доплеровский сдвиг частоты
Figure 00000043
второго сигнала, обусловленного изменением радиальной скорости ПТ относительно СР2 и вычисляют параметр
Figure 00000044
на основе второго сигнала, излучаемого на частоте
Figure 00000045
, предварительно заданной частоте сдвига
Figure 00000006
рабочей частоты СР2, измеренной частоты
Figure 00000046
второго сигнала, принятого после прохождения им трассы УМС-CP2-ПТ, рассчитанных доплеровских сдвигов частот
Figure 00000047
и
Figure 00000048
второго сигнала.To define a parameter
Figure 00000039
, in PT measure the frequency
Figure 00000040
the second narrowband test signal emitted by the UMC at a frequency
Figure 00000041
and relayed through CP 2 , transmit the measurement result to the UMC and calculate the Doppler frequency shift
Figure 00000042
the second signal due to a change in the radial velocity of CP 2 relative to the UMC. Next, calculate the Doppler frequency shift
Figure 00000043
the second signal due to a change in the radial velocity of the PT relative to SR 2 and calculate the parameter
Figure 00000044
based on the second signal emitted at a frequency
Figure 00000045
preset shear rate
Figure 00000006
operating frequency SR 2 measured frequency
Figure 00000046
the second signal received after passing the UMS-CP 2 -PT path, calculated Doppler frequency shifts
Figure 00000047
and
Figure 00000048
second signal.

В альтернативном варианте при ОМП ПТ используют различные комбинации из четырех параметров: 1) дальность, 2) разность дальностей, 3) скорость изменения дальности, 4) разность скоростей изменения дальностей.Alternatively, in case of weapons of mass destruction, various combinations of four parameters are used: 1) range, 2) range difference, 3) range change rate, 4) range change rate difference.

Однако совместное использование параметров: дальности от одного CP до ПТ и разности дальностей от одного и другого CP до ПТ, эквивалентно использованию двух параметров дальности: 1) дальности от CP1 до ПТ, 2) дальности от СР2 до ПТ. Аналогично, совместное использование параметров: скорости изменения дальности одного CP относительно ПТ и разности скоростей изменения дальностей одного и другого CP относительно ПТ, эквивалентно использованию двух параметров скоростей изменения дальности: 1) скорости изменения дальности CP1 относительно ПТ, 2) скорости изменения дальности СР2 относительно ПТ.However, the joint use of parameters: ranges from one CP to PT and a difference in ranges from one and the other CP to PT is equivalent to using two range parameters: 1) ranges from CP 1 to PT, 2) ranges from CP 2 to PT. Similarly, the sharing of the parameters: rate of change in range of one CP relative to PT and the difference in the rates of change of distances of one and other CP relatively Fr, is equivalent to using two range-rate parameters: 1) the rate of change of range CP 1 with respect to PT and 2) range rate SR 2 relative to PT.

Вместе с тем, составление и решение уравнений, соответствующих параметрам положения для дальностей и скоростей изменения дальностей, значительно проще, чем для разности дальностей и разности скоростей изменения дальности, поэтому в предпочтительном варианте настоящего изобретения используют следующие параметры положения: 1) дальность

Figure 00000049
от CP1 до ПТ, 2) дальность
Figure 00000050
от CP2 до ПТ, 3) скорость
Figure 00000051
изменения дальности CP1 относительно ПТ, 4) скорость
Figure 00000052
изменения дальности CP2 относительно ПТ.At the same time, the preparation and solution of equations corresponding to the position parameters for ranges and speeds of range changes is much simpler than for the difference of ranges and speed difference of ranges, therefore, in the preferred embodiment of the present invention, the following position parameters are used: 1) range
Figure 00000049
from CP 1 to PT, 2) range
Figure 00000050
from CP 2 to PT, 3) speed
Figure 00000051
range changes CP 1 relative to PT, 4) speed
Figure 00000052
range changes CP 2 relative to PT.

В альтернативном варианте рассматривают проекции линий положения на поверхности Земли, тем самым ограничивая пространственное расположение ПТ. В предпочтительном варианте рассматривают проекции линий положения на плоскость, параллельную поверхности Земли, имеющую произвольную известную высоту hПТ.In an alternative embodiment, projections of position lines on the Earth's surface are considered, thereby limiting the spatial location of the PT. In a preferred embodiment, projections of position lines onto a plane parallel to the surface of the Earth having an arbitrary known height h PT are considered .

Параметры

Figure 00000053
и
Figure 00000054
определяют на основе измерений временных задержек между переданными и принятыми тестовыми сигналами системы.Options
Figure 00000053
and
Figure 00000054
determined on the basis of measurements of time delays between transmitted and received test signals of the system.

Параметры

Figure 00000055
и
Figure 00000056
определяют на основе частотных сдвигов между переданными и принятыми тестовыми сигналами системы. Сдвиги тестовых сигналов системы являются суммой предварительно заданных частотных сдвигов
Figure 00000057
,
Figure 00000058
рабочих частот CP1, СР2 и доплеровскими сдвигами частот, обусловленными суммарными радиальными скоростями соответствующего CP относительно ПТ и УМС.Options
Figure 00000055
and
Figure 00000056
determined based on the frequency shifts between the transmitted and received test signals of the system. System test signal offsets are the sum of predefined frequency offsets.
Figure 00000057
,
Figure 00000058
operating frequencies CP 1 , CP 2 and Doppler frequency shifts due to the total radial velocities of the corresponding CP relative to PT and UMC.

В альтернативном варианте предполагают, что ПТ не движется относительно земной поверхности. В реальных условиях ПТ может быть размещен на широком классе движущихся объектов (автомобиль, вертолет, самолет и т.д.). Движение ПТ относительно земной поверхности вносит в принятые тестовые сигналы системы дополнительные доплеровские сдвиги частот. Такие сдвиги можно не учитывать, если скорость CP относительно земной поверхности значительно превосходит скорость ПТ относительно земной поверхности. Но когда эти скорости соизмеримы, то для расчета параметров скорости изменения дальности и разности скоростей изменения дальностей необходимо учитывать дополнительные доплеровские сдвиги частот тестовых сигналов системы, обусловленных движением ПТ относительно земной поверхности.In an alternative embodiment, it is assumed that the PT does not move relative to the earth's surface. In real conditions, the AT can be placed on a wide class of moving objects (car, helicopter, airplane, etc.). The motion of the PT relative to the earth's surface introduces additional Doppler frequency shifts into the received test signals of the system. Such shifts can not be taken into account if the speed of CP relative to the earth's surface significantly exceeds the speed of the PT relative to the earth's surface. But when these speeds are comparable, then to calculate the parameters of the rate of change of range and the difference of the speeds of change of ranges, it is necessary to take into account additional Doppler frequency shifts of the test signals of the system due to the movement of the ground relative to the ground.

В таблице №1 приведены значения характерных скоростей и соответствующих им максимальных доплеровских сдвигов частот, вносимых некоторыми типами ПТ и CP при несущей частоте, равной 10 ГГц.Table 1 shows the values of the characteristic velocities and the corresponding maximum Doppler frequency shifts introduced by some types of AT and CP at a carrier frequency of 10 GHz.

Анализ значений, приведенных в таблице, позволяет сделать вывод, что во многих случаях при определении суммарной радиальной скорости существенным фактором является учет скорости ПТ. Особенно это характерно для ССС на геостационарной орбите (ГСО).An analysis of the values given in the table allows us to conclude that, in many cases, when determining the total radial velocity, an important factor is taking into account the velocity of the surface. This is especially true for CCS in geostationary orbit (GSO).

Учет скорости ПТ приводит к повышению точности определения параметров

Figure 00000059
и/или
Figure 00000060
, что в свою очередь ведет к повышению точности ОМП ПТ.Accounting for the speed of the PT leads to an increase in the accuracy of determining the parameters
Figure 00000059
and / or
Figure 00000060
, which in turn leads to an increase in the accuracy of weapons of mass destruction.

Одним из преимуществ настоящего изобретения является повышение точности ОМП ПТ.One of the advantages of the present invention is to improve the accuracy of OMP PT.

Другим преимуществом настоящего изобретения является возможность ОМП ПТ на произвольной известной высоте hПТ.Another advantage of the present invention is the possibility of OMP FET at an arbitrary known height h FET .

Figure 00000061
Figure 00000061

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:The claimed method is illustrated by drawings, which show:

- на фиг. 1 - типовая спутниковая система связи;- in FIG. 1 - a typical satellite communications system;

- на фиг. 2 - геометрическая основа типовой спутниковой системы связи;- in FIG. 2 - the geometric basis of a typical satellite communications system;

- на фиг. 3 - схема отсутствия эффекта Доплера;- in FIG. 3 is a diagram of the absence of the Doppler effect;

- на фиг. 4 - схема проявления эффекта Доплера;- in FIG. 4 is a diagram of the manifestation of the Doppler effect;

- на фиг. 5 - варианты нахождения взаимной радиальной скорости движущихся приемника и передатчика;- in FIG. 5 - options for finding the mutual radial velocity of the moving receiver and transmitter;

- на фиг. 6 - иллюстрация нахождения линии положения ПТ, как пересечения поверхности положения параметра дальности с плоскостью

Figure 00000062
;- in FIG. 6 - illustration of finding the line of position of the PT, as the intersection of the surface of the position of the range parameter with the plane
Figure 00000062
;

- на фиг. 7 - иллюстрация нахождения линии положения ПТ, как пересечения поверхности положения параметра скорости изменения дальности с плоскостью

Figure 00000062
;- in FIG. 7 - illustration of finding the line of position of the PT, as the intersection of the surface of the position of the parameter of the rate of change of range with the plane
Figure 00000062
;

- на фиг. 8 - алгоритм определения местоположения пользовательского терминала;- in FIG. 8 - algorithm for determining the location of the user terminal;

- на фиг. 9 - определение вероятных местоположений пользовательского терминала с использованием дальностей в качестве параметров положения;- in FIG. 9 - determination of the probable locations of the user terminal using ranges as position parameters;

- на фиг. 10 - принцип устранения неоднозначности для неподвижного пользовательского терминала;- in FIG. 10 - disambiguation principle for a fixed user terminal;

- на фиг. 11 - принцип устранения неоднозначности для подвижного пользовательского терминала;- in FIG. 11 is a disambiguation principle for a mobile user terminal;

- на фиг. 12 - уточнение радиуса Земли;- in FIG. 12 - refinement of the radius of the Earth;

- на фиг. 13 - определение координат вектора скорости пользовательского терминала в геоцентрической системе координат;- in FIG. 13 - determination of the coordinates of the velocity vector of the user terminal in a geocentric coordinate system;

- на фиг. 14 - итерационный метод повышения точности определения координат пользовательского терминала;- in FIG. 14 is an iterative method for increasing the accuracy of determining the coordinates of a user terminal;

- на фиг. 15 - геометрическая основа составления уравнения круглого конуса в геоцентрической системе координат.- in FIG. 15 is a geometric basis for compiling a circular cone equation in a geocentric coordinate system.

