RU2619200C1 - System of remote control for transportating high-tech construction modules - Google Patents
System of remote control for transportating high-tech construction modules Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619200C1 RU2619200C1 RU2016110344A RU2016110344A RU2619200C1 RU 2619200 C1 RU2619200 C1 RU 2619200C1 RU 2016110344 A RU2016110344 A RU 2016110344A RU 2016110344 A RU2016110344 A RU 2016110344A RU 2619200 C1 RU2619200 C1 RU 2619200C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- low
- pass filter
- multiplier
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
- G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
Abstract
Description
Изобретение относится к области технических средств контроля и регистрации рейсов автотранспорта и может быть использовано при перевозке высокотехнологичных строительных модулей (блоков) трейлерами и специальными машинами.The invention relates to the field of technical means of control and registration of motor vehicle flights and can be used for transportation of high-tech building modules (blocks) by trailers and special vehicles.
Известны системы и устройства для учета перевозимого груза автосамосвалами, автотягачами, мусоровозами и т.п. (авт. св. СССР №№215536, 477330, 498636, 696508, 769581, 830447, 1123041; патенты РФ №№2184992, 2243592; Храмцов Ю.В., Фигурнов Н.В., Шур О.З. Современные методы получения и обработки экспериментальных данных при испытаниях автомобилей. НИИ автопром. М., 1975 и другие).Known systems and devices for accounting for transported cargo dump trucks, truck tractors, garbage trucks, etc. (ed. St. USSR No. 215536, 477330, 498636, 696508, 769581, 830447, 1123041; RF patents No. 2184992, 2243592; Khramtsov Yu.V., Figurnov N.V., Shur O.Z. Modern production methods and processing of experimental data during automobile tests. Research Institute of Automotive Industry. M., 1975 and others).
Из известных систем и устройств наиболее близкой к предлагаемой является «Система дистанционного контроля за транспортировкой строительных грузов» (патент РФ №2243592, G07C 5/08, опубл. 27.12.2004). Система по прототипу обеспечивает учет рейсов, расхода топлива и пройденного пути трейлерами, а также определение их местоположения. При этом для обмена информацией между контролируемыми трейлерами и пунктом контроля используются радиоканалы, использующие две частоты ω1, ω2 и сложные сигналы с фазовой манипуляцией. Однако система по прототипу не позволяет подавлять узкополосные помехи, принимаемые в полосе пропускания приемников.Of the known systems and devices closest to the proposed one is the "Remote control system for the transportation of construction cargo" (RF patent No. 2243592,
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности обмена дискретной информацией между контролируемыми трейлерами и пунктом контроля с использованием дуплексной радиосвязи путем подавления узкополосных помех, принимаемых в полосе пропускания приемников.The technical task of the invention is to increase the noise immunity and reliability of the exchange of discrete information between controlled trailers and a control point using duplex radio communications by suppressing narrow-band interference received in the passband of receivers.
Поставленная задача решается тем, что система дистанционного контроля за транспортировкой высокотехнологичных строительных модулей, содержащая на каждом контролируемом трейлере последовательно включенные датчик давления, элемент И, второй вход которого соединен с выходом датчика положения кузова, блок кодирования, второй и третий входы которого соединены с выходами датчиков расхода топлива и пройденного пути соответственно, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, усилитель мощности, дуплексер, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, первый узкополосный фильтр, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом дуплексера, и первый фильтр нижних частот, последовательно включенные приемную антенну, приемник GPS-сигналов и микропроцессор для выполнения навигационных расчетов, выход которого соединен с четвертым входом блока кодирования, а на пункте контроля последовательно включенные приемную антенну, приемник GPS-сигналов, вычислительную машину для выполнения навигационных расчетов, блок кодирования, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, усилитель мощности, дуплексер, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, усилитель высокой частоты, смеситель, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока поиска, усилитель промежуточной частоты, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, первый узкополосный фильтр, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и первый фильтр нижних частот, последовательно подключенные к выходу усилителя промежуточной частоты амплитудный детектор, ключ, второй вход которого соединен со вторым выходом гетеродина, частотомер и дополнительный блок регистрации, второй, третий и четвертый входы которого соединены непосредственно и через счетчик расхода топлива и счетчик пройденного пути с соответствующими выходами дешифратора, пятый вход дополнительного блока регистрации соединен с выходом блока кодирования, при этом к выходам дешифратора подключены по числу контролируемых объектов исполнительные блоки, каждый из которых состоит из последовательно подключенных к выходу дешифратора элемента запрета, блока регистрации и формирователь длительности импульсов, выход которого соединен с запрещающим входом элемента запрета, отличается от ближайшего аналога