Реализация заявленного способа представлена на примере типовой спутниковой системы связи, представленной на фиг. 1. Она содержит один узел межсетевого сопряжения (УМС), пользовательские терминалы, которые могут быть в стационарном исполнении 4 (см. фиг. 1), либо размещены на движущихся объектах: на автомобиле 5, на вертолете 6, на самолете 7 (см. фиг. 1) и т.д., а также два спутника-ретранслятора: CP1 и СР2 для обеспечения связи между УМС и ПТ.The implementation of the claimed method is presented on the example of a typical satellite communication system shown in FIG. 1. It contains one gateway node (UMC), user terminals, which can be in stationary version 4 (see Fig. 1), or placed on moving objects: on car 5, on helicopter 6, on airplane 7 (see Fig. 1), etc., as well as two satellite transponders: CP 1 and CP 2 to provide communication between the UMC and PT.

Современные ССС позволяют предоставлять услуги связи как стационарным ПТ, так и ПТ, размещенным на широком классе движущихся объектов (автомобиль, вертолет, самолет).Modern CCCs make it possible to provide communication services both to fixed-line vehicles and those located on a wide class of moving objects (car, helicopter, airplane).

В качестве примера для описания изобретения рассматривают ПТ, размещенный на самолете. Геометрическая основа спутниковой линии связи в таком исполнении раскрыта на фиг. 2.As an example, to describe the invention consider PT placed on an airplane. The geometrical basis of the satellite link in this embodiment is disclosed in FIG. 2.

УМС является стационарным, его координаты, а точнее координаты оптических фокусов антенн, хорошо известны.The UMC is stationary, its coordinates, or rather the coordinates of the optical foci of the antennas, are well known.

ПТ размещен на самолете, который движется со скоростью

Figure 00000001
в плоскости
Figure 00000062
, параллельной горизонтальной плоскости Ω0 (на нулевой высоте) и находящейся на высоте hПТ от нее. Азимутом движения самолета является угол γПТ, отсчитываемый между направлением на север, обозначенным стрелкой Z′ и направлением движения самолета. В дальнейшем будем считать, что параметры
Figure 00000001
, hПТ и γПТ известны, так как большинство самолетов оборудованы приборами, позволяющими измерить указанные параметры в любой момент времени.Fri placed on a plane that moves at speed
Figure 00000001
in the plane
Figure 00000062
parallel to the horizontal plane Ω 0 (at zero height) and located at a height h FR from it. The aircraft azimuth is the angle γ PT , counted between the north direction indicated by the arrow Z ′ and the direction of the aircraft. In the future, we assume that the parameters
Figure 00000001
, h PT and γ PT are known, since most aircraft are equipped with devices that allow you to measure these parameters at any time.

Идеальная ГСО CP характеризуется следующими параметрами: эксцентриситет орбиты равен нулю е=0, наклонение орбиты равно i=0°, период обращения CP равен периоду обращения Земли (звездные сутки, которые составляют 23 часа 56 минут 04 секунды), компенсация влияний возмущающих факторов, таких как неравномерное гравитационное поле Земли, сила притяжения Солнца, Луны и др. космических объектов. В этом случае CP оказывается «висячим» над определенной точкой земной поверхности, на определенной долготе, строго над экватором, на высоте 35875 км над поверхностью Земли.An ideal GSO CP is characterized by the following parameters: the eccentricity of the orbit is equal to e = 0, the inclination of the orbit is i = 0 °, the period of revolution of CP is equal to the period of revolution of the Earth (stellar day, which is 23 hours 56 minutes 04 seconds), compensation of the effects of disturbing factors, such as the uneven gravitational field of the Earth, the attractive force of the Sun, Moon, and other space objects. In this case, the CP is “hanging” over a certain point on the earth’s surface, at a certain longitude, strictly above the equator, at an altitude of 35875 km above the Earth’s surface.

Однако на практике перечисленные условия являются недостижимыми. Спутники-ретрансляторы CP1 и CP2 находятся на так называемой квазистационарной орбите, при этом их суточное смещение, как правило, составляет единицы градусов. Вследствие этого CP не являются «висячими» над определенными точками земной поверхности, а совершают колебательные движения.However, in practice, the conditions listed are unattainable. Relay satellites CP 1 and CP 2 are in the so-called quasi-stationary orbit, and their daily displacement, as a rule, is units of degrees. As a result of this, CPs are not “hanging” over certain points on the earth’s surface, but oscillate.

Суточное смещение CP1 и СР2 является причиной наличия векторов скоростей

Figure 00000063
,
Figure 00000064
, обозначенных на фиг. 2 стрелками. Очевидно, что векторы скоростей
Figure 00000065
,
Figure 00000066
в течение суток меняют и модуль, и направление, однако на малом интервале времени, исчисляемом минутами, можно считать их постоянными. В дальнейших рассуждениях считают, что векторы
Figure 00000065
,
Figure 00000066
, равно как и координаты CP1 и CP2, известны в любой момент времени. Действительно, операторам-владельцам ССС должны быть известны эти параметры, существуют методики, с помощью которых либо измеряют, либо рассчитывают координаты CP и параметры их движения. Они описаны, например, в монографии Дубошина Г.Н. Небесная механика. Методы теории движения искусственных небесных тел. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. - 352 с.The daily shift of CP 1 and CP 2 is the cause of the presence of velocity vectors
Figure 00000063
,
Figure 00000064
indicated in FIG. 2 arrows. Obviously, the velocity vectors
Figure 00000065
,
Figure 00000066
during the day, both the module and the direction are changed, however, over a small time interval, calculated in minutes, they can be considered constant. In further considerations, it is believed that the vectors
Figure 00000065
,
Figure 00000066
, as well as the coordinates CP 1 and CP 2 , are known at any time. Indeed, these parameters should be known to the operators-owners of CCCs, there are techniques with which they either measure or calculate the CP coordinates and their motion parameters. They are described, for example, in the monograph of Duboshin G.N. Heavenly mechanics. Methods of the theory of motion of artificial celestial bodies. - M .: Science. The main edition of the physical and mathematical literature, 1983. - 352 p.

В конкретный момент времени топология системы характеризуется расстояниями спутников ретрансляторов от УМС и ПТ, обозначенными на фиг. 2 сплошными и пунктирными отрезками:At a particular point in time, the topology of the system is characterized by the distances of the relay satellites from the UMS and the AT indicated in FIG. 2 solid and dotted lines:

Figure 00000067
- расстояние между CP1 и УМС,
Figure 00000067
- the distance between CP 1 and UMC,

Figure 00000068
- расстояние между CP2 и УМС,
Figure 00000068
- the distance between CP 2 and UMC,

Figure 00000069
- расстояние между CP1 и ПТ,
Figure 00000069
- the distance between CP 1 and PT,

Figure 00000070
- расстояние между CP2 и ПТ.
Figure 00000070
- the distance between CP 2 and PT.

В любой момент времени расстояния

Figure 00000071
и
Figure 00000072
можно вычислить, основываясь на известных координатах УМС, CP1 и CP2.At any given time
Figure 00000071
and
Figure 00000072
can be calculated based on the known coordinates of the UMC, CP 1 and CP 2 .

Расстояния

Figure 00000073
и
Figure 00000074
являются параметрами положения, вычисление которых производится при использовании тестовых сигналов системы.Distances
Figure 00000073
and
Figure 00000074
are position parameters, the calculation of which is carried out using the test signals of the system.

На фиг. 2 также показаны угловые величины между векторами скоростей

Figure 00000075
,
Figure 00000076
,
Figure 00000077
и соответствующими направлениями:In FIG. 2 also shows the angular values between the velocity vectors
Figure 00000075
,
Figure 00000076
,
Figure 00000077
and relevant areas:

Figure 00000078
- угол между вектором
Figure 00000079
и направлением ПТ-CP1,
Figure 00000078
is the angle between the vector
Figure 00000079
and direction PT-CP 1 ,

Figure 00000080
- угол между вектором
Figure 00000081
и направлением ПТ-СР2,
Figure 00000080
is the angle between the vector
Figure 00000081
and the direction of PT-SR 2 ,

Figure 00000082
- угол между вектором
Figure 00000083
и направлением CP1-ПТ,
Figure 00000082
is the angle between the vector
Figure 00000083
and direction CP 1 -T

Figure 00000084
- угол между вектором
Figure 00000085
и направлением CP1-УМС,
Figure 00000084
is the angle between the vector
Figure 00000085
and the direction of CP 1- UMS,

Figure 00000086
- угол между вектором
Figure 00000087
и направлением CP2-ПТ,
Figure 00000086
is the angle between the vector
Figure 00000087
and direction CP 2 -T

Figure 00000088
- угол между вектором
Figure 00000089
и направлением СР2-УМС.
Figure 00000088
is the angle between the vector
Figure 00000089
and the direction of the SR 2- UMS.

Данные угловые величины связывают векторы скоростей

Figure 00000075
,
Figure 00000076
,
Figure 00000077
с их проекциями на соответствующую ось. Такие проекции являются радиальными скоростями:These angular values relate the velocity vectors
Figure 00000075
,
Figure 00000076
,
Figure 00000077
with their projections on the corresponding axis. Such projections are radial velocities:

Figure 00000090
- радиальная скорость ПТ относительно CP1 - проекция вектора
Figure 00000091
на ось ПТ-CP1,
Figure 00000090
- the radial velocity of the PT relative to CP 1 - the projection of the vector
Figure 00000091
on the axis PT-CP 1 ,

Figure 00000092
- радиальная скорость ПТ относительно CP2 - проекция вектора
Figure 00000093
на ось ПТ-CP2,
Figure 00000092
- the radial velocity of the PT relative to CP 2 - the projection of the vector
Figure 00000093
on the PT-CP 2 axis,

Figure 00000094
- радиальная скорость CP1 относительно ПТ - проекция вектора
Figure 00000095
на ось CP1-ПТ,
Figure 00000094
- radial velocity CP 1 relative to PT - vector projection
Figure 00000095
on the axis CP 1 -F,

Figure 00000096
- радиальная скорость CP1 относительно УМС - проекция вектора
Figure 00000097
на ось CP1-УМС,
Figure 00000096
- radial velocity CP 1 relative to the UMS - vector projection
Figure 00000097
on the axis CP 1- UMS,

Figure 00000098
- радиальная скорость CP2 относительно ПТ - проекция вектора
Figure 00000099
на ось CP2-ПТ,
Figure 00000098
- radial velocity CP 2 relative to the PT - vector projection
Figure 00000099
on the axis CP 2 -PT,

Figure 00000100
- радиальная скорость CP2 относительно УМС - проекция вектора
Figure 00000101
на ось CP2-УМС.
Figure 00000100
- radial velocity CP 2 relative to UMS - vector projection
Figure 00000101
on the axis CP 2- UMS.