тем, что каждый контролируемый трейлер снабжен третьим и четвертым перемножителями, вторым узкополосным фильтром, вторым фильтром низких частот, двумя фазоинверторами и блоком вычитания, причем к выходу дуплексера последовательно подключены третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго фазоинвертора, второй узкополосный фильтр, первый фазоинвертор, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом дуплексера, второй фильтр нижних частот и второй фазоинвертор, к выходу первого фильтра нижних частот подключен блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, а выход подключен ко второму выходу микропроцессора для выполнения навигационных расчетов, а пункт контроля снабжен третьим и четвертым перемножителями, вторым узкополосным фильтром, вторым фильтром низких частот, двумя фазоинверторами и блоком вычитания, причем к выходу усилителя промежуточной частоты последовательно подключены третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго фазоинвертора, второй узкополосный фильтр, первый фазоинвертор, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, второй фильтр нижних частот и второй фазоинвертор, к выходу первого фильтра нижних частот подключен блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, а выход подключен к входу дешифратора.The problem is solved in that a remote control system for the transportation of high-tech building modules, containing on each controlled trailer a series-connected pressure sensor, an element And, the second input of which is connected to the output of the body position sensor, a coding unit, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the sensors fuel consumption and the distance traveled, respectively, a phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the high-frequency generator, a power amplifier, a duplexer, the input-output of which is connected to the transceiver antenna, the first multiplier, the second input of which is connected to the output of the first low-pass filter, the first narrow-band filter, the second multiplier, the second input of which is connected to the output of the duplexer, and the first low-pass filter, connected in series to the receiving antenna , a GPS signal receiver and a microprocessor for performing navigation calculations, the output of which is connected to the fourth input of the coding unit, and at the control point, a receiving ante is connected in series nnu, a GPS signal receiver, a computer for performing navigation calculations, a coding unit, a phase manipulator, the second input of which is connected to the output of a high-frequency generator, a power amplifier, a duplexer, the input-output of which is connected to a transceiver antenna, a high-frequency amplifier, a mixer, the second input of which is connected through the local oscillator to the output of the search unit, an intermediate frequency amplifier, a first multiplier, the second input of which is connected to the output of the first low-pass filter, the first narrow-band filter tr, the second multiplier, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, and the first low-pass filter, connected in series to the output of the intermediate frequency amplifier, an amplitude detector, a key, the second input of which is connected to the second output of the local oscillator, a frequency meter and an additional recording unit, the second, the third and fourth inputs of which are connected directly and through the fuel consumption meter and the distance traveled counter with the corresponding outputs of the decoder, the fifth input of the additional unit itration is connected to the output of the coding unit, while the output blocks, according to the number of monitored objects, are connected to the outputs of the decoder, each of which consists of a ban element, a registration unit, and a pulse duration shaper whose output is connected to the inhibit input of the ban element from the closest analogue in that each controlled trailer is equipped with a third and fourth multiplier, a second narrow-band filter, a second low-pass filter from, by two phase inverters and a subtraction unit, moreover, a third multiplier is connected in series to the output of the duplexer, the second input of which is connected to the output of the second phase inverter, the second narrow-band filter, the first phase inverter, the fourth multiplier, the second input of which is connected to the output of the duplexer, the second low-pass filter and the second phase inverter, a subtraction unit is connected to the output of the first low-pass filter, the second input of which is connected to the output of the second low-pass filter, and the output is connected to the second micro output a processor for performing navigation calculations, and the control point is equipped with a third and fourth multipliers, a second narrow-band filter, a second low-pass filter, two phase inverters and a subtraction unit, with a third multiplier connected in series to the output of the intermediate frequency amplifier, the second input of which is connected to the output of the second phase inverter, the second narrow-band filter, the first phase inverter, the fourth multiplier, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, the second filter a low-pass and a second bass reflex, a subtraction unit is connected to the output of the first low-pass filter, the second input of which is connected to the output of the second low-pass filter, and the output is connected to the input of the decoder.
Структурная схема бортового оборудования системы, устанавливаемого на каждом трейлере, представлена на фиг. 1. Структурная схема стационарного оборудования системы, устанавливаемого на пункте контроля, представлена на фиг. 2.The structural diagram of the on-board equipment of the system installed on each trailer is shown in FIG. 1. The block diagram of the stationary equipment of the system installed at the control point is shown in FIG. 2.
Система содержит на каждом контролируемом объекте последовательно включенные датчик 1 давления, элемент И 3, второй вход которого соединен с выходом датчика 2 положения кузова, блок 4 кодирования, второй и третий входы которого соединены с выходами датчика 11 расхода топлива и датчика 12 пройденного пути соответственно, фазовый манипулятор 14, второй вход которого соединен с выходом генератора 13 высокой частоты, усилитель 15 мощности, дуплексер 36, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 16, первый перемножитель 37, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра 40 нижних частот, первый узкополосный фильтр 39, второй перемножитель 38, второй вход которого соединен с выходом дуплексера 36, первый фильтр 40 нижних частот и блок 59 вычитания. К выходу дуплексера 36 последовательно подключены третий перемножитель 53, второй вход которого соединен с выходом второго фазоинвертора 58, второй узкополосный фильтр 55, первый фазоинвертор 57, четвертый перемножитель 54, второй вход которого соединен с выходом дуплексера 36, второй фильтр 56 нижних частот и второй фазоинвертор 58. Второй вход блока 59 вычитания соединен с выходом второго фильтра 56 нижних частот. К выходу приемной антенны 33 последовательно подключены приемник 34 GPS-сигналов и микропроцессор 35 для выполнения навигационных расчетов, второй вход которого соединен с выходом блока 59 вычитания, а выход подключен к четвертому входу блока 4 кодирования. Генератор 13 высокой частоты, фазовый манипулятор 14 и усилитель 15 мощности образуют передатчик 5. Первый 37 и второй 38 перемножители, первый узкополосный фильтр 39 и первый фильтр 40 нижних частот образуют первый демодулятор 51 сложных ФМН-сигналов. Третий 53 и четвертый 54 перемножители, второй узкополосный фильтр 55, второй фильтр 56 нижних частот, первый 57 и второй 58 фазоинверторы образуют второй демодулятор 52 сложных ФМН-сигналов.The system contains at each controlled object a
Система содержит на пунктах контроля последовательно включенные приемную антенну 17, приемник 42 GPS-сигналов, вычислительную машину 43, блок 44 кодирования, фазовый манипулятор 47, второй вход которого соединен с выходом генератора 46 высокой частоты, усилитель 48 мощности, дуплексер 49, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 41, усилитель 18 высокой частоты, смеситель 21, второй вход которого через гетеродин 20 соединен с выходом блока 19 поиска, усилитель 22 промежуточной частоты, первый перемножитель 24, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра 27 нижних частот, первый узкополосный фильтр 26, второй перемножитель 25, второй вход которого соединен с выходом усилителя 22 промежуточной частоты, первый фильтр 27 нижних частот и блок 68 вычитания. К выходу усилителя 22 промежуточной частоты последовательно подключены третий перемножитель 62, второй вход которого соединен с выходом второго фазоинвертора 67, второй узкополосный фильтр 64, первый фазоинвертор 66, четвертый перемножитель 63, второй вход которого соединен с выходом усилителя 22 промежуточной частоты, второй фильтр 65 нижних частот и второй фазоинвертор 67. Второй вход блока 68 вычитания соединен с выходом второго фильтра 65 нижних частот, а выход подключен к входу дешифратора 7, к выходам которого подключены по числу контролируемых объектов исполнительные блоки, каждый из которых состоит из последовательно подключенных к выходу дешифратора 7 элемента 9 запрета, блока 8 регистрации и формирователя 10 длительности импульсов, выход которого соединен с запрещающим входом элемента 9 запрета. При этом к выходу усилителя 22 промежуточной частоты последовательно подключены амплитудный детектор 23, ключ 28, второй вход которого соединен со вторым выходом гетеродина 20, частотомер 29 и дополнительный блок 32 регистрации, второй, третий и четвертый входы которого соединены непосредственно и через счетчик 30 расхода топлива и счетчик 31 пройденного пути с соответствующими выходами дешифратора 7.The system contains at control points a
Пятый вход дополнительного блока 32 регистрации соединен с выходом блока 44 кодирования. Первый 24 и второй 25 перемножители, первый узкополосный фильтр 26 и первый фильтр 27 нижних частот образуют первый демодулятор 60 сложных ФМН-сигналов. Третий 62 и четвертый 63 перемножители, второй узкополосный фильтр 64, второй фильтр 65 нижних частот, первый 66 и второй 67 фазоинверторы образуют второй демодулятор 61 сложных ФМН-сигналов. Усилитель 18 высокой частоты, блок 19 поиска, гетеродин 20, смеситель 21, усилитель 22 промежуточной частоты, первый 60 и второй 61 демодуляторы сложных ФМН-сигналов образуют панорамный приемник 6. Генератор 46 высокой частоты, фазовый манипулятор 47 и усилитель 48 мощности образуют передатчик 45. Приемные антенны 33 и 17 контролируемых трейлеров и пункта контроля через каналы радиосвязи соединены с передающими антеннами спутников 50.i (i=1, 2, …, 24) навигационной системы «Навстар» или «Глонасс». Приемопередающие антенны 16 контролируемых объектов через каналы дуплексной радиосвязи соединены с приемопередающей антенной 41 пункта контроля.The fifth input of the
Система дистанционного контроля за транспортировкой высокотехнологичных строительных модулей работает следующим образом.The remote control system for the transportation of high-tech building modules works as follows.