В любой момент времени радиальные скорости

Figure 00000102
,
Figure 00000103
,
Figure 00000104
,
Figure 00000105
можно вычислить, основываясь на известных координатах УМС, CP1 и CP2, известных векторах
Figure 00000106
,
Figure 00000107
,
Figure 00000108
.At any given time, radial speeds
Figure 00000102
,
Figure 00000103
,
Figure 00000104
,
Figure 00000105
can be calculated based on the known coordinates of the UMC, CP 1 and CP 2 , known vectors
Figure 00000106
,
Figure 00000107
,
Figure 00000108
.

Радиальные скорости

Figure 00000109
и
Figure 00000110
являются параметрами положения, вычисление которых производится при использовании тестовых сигналов системы.Radial speeds
Figure 00000109
and
Figure 00000110
are position parameters, the calculation of which is carried out using the test signals of the system.

Параметры

Figure 00000111
и
Figure 00000112
определяют на основе измерений временных задержек между переданными и принятыми тестовыми сигналами системы. Измеренные временные задержки умножают на скорость распространения радиоволны, равную скорости света в вакууме: с=3×108 м/с.Options
Figure 00000111
and
Figure 00000112
determined on the basis of measurements of time delays between transmitted and received test signals of the system. The measured time delays are multiplied by the speed of propagation of the radio wave, equal to the speed of light in vacuum: s = 3 × 10 8 m / s.

Параметры

Figure 00000113
и
Figure 00000114
определяют на основе частотных сдвигов между переданными и принятыми тестовыми сигналами системы. Сдвиги тестовых сигналов системы являются суммой предварительно заданных частотных сдвигов
Figure 00000115
,
Figure 00000116
рабочих частот CP1, CP2 и доплеровскими сдвигами частот, обусловленными суммарными радиальными скоростями соответствующего CP относительно ПТ и УМС.Options
Figure 00000113
and
Figure 00000114
determined based on the frequency shifts between the transmitted and received test signals of the system. System test signal offsets are the sum of predefined frequency offsets.
Figure 00000115
,
Figure 00000116
operating frequencies CP 1 , CP 2 and Doppler frequency shifts due to the total radial velocities of the corresponding CP relative to PT and UMC.

Рассмотрим в общих чертах причину возникновения доплеровского эффекта, его связь с радиальной скоростью передатчика (приемника), а также порядок расчета взаимной радиальной скорости при движении и передатчика, и приемника.Let us consider in general terms the cause of the Doppler effect, its relationship with the radial velocity of the transmitter (receiver), as well as the procedure for calculating the mutual radial velocity during movement of both the transmitter and the receiver.

Доплеровский эффект в определенном смысле универсален. Его проявления можно проследить и в механических (звуковых) волнах, и в электромагнитных волнах как оптического диапазона, так и радиодиапазона. Доплеровский эффект можно пояснить с помощью фиг. 3 и фиг. 4.The Doppler effect in a certain sense is universal. Its manifestations can be traced both in mechanical (sound) waves and in electromagnetic waves both in the optical range and in the radio range. The Doppler effect can be explained using FIG. 3 and FIG. four.

На фиг. 3 изображены передатчик (ПРД) и приемник (ПРМ). Концентрическими окружностями схематично изображены фазовые фронты радиоволн, излучаемых ПРД, расстояния между которыми соответствует длине волны. При отсутствии относительного движения ПРД и ПРМ эффект Доплера отсутствует: длина волны ПРМ равна длине волны ПРД. Из последнего утверждения следует, что и частота ПРМ

Figure 00000117
равна частоте ПРД
Figure 00000118
:In FIG. 3 shows a transmitter (Rx) and a receiver (Rx). The concentric circles schematically depict the phase fronts of the radio waves emitted by the PRD, the distances between which correspond to the wavelength. In the absence of relative motion of the Tx and PfP, there is no Doppler effect: the PfP wavelength is equal to the PWM wavelength. From the last statement it follows that the frequency of PfP
Figure 00000117
equal to frequency
Figure 00000118
:

Figure 00000119
.
Figure 00000119
.

На фиг. 4 изображен ПРД, движущийся со скоростью

Figure 00000120
с углом θПРД-ПРМ к направлению ПРД-ПРМ. Такое движение приводит к изменению длины волны в ПРМ по отношению к длине волны ПРД. Такое изменение называется эффектом Доплера. Частота ПРМ в этом случае изменяется на величину доплеровского смещения частоты
Figure 00000121
, относительно частоты ПРД:In FIG. 4 depicts a traveling speed
Figure 00000120
with an angle θ of the Tx-Rx to the direction of the Rx-Rx. This movement leads to a change in the wavelength in the PFP with respect to the wavelength of the PFD. This change is called the Doppler effect. The frequency of the PFP in this case changes by the magnitude of the Doppler frequency shift
Figure 00000121
, relative to the frequency of the PRD:

Figure 00000122
Figure 00000122

Знак этого смещения может быть положительным, если ПРМ и ПРД сближаются, и отрицательным, если ПРМ и ПРД удаляются друг относительно друга.The sign of this bias may be positive if the PfP and PfP are converging, and negative if the PfP and PWM are removed relative to each other.

Аналитическое выражение для расчета доплеровского смещения частоты без учета релятивистского эффекта выглядит следующим образом:The analytical expression for calculating the Doppler frequency shift without taking into account the relativistic effect is as follows:

Figure 00000123
Figure 00000123

где

Figure 00000124
- модуль вектора скорости ПРД,
Figure 00000125
- радиальная скорость ПРД относительно ПРМ - проекция вектора
Figure 00000126
на ось ПРД-ПРМ, θПРД-ПРМ - угол между вектором
Figure 00000127
и направлением ПРД-ПРМ.Where
Figure 00000124
- module of the velocity vector
Figure 00000125
- radial velocity of the PRD relative to the PFP - projection of the vector
Figure 00000126
on the axis of the Rx-Rx, θ Rx-Rx - the angle between the vector
Figure 00000127
and the direction of the PfP.

В ряде случаев в движении могут находиться и ПРД, и ПРМ. Тогда нахождение взаимной радиальной скорости движущихся ПРМ и ПРД возможно по двум вариантам, представленным на фиг. 5.In some cases, in the movement can be both PRD and PFP. Then, finding the mutual radial velocity of the moving Rx and Rx is possible in two ways, as shown in FIG. 5.

В первом варианте сначала определяют радиальные скорости ПРД и ПРМ

Figure 00000128
и
Figure 00000129
, как проекции векторов
Figure 00000130
и
Figure 00000131
на ось ПРД-ПРМ, затем находят взаимную радиальную скорость движущихся ПРМ и ПРД
Figure 00000132
, как вектор суммы
Figure 00000133
и
Figure 00000134
.In the first embodiment, first determine the radial speed of the PRD and PFP
Figure 00000128
and
Figure 00000129
like projection vectors
Figure 00000130
and
Figure 00000131
on the axis of the Rx-Rx, then find the mutual radial speed of the moving Rx and Rx
Figure 00000132
as a sum vector
Figure 00000133
and
Figure 00000134
.

Во втором варианте сначала определяют результирующую относительную скорость

Figure 00000135
движущихся ПРМ и ПРД, как вектор суммы их скоростей
Figure 00000136
и
Figure 00000137
, затем находят взаимную радиальную скорость движущихся ПРМ и ПРД
Figure 00000138
, как проекцию вектора
Figure 00000139
на ось ПРД-ПРМ.In the second embodiment, the resulting relative velocity is first determined
Figure 00000135
moving Rx and Rx as a vector of the sum of their speeds
Figure 00000136
and
Figure 00000137
, then find the mutual radial velocity of the moving Rx and Rx
Figure 00000138
like a projection of a vector
Figure 00000139
on the axis of the PRD-PRM.

Вышеуказанные варианты справедливы и для ССС, использующей подвижный CP, с той лишь разницей, что при расчете взаимной радиальной скорости движущихся ПРМ и ПРД будут участвовать три радиальные скорости (см. фиг. 5). В таком случае целесообразно использовать первый вариант нахождения взаимной радиальной скорости движущихся ПРМ и ПРД.The above options are also valid for CCCs using a moving CP, with the only difference being that three radial speeds will be involved in calculating the mutual radial velocity of the moving Rx and Rx (see Fig. 5). In this case, it is advisable to use the first option to find the mutual radial velocity of the moving Rx and Rx.

При ОМП ПТ используют следующие параметры положения: 1) дальность

Figure 00000140
от CP1 до ПТ, 2) дальность
Figure 00000141
от СР2 до ПТ, 3) скорость
Figure 00000142
изменения дальности CP1 относительно ПТ, 4) скорость
Figure 00000143
изменения дальности CP2 относительно ПТ.When OMP PT use the following position parameters: 1) range
Figure 00000140
from CP 1 to PT, 2) range
Figure 00000141
from SR 2 to PT, 3) speed
Figure 00000142
range changes CP 1 relative to PT, 4) speed
Figure 00000143
range changes CP 2 relative to PT.

Эти параметры могут характеризоваться поверхностями положения и линиями положений.These parameters can be characterized by position surfaces and position lines.

Поверхность положения (какого-либо параметра положения) - поверхность в пространстве, соединяющая все точки, имеющие одинаковое значение данного параметра. В качестве поверхности положения в некоторых случаях может выступать поверхность Земли.The position surface (of some position parameter) is the surface in space connecting all points having the same value of this parameter. In some cases, the surface of the Earth can serve as the position surface.

Линия положения (какого-либо параметра положения) - кривая на поверхности Земли или на какой-либо другой поверхности, соединяющая все точки, имеющие одинаковое значение данного параметра. Линии положений рассматриваемых параметров положений выделены жирными линиями на соответствующих рисунках (см фиг. 6, 7). В альтернативном варианте рассматривают линии положения только на земной поверхности, при этом земную поверхность аппроксимируют плоскостью. В предпочтительном варианте рассматривают плоскость

Figure 00000144
, параллельную земной поверхности (горизонтальной плоскости Ω0 на нулевой высоте) и находящейся на известной высоте hПТ от нее.The position line (of any position parameter) is a curve on the surface of the Earth or on some other surface connecting all points having the same value of this parameter. The position lines of the considered position parameters are indicated by bold lines in the corresponding figures (see Fig. 6, 7). In an alternative embodiment, position lines are considered only on the earth’s surface, while the earth’s surface is approximated by a plane. In a preferred embodiment, consider the plane
Figure 00000144
parallel to the earth's surface (the horizontal plane Ω 0 at zero height) and located at a known height h FR from it.