При подъеме кузова с высокотехнологичными строительными модулями давление в масляной магистрали подъема кузова увеличивается, датчик 1 давления выдает сигнал на элемент И 3. Последний выдает сигнал только тогда, когда на него поступает также сигнал от датчика 2 положения кузова, который выдает сигнал лишь при поднятом в верхнее положение кузове. При наличии двух сигналов от датчика 1 давления и датчика 2 положения кузова элемент И 3 выдает сигнал на первый вход блока 4 кодирования.When lifting a body with high-tech building modules, the pressure in the oil line of the body lifting increases, the
При движении трейлера сигналы от датчика 11 расхода топлива и датчика 12 пройденного пути в виде серии импульсов также поступают на второй и третий входы блока 4 кодирования соответственно.When the trailer is moving, the signals from the
Предлагаемая система использует сигналы навигационной системы «Навстар» («Глонасс») для определения местоположения контролируемых трейлеров.The proposed system uses the signals of the Navstar navigation system (Glonass) to determine the location of controlled trailers.
Глобальная навигационная система «Навстар» («Глонасс») предназначена для передачи навигационных сигналов, которые могут приниматься одновременно во всех регионах мира. В состав данной системы входят космический сегмент, состоящий из 24 КА 50.i (i=1, 2, …, 24), сеть наземных станций наблюдения за их работой и пользовательский сегмент (навигационные приемники GPS-сигналов).The global navigation system Navstar (Glonass) is designed to transmit navigation signals that can be received simultaneously in all regions of the world. The structure of this system includes the space segment, consisting of 24 SC 50.i (i = 1, 2, ..., 24), a network of ground-based stations for monitoring their operation, and the user segment (navigation receivers of GPS signals).
Передатчики, установленные на спутниках навигационной системы «Навстар», излучают сигнал с фазовой манипуляцией (ФМН).The transmitters installed on the satellites of the Navstar navigation system emit a phase-shift keyed signal (PSK).
uc(t)=Uc⋅cos[ωct+ϕk(t)+ϕc], 0≤t≤Тс,u c (t) = U c ⋅cos [ω c t + ϕ k (t) + ϕ c ], 0≤t≤T s ,
где Uc, ωс, ϕс, Тс - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала;where U c , ω s , ϕ s , T s - amplitude, carrier frequency, initial phase and signal duration;
ϕk(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем ϕk(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2, …, n-1):ϕ k (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the modulating code M (t), and ϕ k (t) = const for kτ e <t <(k + 1) τ e and can change abruptly at t = kτ e , i.e. at the borders between elementary premises (k = 1, 2, ..., n-1):
τэ, n - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тс(Тс=nτэ).τ e , n is the duration and number of chips that make up a signal of duration T s (T s = nτ e ).
В качестве модулирующего кода M(t) используется псевдослучайная последовательность длительностью в 1023 символа (код С/А).As the modulating code M (t), a pseudo-random sequence of 1023 characters in length (C / A code) is used.