Параметр положения дальность RСР-ПТ представляет собой расстояние между CP и ПТ. Поверхность положения параметра дальности - сфера с центром, совпадающим с оптическим центром антенны CP и радиусом RСР-ПТ. Линия положения параметра дальности на плоскости

Figure 00000145
- окружность, центр которой совпадает с подспутниковой точкой CP (см. фиг. 6). Рассмотрение в качестве CP поочередно CP1 и СР2 приводит к получению параметров положения
Figure 00000146
и
Figure 00000147
соответственно.The position parameter range R CP-PT is the distance between CP and PT. The position surface of the range parameter is a sphere with a center coinciding with the optical center of the CP antenna and radius R CP-PT . The position line of the range parameter on the plane
Figure 00000145
- a circle whose center coincides with the sub-satellite point CP (see Fig. 6). Consideration as CP alternately CP 1 and CP 2 leads to obtaining position parameters
Figure 00000146
and
Figure 00000147
respectively.

Параметр положения скорость изменения дальности

Figure 00000148
представляет собой относительную радиальную скорость между ПТ и СР. Поверхность положения параметра скорости изменения дальности - круглый конус (далее просто конус) с вершиной, совпадающей с оптическим центром антенны CP, с осью, совпадающей с вектором
Figure 00000149
и с углом вращения, равным θСР-ПТ. Линия положения параметра скорости изменения дальности на плоскости
Figure 00000150
- гипербола, симметричная относительно
Figure 00000151
(см. фиг. 7). Рассмотрение в качестве CP поочередно CP1 и СР2 приводит к получению параметров положения
Figure 00000152
и
Figure 00000153
соответственно.Position parameter Range change rate
Figure 00000148
represents the relative radial velocity between the PT and SR. The position surface of the rate of change of range parameter is a round cone (hereinafter simply a cone) with a vertex coinciding with the optical center of the CP antenna, with an axis coinciding with the vector
Figure 00000149
and with a rotation angle equal to θ CP-PT . The position line of the parameter of the rate of change of range on the plane
Figure 00000150
- hyperbole symmetric with respect to
Figure 00000151
(see Fig. 7). Consideration as CP alternately CP 1 and CP 2 leads to obtaining position parameters
Figure 00000152
and
Figure 00000153
respectively.

В альтернативном варианте предполагают, что ПТ не движется относительно земной поверхности. В реальных условиях ПТ может быть размещен на широком классе движущихся объектов (автомобиль, вертолет, самолет и т.д.). Движение ПТ относительно земной поверхности вносит в принятые и переданные тестовые сигналы системы дополнительные доплеровские сдвиги частот. Такие сдвиги можно не учитывать, если скорость CP относительно земной поверхности значительно превосходит скорость ПТ относительно земной поверхности. Но когда эти скорости соизмеримы, то для расчета параметров скорости изменения дальности и разности скоростей изменения дальностей необходимо учитывать дополнительные доплеровские сдвиги частот тестовых сигналов системы, обусловленных движением ПТ относительно земной поверхности.In an alternative embodiment, it is assumed that the PT does not move relative to the earth's surface. In real conditions, the AT can be placed on a wide class of moving objects (car, helicopter, airplane, etc.). The motion of the PT relative to the earth's surface introduces additional Doppler frequency shifts into the received and transmitted test signals of the system. Such shifts can not be taken into account if the speed of CP relative to the earth's surface significantly exceeds the speed of the PT relative to the earth's surface. But when these speeds are comparable, then to calculate the parameters of the rate of change of range and the difference of the speeds of change of ranges, it is necessary to take into account additional Doppler frequency shifts of the test signals of the system due to the movement of the ground relative to the ground.

Последовательность этапов реализации заявленного способа ОМП ПТ можно рассмотреть с использованием представленного на фиг. 8 алгоритма.The sequence of stages of the implementation of the claimed method of weapons of mass destruction can be considered using the one shown in FIG. 8 algorithms.

Этап 1. Ввод исходных данных. Исходными данными, в соответствии с введенными выше обозначениями являются: 1) координаты УМС (x0, y0, z0), 2) координаты CP1 (x1, y1, z1) и CP22, y2, z2), 3) векторы скоростей

Figure 00000154
,
Figure 00000155
, 4) частотные сдвиги
Figure 00000156
,
Figure 00000157
рабочих частот CP1, CP2, 5) модуль
Figure 00000001
, азимут γПТ вектора скорости ПТ и его высота hПТ, 6)
Figure 00000158
- средний радиус Земли,
Figure 00000159
- радиус Земли на экваторе; еЗ≈0,081819 - эксцентриситет эллипсоида Земли, 5) порог ξ - допустимое расстояние между истинными и определенными координатами ПТ.Stage 1. Input of initial data. The initial data, in accordance with the notation introduced above, are: 1) UMS coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ), 2) coordinates CP 1 (x 1 , y 1 , z 1 ) and CP 2 (x 2 , y 2 , z 2) and 3) velocity vectors
Figure 00000154
,
Figure 00000155
4) frequency shifts
Figure 00000156
,
Figure 00000157
operating frequencies CP 1 , CP 2 , 5) module
Figure 00000001
, azimuth γ PT of the velocity vector of the PT and its height h PT , 6)
Figure 00000158
- the average radius of the Earth,
Figure 00000159
- the radius of the Earth at the equator; e З ≈0.081819 is the eccentricity of the Earth's ellipsoid, 5) the threshold ξ is the allowable distance between the true and certain coordinates of the PT.

Этап 2. Измерение временных задержек и частотных сдвигов тестовых сигналов системы.Stage 2. Measurement of time delays and frequency shifts of the test signals of the system.

Временные задержки между переданными и принятыми тестовыми сигналами системы используют для определения параметров положения

Figure 00000160
и
Figure 00000161
. Тестовыми сигналами при этом являются две известные псевдошумовые (ПШ) последовательности.Time delays between transmitted and received test signals of the system are used to determine position parameters
Figure 00000160
and
Figure 00000161
. The test signals in this case are two known pseudo-noise (PN) sequences.

Для измерения временных задержек выполняют следующие операции:To measure time delays perform the following operations:

1. УМС излучает два известных тестовых сигнала, представляющих собой ПШ последовательности и запоминает время излучения каждого из этих сигналов

Figure 00000162
и
Figure 00000163
.1. The UMC emits two known test signals, which are PN sequences, and remembers the radiation time of each of these signals
Figure 00000162
and
Figure 00000163
.

2. ПТ принимает первый тестовый сигнал через CP1, второй тестовый сигнал через CP2 и переизлучает их сразу, либо с известными задержками

Figure 00000164
и
Figure 00000165
.2. The PT receives the first test signal through CP 1 , the second test signal through CP 2 and re-emits them immediately, or with known delays
Figure 00000164
and
Figure 00000165
.

3. УМС принимает первый тестовый сигнал через CP1, второй тестовый сигнал через CP2, измеряет время приема каждого из этих сигналов

Figure 00000166
и
Figure 00000167
и вычисляет задержки двусторонних распространений сигналов
Figure 00000168
и
Figure 00000169
, соответствующих траекториям УМС-СР1-ПТ-CP1-УМС и УМС-СР2-ПТ-СР2-УМС:3. The UMS receives the first test signal through CP 1 , the second test signal through CP 2 , measures the reception time of each of these signals
Figure 00000166
and
Figure 00000167
and calculates the delay of two-way signal propagation
Figure 00000168
and
Figure 00000169
corresponding to the trajectories of UMS-SR 1- PT-CP 1- UMS and UMS-SR 2- PT-CP 2- UMS:

Figure 00000170
,
Figure 00000170
,

Figure 00000171
.
Figure 00000171
.

Частотные сдвиги между переданными и принятыми тестовыми сигналами системы используют для определения параметров положения

Figure 00000172
и
Figure 00000173
. Тестовые сигналы, представляющие собой два узкополосных сигнала с центральными частотами
Figure 00000174
и
Figure 00000175
, передают УМС через СР1, СР2 и принимают ПТ. На траекториях УМС-СР1-ПТ и УМС-CP2-ПТ центральные частоты сигналов подвержены сдвигам, среди которых можно выделить:The frequency shifts between the transmitted and received test signals of the system are used to determine position parameters
Figure 00000172
and
Figure 00000173
. Test signals, which are two narrow-band signals with center frequencies
Figure 00000174
and
Figure 00000175
transmit UMS through CP 1 , CP 2, and receive PT. On the trajectories of UMS-SR 1- PT and UMS-CP 2- PT, the central signal frequencies are subject to shifts, among which are:

- заданные частотные сдвиги

Figure 00000176
,
Figure 00000177
рабочих частот CP1, СР2,- given frequency shifts
Figure 00000176
,
Figure 00000177
operating frequencies CP 1 , CP 2 ,

- доплеровские сдвиги частот

Figure 00000178
,
Figure 00000179
, обусловленные движением CP1 и CP2 относительно УМС,- Doppler frequency shifts
Figure 00000178
,
Figure 00000179
due to the movement of CP 1 and CP 2 relative to the UMC,

- доплеровские сдвиги частот

Figure 00000180
,
Figure 00000181
, обусловленные движением CP1 и CP2 относительно ПТ,- Doppler frequency shifts
Figure 00000180
,
Figure 00000181
due to the movement of CP 1 and CP 2 relative to the PT,

- доплеровские сдвиги частот

Figure 00000182
,
Figure 00000183
, обусловленные движением ПТ относительно CP1 и CP2.- Doppler frequency shifts
Figure 00000182
,
Figure 00000183
due to the movement of the PT relative to CP 1 and CP 2 .

Указанные сдвиги центральных частот тестовых сигналов можно выразить аналитически:The indicated shifts of the central frequencies of the test signals can be expressed analytically:

Figure 00000184
Figure 00000184

где

Figure 00000185
,
Figure 00000186
- значения центральных частот тестовых сигналов после прохождения обозначенных траекторий и соответствующих сдвигов.Where
Figure 00000185
,
Figure 00000186
- the values of the central frequencies of the test signals after passing the indicated trajectories and the corresponding shifts.

В рассматриваемом способе предусмотрена возможность измерения центральных частот тестовых сигналов в ПТ с последующей передачей информации о них в УМС.In the considered method, it is possible to measure the central frequencies of the test signals in the DT with the subsequent transfer of information about them to the UMC.

Таким образом, в ходе данного этапа определены временные задержки

Figure 00000187
и
Figure 00000188
и частотные сдвиги
Figure 00000189
,
Figure 00000190
тестовых сигналов системы.Thus, during this stage, time delays are determined
Figure 00000187
and
Figure 00000188
and frequency shifts
Figure 00000189
,
Figure 00000190
test signals of the system.

Этап 3. Определение параметров

Figure 00000191
и
Figure 00000192
.Step 3. Parameter Definition
Figure 00000191
and
Figure 00000192
.