Указанный сигнал принимается навигационными приемниками 34 и 42 контролируемых трейлеров и пункта контроля. Приемник 34 GPS-сигналов последовательно захватывает с помощью приемной антенны 33 и обрабатывает ФМН-сигналы каждого спутника 50.i (i=1, 2, …, 24) из выбранного созвездия. При этом приемник 34 попеременно использует два основных режима работы: режим приема информации и навигационный режим.The specified signal is received by the
В режиме приема информации принимаются данные эфемерид и поправок времени, необходимые для навигационного режима, и производятся более редкие (через одну минуту) навигационные измерения. В навигационном режиме каждую секунду уточняется местоположение трейлера и выдаются основные навигационные данные.In the information reception mode, data of the ephemeris and time corrections necessary for the navigation mode are received, and more rare (after one minute) navigation measurements are made. In navigation mode, the location of the trailer is updated every second and the basic navigation data is displayed.
Микропроцессор 35, входящий в состав бортового комплекса трейлера, выполняет две функции: обслуживает приемник и производит навигационные расчеты. Первая заключается в выборе рабочего созвездия спутников, вычислении данных целеуказания, хранении оценок фазы кода и несущей, синхронизации по видам, кадрам и управлении работой приемника, например, переключением из режима приема информации в навигационный режим и обратно.The
Вторая функция микропроцессора 35 состоит в расчете эфемерид, определении координат местоположения трейлера. Кроме того, микропроцессор 35 производит выбор рабочего созвездия из четырех спутников и рассчитывает доплеровский сдвиг частоты ФМН-сигнала каждого спутника. Далее приемник 34 последовательно осуществляет поиск и захват сигналов спутников, работая с ними по одной минуте (всего 4 минуты на созвездие).The second function of the
Приемник 34 работает в навигационном режиме до тех пор, пока геометрия расположения спутников остается удовлетворительной или пока не устарели эфемериды. Для обновления эфемерид навигационный режим прерывается и приемник 34 вводится в повторный режим приема информации. При этом соблюдается та же последовательность операций, как и в начальном режиме. Такой порядок чередования режимов происходит автоматически на протяжении всего времени движения трейлера.The
Для определения двух координат местоположения (широта и долгота) трейлера необходимы измерения от трех спутников. В данном приемнике информация от четвертого «лишнего» спутника может оказаться необходимой во время различных маневров трейлера, когда возможно затенение сигналов одного или более спутников.To determine the two coordinates of the location (latitude and longitude) of the trailer, measurements from three satellites are required. In this receiver, information from the fourth "extra" satellite may be necessary during various maneuvers of the trailer, when it is possible to obscure the signals of one or more satellites.
Информация о местоположении трейлера из микропроцессора 35 поступает на четвертый вход блока 4 кодирования. Блок 4 кодирования формирует модулирующий код M1(t), в котором «зашита» информация о номерном знаке трейлера, количестве подъема кузова с высокотехнологичными строительными модулями, расходе топлива, пройденном пути и местоположении трейлера. Модулирующий код M1(t) содержит N1 элементарных посылок длительностью τэ. При этом первые n элементарных посылок несут в цифровом виде информацию о номерном знаке трейлера, m элементарных посылок отводятся количеству подъема кузова со строительным грузом, l элементарных посылок сообщает о расходе топлива, z элементарных посылок отражают пройденный путь и q элементарных посылок несут информацию о местоположении трейлера (N1=n+m+l+z+q).Information about the location of the trailer from the
Модулирующий код M1(t) с выхода блока 4 кодирования поступает на первый вход фазового манипулятора 14, на второй вход которого подается гармоническое колебание с выхода генератора 13The modulating code M 1 (t) from the output of the
u1(t)=U1⋅cos[ω1t+ϕ1], 0≤t≤Т1,u 1 (t) = U 1 ⋅cos [ω 1 t + ϕ 1 ], 0≤t≤T 1 ,
где U1, ωl, ϕс1, Т1 - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность гармонического колебания.where U 1 , ω l , ϕ c1 , T 1 - amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of harmonic oscillation.
На выходе фазового манипулятора 14 образуется ФМН-сигналAt the output of the
, 0≤t≤Т1, , 0≤t≤T 1 ,
который после усиления в усилителе мощности 15 через дуплексер 36 поступает в приемопередающую антенну 16 и излучается ею в эфир.which after amplification in the
Следует отметить, что каждому трейлеру присущ свой модулирующий код Mi(t) и несущая частота ωi (i=1, 2, …, S), где S - количество контролируемых трейлеров.It should be noted that each trailer has its own modulating code M i (t) and carrier frequency ω i (i = 1, 2, ..., S), where S is the number of controlled trailers.