Известные координаты CP1, CP2 и УМС позволяют рассчитать расстояния

Figure 00000193
и
Figure 00000194
в момент времени измерения временных задержек
Figure 00000195
и
Figure 00000196
используя выражения:The known coordinates CP 1 , CP 2 and UMS allow you to calculate distances
Figure 00000193
and
Figure 00000194
at time measurement of time delays
Figure 00000195
and
Figure 00000196
using expressions:

Figure 00000197
Figure 00000197

Figure 00000198
Figure 00000198

где x0, y0, z0 - координаты УМС, х1, y1, z1 - координаты CP1, х2, y2, z2 - координаты CP2.where x 0 , y 0 , z 0 are the coordinates of the UMC, x 1 , y 1 , z 1 are the coordinates of CP 1 , x 2 , y 2 , z 2 are the coordinates of CP 2 .

Параметры положения

Figure 00000199
и
Figure 00000200
можно рассчитать по формулам:Position Parameters
Figure 00000199
and
Figure 00000200
can be calculated by the formulas:

Figure 00000201
Figure 00000201

Figure 00000202
Figure 00000202

Этап 4. Расчет координат вероятного положения ПТ; ПТ) и ПТ2.Stage 4. Calculation of coordinates of the probable position of the PT; PT) and PT 2 .

В ходе данного этапа рассчитывают координаты ПТ с большой ошибкой, достигающей 500 км и, как будет показано ниже, с не устраненной неоднозначностью.During this stage, the coordinates of the transformer are calculated with a large error reaching 500 km and, as will be shown below, with ambiguity not resolved.

В качестве поверхности Земли в данном этапе используют сферу с радиусом

Figure 00000203
представляющим собой средний радиус Земли, что для приблизительных расчетов вполне допустимо.At this stage, a sphere with radius
Figure 00000203
representing the average radius of the Earth, which is acceptable for approximate calculations.

Задачу по расчету координат вероятного положения ПТ можно свести к решению системы из трех уравнений с тремя неизвестными х, y и z, являющимися декартовыми геоцентрическими координатами ПТ:The task of calculating the coordinates of the probable position of the PT can be reduced to solving a system of three equations with three unknowns x, y, and z, which are the Cartesian geocentric coordinates of the PT:

Figure 00000204
Figure 00000204

В системе уравнений (5) первое выражение - уравнение сферы с центром, совпадающим с центром Земли и радиусом, равным сумме среднего радиуса Земли RЗ и высоты ПТ hПТ, второе выражение - уравнение сферы с центром, совпадающим с оптическим центром антенны CP1 и радиусом

Figure 00000205
третье выражение - уравнение сферы с центром, совпадающим с оптическим центром антенны СР2 и радиусом
Figure 00000206
The system of equations (5) a first expression - the equation of a sphere whose center coinciding with the center of the Earth and a radius equal to the sum of the average Earth radius R W and the height PT h TP, the second expression - the equation of a sphere whose center coinciding with the optical center of the antenna CP 1 and radius
Figure 00000205
the third expression is the equation of a sphere with a center coinciding with the optical center of the antenna CP 2 and radius
Figure 00000206

На фиг. 9 схематично показаны: L1 - поверхность положения, соответствующая первому выражению системы уравнений (5), L2 - линия положения на поверхности L1, соответствующая второму выражению системы уравнений (5), L1 - линия положения на поверхности L1, соответствующая третьему выражению системы уравнений (5). Точками S1 и S2 показаны подспутниковые точки CP1 и СР2.In FIG. 9 schematically shows: L 1 is the position surface corresponding to the first expression of the system of equations (5), L 2 is the position line on the surface L 1 corresponding to the second expression of the system of equations (5), L 1 is the position line on the surface L 1 corresponding to the third expression of the system of equations (5). Points S 1 and S 2 show sub-satellite points CP 1 and CP 2 .

Из-за геометрических особенностей построения ССС для CP на геостационарной орбите возникает неоднозначность результатов ОМП ПТ, так как линии положения Z2 и L3 пересекаются в двух точках ПТ1 и ПТ2, что показано на фиг. 9, при этом одна точка будет находиться в северном полушарии Земли, другая - в южном.Due to the geometrical features of constructing the CCS for CP in the geostationary orbit, the ambiguity of the results of the FGM OT occurs, since the position lines Z 2 and L 3 intersect at two points UT 1 and UT 2 , as shown in FIG. 9, while one point will be in the northern hemisphere of the Earth, the other in the southern.

Аналитическим решением системы уравнений (5) будут две тройки действительных корней

Figure 00000207
и
Figure 00000208
являющихся декартовыми координатами точек ПТ1 и ПТ2, соответственно.The analytical solution to the system of equations (5) will be two triples of real roots
Figure 00000207
and
Figure 00000208
which are the Cartesian coordinates of the points PT 1 and PT 2 , respectively.

Этап 5. Устранение неоднозначности, выбор начальной точки ПТ0.Stage 5. Disambiguation, selection of the starting point PT 0 .

В большинстве случаев неоднозначность с точностью до полушария возможно устранить еще до установления ПТ сеанса связи. Возможно также использование дополнительной априорной информации о ПТ, например, вероятность его одновременного попадания в зоны радиовидимости CP1 и СР2.In most cases, hemispheric ambiguity can be eliminated even before the establishment of a PT communication session. It is also possible to use additional a priori information about the PT, for example, the probability of its simultaneous falling into the radio-visibility zones CP 1 and CP 2 .

Однако в общем случае в УМС ССС нет никакой информации о местоположении ПТ. В этом случае используют способ устранения возникшей неоднозначности, реализация которого для неподвижного ПТ показана на фиг. 10. Первая часть на фиг. 10, отображенная сплошными линиями, аналогична рисунку на фиг. 9 и соответствует первому моменту времени. Второй момент времени характеризуется тем, что в результате своего движения CP1 и CP2 сместятся, при этом подспутниковые точки также меняют свои координаты на

Figure 00000209
и
Figure 00000210
В результате новыми линиями положения будут
Figure 00000211
и
Figure 00000212
(штриховые линии) и, как следствие, искомая точка ПТ1 останется в том же месте, а ложная изменит свое положение на
Figure 00000213
Аналитически такая трансформация выразится в повторном составлении и решении системы уравнений (5) с новыми координатами CP1 и СР2, а также новыми параметрами положения
Figure 00000214
и
Figure 00000215
However, in the general case, in the UMC CCC there is no information about the location of the PT. In this case, a method of eliminating the arising ambiguity is used, the implementation of which for a fixed PT is shown in FIG. 10. The first part in FIG. 10, shown in solid lines, is similar to the figure in FIG. 9 and corresponds to the first moment in time. The second moment of time is characterized by the fact that as a result of their movement, CP 1 and CP 2 will shift, while the sub-satellite points also change their coordinates by
Figure 00000209
and
Figure 00000210
As a result, the new lines of position will be
Figure 00000211
and
Figure 00000212
(dashed lines) and, as a result, the desired point of PT 1 remains in the same place, and the false one changes its position to
Figure 00000213
Analytically, such a transformation will be expressed in the re-compilation and solution of the system of equations (5) with new coordinates CP 1 and CP 2 , as well as new position parameters
Figure 00000214
and
Figure 00000215

В случае с подвижным ПТ, представленным на фиг. 11, рассуждения, аналогичные с той разницей, что за время смещения CP1 и СР2 переместится и ПТ. Известные модуль

Figure 00000001
и азимут αПТ вектора скорости ПТ позволяют рассчитать смещение ПТ, которое считают одинаковым для обеих вероятных точек. В качестве примера на фиг. 11 показано перемещение ПТ в северовосточном направлении, в результате чего точки ПТ1 и ПТ2 сместятся соответственно в точки ПТ3 и ПТ4. Процедура построения новых линий положений
Figure 00000216
и
Figure 00000217
(штриховые линии) через определенное время позволяет сделать выбор в пользу точек ПТ1 и ПТ3, исключив точки ПТ2 и ПТ4, тем самым устранив неоднозначности ОМП ПТ.In the case of the mobile AT shown in FIG. 11, the reasoning is similar with the difference that during the displacement CP 1 and CP 2 the PT also moves. Famous module
Figure 00000001
and the azimuth α PT of the velocity vector of the PT allows you to calculate the offset of the PT, which is considered the same for both probable points. As an example in FIG. 11 shows the movement of the PT in the northeastern direction, as a result of which the points of PT 1 and PT 2 will move to the points of PT 3 and PT 4, respectively. Procedure for constructing new position lines
Figure 00000216
and
Figure 00000217
(dashed lines) after a certain time allows you to make a choice in favor of points PT 1 and PT 3 , excluding the points PT 2 and PT 4 , thereby eliminating the ambiguities of the PMF PT.

Таким образом, и для неподвижного, и для подвижного ПТ возможно устранить неоднозначность его ОМП, указанным выше способом. В представленных вариантах выбор делают в пользу координат северного полушария Земли - точки ПТ. Далее выбранная точка выступает в качестве начальной точки ПТ0 с координатами

Figure 00000218
для поиска более точных координат ПТ итерационным методом с использованием параметров
Figure 00000219
и/или
Figure 00000220
Thus, for both a stationary and a moving vehicle, it is possible to eliminate the ambiguity of its WMD by the above method. In the presented options, the choice is made in favor of the coordinates of the northern hemisphere of the Earth - the point of PT. Further, the selected point acts as the starting point of PT 0 with coordinates
Figure 00000218
to search for more accurate coordinates of the iterative method using parameters
Figure 00000219
and / or
Figure 00000220

Этап 6. Неоднозначность устранена?Step 6. Is the ambiguity resolved?

Сущность данного этапа частично раскрыта при пояснении этапа 5. Так, если при первом прохождении алгоритма нет дополнительной априорной информации о ПТ, то неоднозначность устранить невозможно. Тогда производится переход на этап 3, где через некоторое время повторно определяют параметры

Figure 00000221
и
Figure 00000222
Затем на этапе 4 повторно рассчитывают вероятные координаты ПТ и на этапе 5 устраняют неоднозначность. При следующем прохождении этапа 6 неоднозначность уже устранена и выполняют переход к следующему этапу.The essence of this stage is partially disclosed in the explanation of stage 5. So, if during the first passage of the algorithm there is no additional a priori information about PT, then the ambiguity cannot be eliminated. Then go to step 3, where after some time the parameters are re-determined
Figure 00000221
and
Figure 00000222
Then, in step 4, the probable coordinates of the PT are recalculated and in step 5 the ambiguity is eliminated. At the next step 6, the ambiguity is already eliminated and the transition to the next step is performed.

Для достаточного смещения CP1 и CP2 необходимо относительно небольшое время - несколько минут. Кроме того, в целях экономии времени, устранение неоднозначности необходимо выполнять при регистрации абонента в сети. Тогда на момент установления связи неоднозначность уже будет устранена.For a sufficient offset of CP 1 and CP 2 , a relatively short time is required - a few minutes. In addition, in order to save time, disambiguation must be performed when registering a subscriber in the network. Then, at the time of establishing the connection, the ambiguity will already be eliminated.

Этап 7. Уточнение координат ПТ0.Step 7. Refinement of the coordinates of the PT 0 .

На данном этапе уточняют координаты начальной точки ПТ0 по высоте с учетом сферичности Земли, а также находят эквивалентный радиус Земли

Figure 00000223
в точке ПТ0. Обозначим, полученную на этапе 5, исходную точку ПТ0, как ПТ01, а ее координаты
Figure 00000224
Точку с учетом корректировки по высоте обозначим ПТ02, а ее координаты
Figure 00000225
At this stage, the coordinates of the starting point PT 0 in height are adjusted taking into account the sphericity of the Earth, and also find the equivalent radius of the Earth
Figure 00000223
at the point PT 0 . Denote, obtained in step 5, the starting point PT 0 , as PT 01 , and its coordinates
Figure 00000224
The point, taking into account the height adjustment, is denoted PT 02 , and its coordinates
Figure 00000225

На фиг. 12 показаны сечения трех поверхностей меридианной плоскостью, проходящей через центр Земли - точку О и ПТ01. Первая поверхность - сфера с центром в точке О и радиусом, равным среднему радиусу Земли

Figure 00000226
Вторая поверхность - эллипсоида вращения с центром в точке О, большой полуосью, равной радиусу Земли на экваторе
Figure 00000227
и эксцентриситетом eЗ≈0,081819 (модель Земли - ПЗ.90.02). Третья поверхность - сфера с центром в точке О и радиусом, равным радиусу Земли
Figure 00000228
в точке ПТ.In FIG. 12 shows sections of three surfaces by a meridian plane passing through the center of the Earth — point O and PT 01 . The first surface is a sphere centered at point O and a radius equal to the average radius of the Earth
Figure 00000226
The second surface is an ellipsoid of revolution centered at point O, with a semi-major axis equal to the radius of the Earth at the equator
Figure 00000227
and eccentricity e З ≈0.081819 (Earth model - ПЗ.90.02). The third surface is a sphere centered at point O and a radius equal to the radius of the Earth
Figure 00000228
at point PT.

Также на фиг. 12 показаны точка ПТ01, расположенная на высоте hПТ от сферы с радиусом

Figure 00000229
, и точка ПТ02, расположенная на высоте hПТ от сферы с радиусом
Figure 00000230
Also in FIG. 12 shows point PT 01 located at a height h of PT from a sphere with radius
Figure 00000229
, and the point PT 02 located at a height h of the PT from a sphere with a radius
Figure 00000230

Радиус сферы

Figure 00000231
зависит от широты φПТ и максимален на экваторе, где принимает значение
Figure 00000232
минимален на полюсах, где принимает значение
Figure 00000233
(радиус Земли на полюсе). В общем случае выражение для расчета
Figure 00000234
выглядит следующим образом:Sphere radius
Figure 00000231
depends on the latitude φ PT and is maximum at the equator, where it takes on the value
Figure 00000232
minimum at the poles, where it takes on value
Figure 00000233
(radius of the Earth at the pole). In the general case, the expression for the calculation
Figure 00000234
as follows:

Figure 00000235
Figure 00000235

где

Figure 00000236
- радиус Земли на полюсе, вычисляемый по формуле:Where
Figure 00000236
- the radius of the Earth at the pole, calculated by the formula:

Figure 00000237
Figure 00000237

Геоцентрическая широта φПТ и геоцентрическая долгота λПТ начальной точки ПТ01 рассчитываются по формулам:The geocentric latitude φ PT and the geocentric longitude λ PT of the starting point of PT 01 are calculated by the formulas:

Figure 00000238
Figure 00000238

Figure 00000239
Figure 00000239

где

Figure 00000240
- декартовы координаты точки ПТ01,Where
Figure 00000240
- Cartesian coordinates of the point PT 01 ,

Величины φПТ и λПТ оставляют неизменными и для ПТ02. Тогда декартовы координаты ПТ02 равны:The values of φPT and λ PT are left unchanged for PT 02 . Then the Cartesian coordinates of PT 02 are equal to:

Figure 00000241
Figure 00000241

где

Figure 00000242
- декартовы координаты точки ПТ02.Where
Figure 00000242
- Cartesian coordinates of the point PT 02 .

Далее в качестве координат начальной точки ПТ0 принимают координаты ПТ02 и обозначают их как

Figure 00000243
В качестве земной поверхности используют сферу с центром в точке О и радиусом
Figure 00000244
Next, as the coordinates of the starting point of PT 0 take the coordinates of PT 02 and designate them as
Figure 00000243
As the earth's surface, use a sphere with a center at point O and a radius
Figure 00000244

Этап 8. Определение параметров

Figure 00000245
и
Figure 00000246
Step 8. Parameter Definition
Figure 00000245
and
Figure 00000246

Известные координаты точек расположения УМС (х0, y0, z0), CP11, y1, z1), СР22, y2, z2), а также известные координаты векторов

Figure 00000247
и
Figure 00000248
позволяют рассчитать радиальные скорости
Figure 00000249
и
Figure 00000250
показанные на фиг. 2.Known YMC location coordinates points (x 0, y 0, z 0), CP 1 (x 1, y 1, z 1), SR 2 (x 2, y 2, z 2), and the known coordinates of the vectors
Figure 00000247
and
Figure 00000248
allow you to calculate radial speeds
Figure 00000249
and
Figure 00000250
shown in FIG. 2.

Согласно уравнению (1) радиальная скорость

Figure 00000251
равна:According to equation (1), the radial velocity
Figure 00000251
is equal to:

Figure 00000252
Figure 00000252

Модуль вектора

Figure 00000253
скорости CP1 равен:Vector module
Figure 00000253
speed CP 1 is equal to:

Figure 00000254
Figure 00000254

где

Figure 00000255
- декартовы координаты вектора
Figure 00000256
Where
Figure 00000255
are the Cartesian coordinates of the vector
Figure 00000256

Из теоремы о скалярном произведении векторов имеем:From the scalar product of vectors theorem we have:

Figure 00000257
Figure 00000257

Подставив (7) и (8) в (6), получим:Substituting (7) and (8) in (6), we obtain:

Figure 00000258
Figure 00000258

Аналогично рассчитывают радиальную скорость

Figure 00000259
Similarly calculate the radial velocity
Figure 00000259

Figure 00000260
Figure 00000260

где

Figure 00000261
- декартовы координаты вектора
Figure 00000262
.Where
Figure 00000261
are the Cartesian coordinates of the vector
Figure 00000262
.

С учетом нахождения ПТ в начальной точке ПТ0 с координатами

Figure 00000263
рассчитывают радиальные скорости
Figure 00000264
и
Figure 00000265
Given the location of the point at the starting point of point 0 with coordinates
Figure 00000263
calculate radial speeds
Figure 00000264
and
Figure 00000265

Согласно уравнению (1)

Figure 00000266
и
Figure 00000267
равны:According to equation (1)
Figure 00000266
and
Figure 00000267
equal to:

Figure 00000268
Figure 00000268

Модуль вектора

Figure 00000001
скорости ПТ известен.Vector module
Figure 00000001
PT speed is known.

Используя теорему о скалярном произведении векторов, с учетом (9) имеем:Using the scalar product of vectors theorem, taking into account (9), we have:

Figure 00000269
Figure 00000269

где

Figure 00000270
- координаты вектора
Figure 00000271
скорости ПТ в декартовой геоцентрической системе координат при условии нахождении ПТ в начальной точке ПТ0.Where
Figure 00000270
- vector coordinates
Figure 00000271
speed of a point in a Cartesian geocentric coordinate system, provided that the point is at the starting point of point 0 .

На фиг. 13 представлена геоцентрическая декартова система координат, где начало координат - точка О, совпадающая с центром Земли, плоскость OXY совпадает с плоскостью экватора, ось ОХ лежит в плоскости нулевого (гринвичского) меридиана, ось OZ - направлена вдоль оси вращения Земли, ось OY дополняет систему координат до правой.In FIG. Fig. 13 shows the geocentric Cartesian coordinate system, where the origin is the point O coinciding with the center of the Earth, the OXY plane coincides with the equator plane, the OX axis lies in the plane of the zero (Greenwich) meridian, the OZ axis is directed along the Earth's rotation axis, the OY axis complements the system coordinates to the right.

Для нахождения координат

Figure 00000272
в геоцентрической декартовой системе рассмотрим сначала местную топоцентрическую декартову систему координат Z′O′Y′X′, представленную на фиг. 13, начало которой - точка О′ - совмещена с точкой ПТ0, а плоскость Z′O′Y′ совмещена с плоскостью
Figure 00000273
.To find the coordinates
Figure 00000272
in a geocentric Cartesian system, we first consider the local topocentric Cartesian coordinate system Z′O′Y′X ′ shown in FIG. 13, the beginning of which - the point O ′ - is aligned with the point PT 0 , and the plane Z′O′Y ′ is aligned with the plane
Figure 00000273
.

Очевидно, что в системе координат Z′O′Y′X′ координаты вектора

Figure 00000001
скорости ПТ будут равны:Obviously, in the coordinate system Z′O′Y′X ′ the coordinates of the vector
Figure 00000001
PT speeds will be equal to:

Figure 00000274
Figure 00000274

где

Figure 00000275
- топоцентрические декартовы координаты вектора
Figure 00000001
скорости ПТ в системе координат Z′O′YX′.Where
Figure 00000275
- topocentric Cartesian coordinates of the vector
Figure 00000001
PT speeds in the coordinate system Z′O′YX ′.

Переход от топоцентрических декартовых координат

Figure 00000276
к геоцентрическим декартовым координатам производится посредством поворота системы координат относительно осей O′Y′ и О′Х′ на углы φПТ и λПТ соответственно и смещения начала координат из точки О′ в точку О.Transition from topocentric Cartesian coordinates
Figure 00000276
to geocentric Cartesian coordinates by rotating the coordinate system relative to the axes O′Y ′ and O′X ′ by the angles φ PT and λ PT, respectively, and shifting the origin from point O ′ to point O.

Аналитическое выражение таких преобразований, с учетом (11) можно представить в матричном виде:The analytical expression of such transformations, taking into account (11), can be represented in matrix form:

Figure 00000277
Figure 00000277

Систему уравнений (2) с учетом (1) можно переписать в виде:The system of equations (2) taking into account (1) can be rewritten in the form:

Figure 00000278
Figure 00000278

В системе уравнений (12) неизвестными величинами выступают только

Figure 00000279
и
Figure 00000280
которые можно выразить следующим образом:In the system of equations (12) only
Figure 00000279
and
Figure 00000280
which can be expressed as follows:

Figure 00000281
Figure 00000281

Figure 00000282
Figure 00000282

Этап 9. Расчет текущих координат ПТ.Step 9. Calculation of the current coordinates of the PT.

При расчете и уточнении координат начальной точки ПТ0 (этапы 3…7) могут возникать ситуации, при которых имеет место геометрический фактор снижения точности, обусловленный малым углом между линиями положений L2 и L3, вследствие чего ошибка ОМП ПТ достигает 500 км, что не приемлемо для ССС.When calculating and refining the coordinates of the starting point PT 0 (steps 3 ... 7), situations may arise in which there is a geometric factor in the decrease in accuracy due to the small angle between the lines of position L 2 and L 3 , as a result of which the error of the GSS of the PT reaches 500 km, which not acceptable for CCC.

Использование параметров положения

Figure 00000283
и/или
Figure 00000284
призвано повысить точность ОМП ПТ. Схема реализации итерационного метода повышения точности ОМП ПТ представлена на фиг. 14. Сущность метода можно описать следующим алгоритмом:Using Position Parameters
Figure 00000283
and / or
Figure 00000284
Designed to improve the accuracy of weapons of mass destruction. A diagram of the implementation of the iterative method for improving the accuracy of the WMD of the PM is presented in FIG. 14. The essence of the method can be described by the following algorithm:

1) На основе рассчитанных параметров положения

Figure 00000285
и/или
Figure 00000286
(этап 8) в плоскости
Figure 00000287
определяют линии положения L3 и/или L4;1) Based on calculated position parameters
Figure 00000285
and / or
Figure 00000286
(step 8) in the plane
Figure 00000287
determining the position lines L 3 and / or L 4 ;

2) По выбранному решающему правилу, с использованием линий положения L2 и L3, а также L3 и/или L4, определяют точку 36 (см. фиг. 14), являющуюся текущей точкой ПТ (xПТ, yПТ, zПТ).2) According to the selected decision rule, using the positions of the lines L 2 and L 3, and L 3 and / or L 4 define a point 36 (see. FIG. 14), which is the current point TP (x PT, y PT, z PT ).

3) Поскольку истинные координаты ПТ, обозначенной на фиг. 14 точкой 35, то и неизвестно насколько близко текущая точка 36 с координатами (xПТ, yПТ, zПТ) к точке с истинными координатами. Однако косвенно о приближении точки с текущими координатами к точке с истинными координатами можно судить по так называемому расстоянию шага между предыдущей и текущей точками координат ПТ, оцениваемому по неравенству:3) Since the true coordinates of the PT indicated in FIG. 14, point 35, the unknown and how close the current point 36 with the coordinates (x PT, y PT, z Fr) to point to the true coordinates. However, indirectly, the approximation of a point with current coordinates to a point with true coordinates can be judged by the so-called step distance between the previous and current points of the PT coordinates, estimated by the inequality:

Figure 00000288
Figure 00000288

где ξ - предварительно заданное (этап 1) допустимое расстояние между истинными и определенными координатами ПТ.where ξ is the predefined (step 1) allowable distance between the true and certain coordinates of the PT.

4) В том случае, если неравенство (13) верно, в качестве координат ПТ0 принимают текущие координаты ПТ. Далее заново определяют параметры положения

Figure 00000289
и/или
Figure 00000290
(этап 8). На основе новых параметров положения
Figure 00000291
и/или
Figure 00000292
заново определяют соответствующие им линии положения, обозначенные на фиг. 14
Figure 00000293
и
Figure 00000294
Определяют точку 37 и проверяют неравенство (13).4) In the event that inequality (13) is true, the current coordinates of the PT are taken as the coordinates of PT 0 . Then redefine the position parameters
Figure 00000289
and / or
Figure 00000290
(step 8). Based on new position parameters
Figure 00000291
and / or
Figure 00000292
redefine their corresponding position lines indicated in FIG. fourteen
Figure 00000293
and
Figure 00000294
Point 37 is determined and inequality (13) is checked.

5) Если расстояние между точками 36 и 37 больше ξ, то есть неравенство (13) снова верно, процедуры 4-го пункта алгоритма повторяют: определяют линии положения, обозначенные на фиг. 14

Figure 00000295
и
Figure 00000296
получают координаты точки 38 и снова проверяют неравенство (13). Количество шагов (итераций), как правило, не превышает пяти.5) If the distance between points 36 and 37 is greater than ξ, that is, inequality (13) is again true, the procedures of paragraph 4 of the algorithm are repeated: the position lines indicated in FIG. fourteen
Figure 00000295
and
Figure 00000296
get the coordinates of point 38 and check inequality (13) again. The number of steps (iterations), as a rule, does not exceed five.

6) В том случае, если неравенство (13) неверно, итерационный алгоритм завершают, в качестве искомых координат ПТ принимают координаты текущей точки.6) In the event that inequality (13) is incorrect, the iterative algorithm is completed, the coordinates of the current point are taken as the required coordinates of the PT.

Рассмотрим аналитическое решение представленного алгоритма.Consider the analytical solution of the presented algorithm.

Поверхность положения, соответствующая параметру положения

Figure 00000297
, представляет собой круглый конус, схематически изображенный на фиг. 15, с вершиной О′, совпадающей с оптическим центром антенны CP1, направляющей осью Z″, совпадающей с вектором
Figure 00000298
скорости CP1 и углом вращения
Figure 00000299
который можно рассчитать по формуле:Position surface corresponding to the position parameter
Figure 00000297
is a circular cone, schematically depicted in FIG. 15, with the vertex O ′ coinciding with the optical center of the antenna CP 1 , the guiding axis Z ″ coinciding with the vector
Figure 00000298
speed CP 1 and rotation angle
Figure 00000299
which can be calculated by the formula:

Figure 00000300
Figure 00000300

На фиг. 15 представлена геоцентрическая декартова система координат ZOXY, рассматриваемая ранее, а также система координат Z′O′X′Y′, полученная параллельным переносом ZOXY в начало координат, совпадающее с оптическим центром антенны СP1.In FIG. Figure 15 shows the geocentric Cartesian coordinate system ZOXY, considered earlier, as well as the coordinate system Z′O′X′Y ′, obtained by parallel transfer of ZOXY to the origin, which coincides with the optical center of antenna CP 1 .

Уравнение круглого конуса в системе координат Z″O′X″T″ (оси О′Х″ и O′Y″ на фиг. 15 не изображены, чтобы не загромождать рисунок) имеет вид:The equation of the round cone in the coordinate system Z ″ O′X ″ T ″ (the axis O′X ″ and O′Y ″ in Fig. 15 are not shown, so as not to clutter up the picture) has the form:

Figure 00000301
Figure 00000301

где x″, y″ и z″ - координаты в системе координат Z″O″X″Y″, связаны с координатами в геоцентрической системе координат ZOXY следующим соотношением в матричной форме:where x ″, y ″ and z ″ are the coordinates in the coordinate system Z ″ O ″ X ″ Y ″, associated with the coordinates in the geocentric coordinate system ZOXY by the following relation in matrix form:

Figure 00000302
Figure 00000302

где

Figure 00000303
- угол между осью O′Z″ и осью O′Z′,
Figure 00000304
- угол между
Figure 00000305
и осью ОХ′,
Figure 00000306
- проекцией вектора
Figure 00000307
на плоскость O′X′Y′.Where
Figure 00000303
- the angle between the axis O′Z ″ and the axis O′Z ′,
Figure 00000304
- angle between
Figure 00000305
and axis OX ′,
Figure 00000306
- vector projection
Figure 00000307
to the plane O′X′Y ′.

Углы

Figure 00000308
и
Figure 00000309
рассчитывают по формулам:Angles
Figure 00000308
and
Figure 00000309
calculated by the formulas:

Figure 00000310
Figure 00000310

Figure 00000311
Figure 00000311

Уравнение круглого конуса в геоцентрической системе координат ZOXY с учетом (13) и (14) приобретает вид:The equation of the round cone in the geocentric coordinate system ZOXY, taking into account (13) and (14), takes the form:

Figure 00000312
Figure 00000312

Аналогично, уравнение круглого конуса в геоцентрической системе координат ZOXY, соответствующее параметру положения

Figure 00000313
, имеет вид:Similarly, the circular cone equation in the geocentric coordinate system ZOXY, corresponding to the position parameter
Figure 00000313
has the form:

Figure 00000314
Figure 00000314

где угловые величины

Figure 00000315
рассчитывают по формулам:where are the angular values
Figure 00000315
calculated by the formulas:

Figure 00000316
Figure 00000316

Figure 00000317
Figure 00000317

Figure 00000318
Figure 00000318

Реализация рассматриваемого алгоритма итерационного метода повышения точности ОМП ПТ в аналитическом виде сводится к добавлению в систему уравнений (5) уравнения (15) и/или уравнения (16) и решению полученной системы. В новой системе уравнений в первом выражении заменяют значение среднего радиуса Земли

Figure 00000319
на радиус Земли
Figure 00000320
в точке ПТ, который был рассчитан на этапе 7.The implementation of the considered algorithm of the iterative method for increasing the accuracy of the WMD of the FS in the analytical form reduces to adding equations (15) and / or equations (16) to the system of equations (5) and solving the resulting system. In the new system of equations in the first expression, the value of the average radius of the Earth is replaced
Figure 00000319
on the radius of the earth
Figure 00000320
at the point PT, which was calculated in step 7.

Полученная таким образом система уравнений будет состоять из четырех либо из пяти уравнений и будет включать три неизвестные хПТ, yПТ, zПТ. Вычисление корней таких уравнений возможно с использованием широко известных численных методов, например, с использованием метода наименьших квадратов. Решением системы уравнений будут координаты ПТ в декартовой геоцентрической системе.The system of equations obtained in this way will consist of four or five equations and will include three unknowns x PT , y PT , z PT . The calculation of the roots of such equations is possible using well-known numerical methods, for example, using the least squares method. The solution to the system of equations will be the coordinates of the PT in the Cartesian geocentric system.

Этап 10. Расстояние между точками ПТ0 и ПТ больше ξ?Step 10. The distance between the points PT 0 and PT greater than ξ?

Сущность данного этапа раскрыта при пояснении 3-го пункта итерационного метода повышения точности ОМП ПТ этапа 9.The essence of this stage is disclosed when explaining the third point of the iterative method of increasing the accuracy of the WMD of the stage 9.

Этап 11. В качестве координат ПТ0 принимают координаты ПТ.Step 11. As the coordinates of PT 0 take the coordinates of the PT.

Сущность данного этапа раскрыта при пояснении 6-го пункта итерационного метода повышения точности ОМП ПТ этапа 9.The essence of this stage is disclosed when explaining the 6th point of the iterative method for increasing the accuracy of the WMD of stage 9.

Этап 12. Вывод результатов.Step 12. Output the results.

В качестве результатов рассмотренного алгоритма выступают декартовые координаты ПТ (хПТ, yПТ, zПТ), из которых вычисляют полярные координаты - геоцентрическая широта и геоцентрическая долгота по формулам:The Cartesian coordinates of the PT (x PT , y PT , z PT ) are the results of the considered algorithm, from which the polar coordinates are calculated - geocentric latitude and geocentric longitude according to the formulas:

Figure 00000321
Figure 00000321

Figure 00000322
Figure 00000322

Имитационное моделирование заявленного способа ОМП ПТ с использованием двух CP показало повышение точности определения координат ПТ при изменении скорости его перемещения на 20…50% (в зависимости от величины вектора скорости ПТ), за счет более точного определения частотных сдвигов сигналов системы без существенного усложнения аппаратуры ПТ и УМС, его реализующего.Simulation of the claimed method of the OMP PT using two CPs showed an increase in the accuracy of determining the coordinates of the PT when changing the speed of its movement by 20 ... 50% (depending on the magnitude of the velocity vector of the PT), due to a more accurate determination of the frequency shifts of the system signals without significant complication of the PT equipment and UMS implementing it.

Claims (1)

Способ определения местоположения (ОМП) пользовательского терминала (ПТ) с использованием двух спутников-ретрансляторов (CP) CP1, СР2 и узла межсетевого сопряжения (УМС), заключающийся в том, что на основе измерений временных задержек и частотных сдвигов между переданными и принятыми тестовыми сигналами системы, с учетом известных координат CP1, СР2, векторов их скоростей
Figure 00000323
,
Figure 00000324
, координат УМС и предварительно заданных частотных сдвигов
Figure 00000325
,
Figure 00000326
рабочих частот CP1, СР2, определяют расстояние
Figure 00000327
между первым CP1 и ПТ, определяют расстояние
Figure 00000328
между вторым СР2 и ПТ, определяют, по меньшей мере, один из параметров: радиальную скорость
Figure 00000329
перемещения первого CP1 относительно ПТ, и/или радиальную скорость
Figure 00000330
перемещения второго СР2 относительно ПТ, после чего вычисляют широту φПТ и долготу λПТ пользовательского терминала, отличающийся тем, что для вычисления широты φПТ и долготы λПТ пользовательского терминала дополнительно измеряют модуль
Figure 00000331
, азимут αПТ вектора скорости пользовательского терминала и его высоту hПТ относительно земной поверхности, вычисляют в УМС доплеровские сдвиги частот
Figure 00000332
и
Figure 00000333
первого и второго узкополосных тестовых сигналов, обусловленные радиальными скоростями ПТ относительно CP1 и СР2, для чего предварительно определяют вероятные местоположения ПТ с учетом известных координат CP1, СР2 и определенных параметров
Figure 00000334
и
Figure 00000335
, а при определении по меньшей мере одного из параметров:
Figure 00000336
и/или
Figure 00000337
учитывают дополнительно доплеровские сдвиги частот
Figure 00000338
и
Figure 00000339
, причем для определения параметра
Figure 00000340
в ПТ измеряют частоту
Figure 00000341
первого узкополосного тестового сигнала излученного УМС на частоте
Figure 00000342
и ретранслированного через CP1 с частотой сдвига сигнала
Figure 00000343
, передают результат измерения в УМС, определяют доплеровский сдвиг частоты
Figure 00000344
первого сигнала, обусловленного радиальной скоростью CP1 относительно УМС, определяют доплеровский сдвиг частоты
Figure 00000345
первого сигнала, обусловленного радиальной скоростью ПТ относительно CP1, затем вычисляют параметр
Figure 00000346
, кроме того, для определения параметра
Figure 00000347
в ПТ измеряют частоту
Figure 00000348
второго узкополосного тестового сигнала, излученного УМС на частоте
Figure 00000349
и ретранслированного через СР2 с частотой сдвига сигнала
Figure 00000350
, передают результат измерения в УМС, определяют доплеровский сдвиг частоты
Figure 00000351
второго сигнала, обусловленного радиальной скоростью СР2 относительно УМС, определяют доплеровский сдвиг частоты
Figure 00000352
второго сигнала, обусловленного радиальной скоростью ПТ относительно СР2, затем вычисляют параметр
Figure 00000353
.
The method for determining the location (OMP) of a user terminal (PT) using two satellite transponders (CP) CP 1 , CP 2 and a gateway node (UMC), which is based on measurements of time delays and frequency shifts between transmitted and received test signals of the system, taking into account the known coordinates CP 1 , CP 2 , their velocity vectors
Figure 00000323
,
Figure 00000324
, UMS coordinates and predefined frequency shifts
Figure 00000325
,
Figure 00000326
operating frequencies CP 1 , CP 2 , determine the distance
Figure 00000327
between the first CP 1 and PT, determine the distance
Figure 00000328
between the second SR 2 and PT, determine at least one of the parameters: radial velocity
Figure 00000329
the movement of the first CP 1 relative to the PT, and / or radial velocity
Figure 00000330
the movement of the second CP 2 relative to the PT, after which the latitude φ PT and the longitude λ PT of the user terminal are calculated, characterized in that to calculate the latitude φ FR and the longitude λ PT of the user terminal, the module is additionally measured
Figure 00000331
, azimuth α PT of the user terminal velocity vector and its height h PT relative to the earth’s surface, the Doppler frequency shifts are calculated in the UMC
Figure 00000332
and
Figure 00000333
the first and second narrow-band test signals due to the radial speeds of the PT relative to CP 1 and CP 2 , for which the probable locations of the PT are preliminarily determined taking into account the known coordinates of CP 1 , CP 2 and certain parameters
Figure 00000334
and
Figure 00000335
, and when determining at least one of the parameters:
Figure 00000336
and / or
Figure 00000337
additionally take into account Doppler frequency shifts
Figure 00000338
and
Figure 00000339
, moreover, to determine the parameter
Figure 00000340
in PT measure the frequency
Figure 00000341
first narrow-band test signal emitted by the UMC at a frequency
Figure 00000342
and relayed through CP 1 with a signal shift frequency
Figure 00000343
transmit the measurement result to the UMC, determine the Doppler frequency shift
Figure 00000344
first signal due to the radial velocity CP 1 relative YMC determine Doppler frequency shift
Figure 00000345
the first signal due to the radial velocity of the PT relative to CP 1 , then calculate the parameter
Figure 00000346
, in addition, to determine the parameter
Figure 00000347
in PT measure the frequency
Figure 00000348
the second narrowband test signal emitted by the UMC at a frequency
Figure 00000349
and relayed through CP 2 with a signal shift frequency
Figure 00000350
transmit the measurement result to the UMC, determine the Doppler frequency shift
Figure 00000351
the second signal due to the radial speed of SR 2 relative to the UMC, determine the Doppler frequency shift
Figure 00000352
the second signal due to the radial velocity of the PT relative to SR 2 , then calculate the parameter
Figure 00000353
.
RU2015139916/07A 2015-09-18 2015-09-18 Method of user terminal locating using two relay satellites RU2605457C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015139916/07A RU2605457C1 (en) 2015-09-18 2015-09-18 Method of user terminal locating using two relay satellites

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015139916/07A RU2605457C1 (en) 2015-09-18 2015-09-18 Method of user terminal locating using two relay satellites

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2605457C1 true RU2605457C1 (en) 2016-12-20

Family

ID=58697441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015139916/07A RU2605457C1 (en) 2015-09-18 2015-09-18 Method of user terminal locating using two relay satellites

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2605457C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653866C1 (en) * 2017-07-25 2018-05-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Главный радиочастотный центр" (ФГУП "ГРЧЦ") Method of determining the location of satellite earth station
RU2670976C1 (en) * 2017-08-01 2018-10-26 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method for determining location of radio source with periodic structure of signal and rotating directed antenna
RU2679890C1 (en) * 2017-10-06 2019-02-14 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method for determining location of user terminal by means of a satellite-repeater in a low near-earth orbit

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2172495C1 (en) * 2000-05-06 2001-08-20 Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского Method for determination of location of satellite communication ground station according to retransmitted signal
US6664923B1 (en) * 2002-09-24 2003-12-16 Novatel, Inc. Position and velocity Kalman filter for use with global navigation satelite system receivers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2172495C1 (en) * 2000-05-06 2001-08-20 Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского Method for determination of location of satellite communication ground station according to retransmitted signal
US6664923B1 (en) * 2002-09-24 2003-12-16 Novatel, Inc. Position and velocity Kalman filter for use with global navigation satelite system receivers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653866C1 (en) * 2017-07-25 2018-05-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Главный радиочастотный центр" (ФГУП "ГРЧЦ") Method of determining the location of satellite earth station
RU2670976C1 (en) * 2017-08-01 2018-10-26 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method for determining location of radio source with periodic structure of signal and rotating directed antenna
RU2679890C1 (en) * 2017-10-06 2019-02-14 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method for determining location of user terminal by means of a satellite-repeater in a low near-earth orbit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090212995A1 (en) Distributed iterative multimodal sensor fusion method for improved collaborative localization and navigation
Zampella et al. Robust indoor positioning fusing PDR and RF technologies: The RFID and UWB case
RU2708883C1 (en) Method of determining orbit parameters of an artificial earth satellite using receiving-transmitting supporting reference stations
US11821997B2 (en) Techniques for determining geolocations
RU2540323C1 (en) Method of determining modulus of velocity of ballistic target in ground-based radar station
US10444371B2 (en) Interference geolocation using a satellite constellation
US9612340B1 (en) Systems, methods, devices and subassemblies for creating and delivering crowd-sourced GNSS models
RU2605457C1 (en) Method of user terminal locating using two relay satellites
US11086019B2 (en) Atomic clock base navigation system for on-the-move radar, obfuscation, sensing, and ad-hoc third party localization
RU2613369C1 (en) Method of aircraft navigation using high-precision single-phase direction finder and address-respond packet digital radio link in decameter waves range
US9395447B2 (en) Orientation measurements for drift correction
Leonardi et al. Autonomous lunar satellite navigation system: Preliminary performance assessment on south pole
RU2450284C2 (en) Method of determining location of vsat station in satellite network
RU2286584C2 (en) Method for independent instantaneous determination by users of co-ordinates of location, velocity vector components, angular orientation in space and phase of carrier phase of radio signals of ground radio beacons retransmitted by satellites
US20200278452A1 (en) System and method for synthetic aperture based position, navigation, and timing
Cheung et al. Differencing Methods for 3D Positioning of Spacecraft
RU2580827C1 (en) Method for angular orientation of object
Al Aziz Navigation for UAVs using signals of opportunity
Dianetti et al. Spacecraft proximity operations using ultra-wideband communication devices
Barnes An Analysis of Radio-Frequency Geolocation Techniques for Satellite Systems Design
Mikrin et al. Determining the attitude of the advanced crew transportation spacecraft federatsiya from measurements of global navigation satellite systems
RU2729339C1 (en) Method for determination of spacecraft orbit
RU2287169C2 (en) Method for radio monitoring
Jiang et al. On-the-fly indoor positioning and attitude determination using terrestrial ranging signals
US20240061097A1 (en) Positioning system, method and computer program product utilizing inputs from geostationary communication satellites

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170919