На пункте контроля поиск ФМН-сигналов, принадлежащих различным трейлерам, осуществляется с помощью панорамного приемника 6. Для этого блок 19 поиска периодически с периодом Тп по пилообразному закону изменяет частоту ωг гетеродина 20.At the control point, the search for FMN signals belonging to different trailers is carried out using a
Принимаемый ФМН-сигнал U2(t) с выхода приемопередающей антенны 41 через дуплексер 49 и усилитель 18 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 21, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 20The received FMN signal U 2 (t) from the output of the
uг(t)=Uг⋅cos[ωгt+πγt2+ϕг], 0≤t≤Тп,u g (t) = U g ⋅cos [ω g t + πγt 2 + ϕ g ], 0≤t≤T p ,
где Uг, ωг, ϕг, Тп - амплитуда, начальная частота, начальная фаза и период повторения напряжения гетеродина;where U g , ω g , ϕ g , T p - amplitude, initial frequency, initial phase and the repetition period of the local oscillator voltage;
- скорость изменения частоты гетеродина (скорость просмотра заданного диапазона частот ). - rate of change of the local oscillator frequency (speed of viewing a given frequency range )
На выходе смесителя 21 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 22 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частотыAt the output of the
, 0≤t≤Т1, , 0≤t≤T 1 ,
где:Where:
; ;
ωпр=ω1-ωг - промежуточная частота;ω CR = ω 1 -ω g is the intermediate frequency;
ϕпр=ϕ1-ϕг,ϕ ol = ϕ 1 -ϕ g ,
которое поступает на первые входы перемножителей 24, 25, 62 и 63. На вторые входы перемножителей 25 и 63 с выходов узкополосного фильтра 26 и первого фазоинвертора 66 подаются опорные напряжения соответственно:which is supplied to the first inputs of the
uo1(t)=Uo⋅cos[wпрt-πγt2+ϕпр],u o1 (t) = U o ⋅cos [w pr t-πγt 2 + ϕ pr ],
uo2(t)=-Uo⋅cos[ωпрt-πγt2+ϕпр], 0≤t≤T1.u o2 (t) = - U o ⋅cos [ω pr t-πγt 2 + ϕ pr ], 0≤t≤T 1 .
В результате перемножения указанных сигналов образуются результирующие колебания:As a result of the multiplication of these signals, the resulting oscillations are formed:
, ,
, ,
где .Where .
Аналоги модулирующего кода:Analogs of the modulating code:
, ,
, ,
выделяются фильтрами 27 и 65 нижних частот соответственно и подаются на два входа блока 68 вычитания. Вычитая одно из другого указанные напряжения с учетом их противоположной полярности, на выходе блока 68 вычитания образуется удвоенное (суммарное) низкочастотное напряжениеare allocated by the low-
, ,
где Uнз=2Uз,where U ns = 2U s ,
т.е. получается сложение по абсолютной величине напряжений uн1(t) и uн2(t). При этом амплитудные аддитивные помехи проходят через два демодулятора 60 и 61 одинаково, изменяя амплитуды выходные продетектированных напряжений в одну и ту же сторону. Но в блоке 68 вычитания они вычитаются, оставаясь однополярными, т.е. подавляются, взаимно компенсируются.those. it turns out the addition in absolute value of the stresses u н1 (t) and u н2 (t). In this case, the amplitude additive noise passes through the two
Низкочастотное напряжение uн2(t) с выхода фильтра 65 нижних частот поступает на вход фазоинвертора 67, на выходе которого образуется низкочастотное напряжениеThe low-frequency voltage u Н2 (t) from the output of the low-
. .
Низкочастотные напряжения uн1(t) и uн4(t) с выхода фильтра 27 нижних частот и фазоинвертора 67 поступают на второй вход перемножителей 24 и 62 соответственно, на выходе которых образуются напряжения:Low-frequency voltages u н1 (t) and u н4 (t) from the output of the low-
где ; Uo=2U4.Where ; U o = 2U 4 .
Данные напряжения выделяются узкополосными фильтрами 26 и 64 соответственно. Напряжение uo1(t) с выхода узкополосного фильтра 26 подается на второй вход перемножителя 25. Напряжение uo3(t) выделяется узкополосным фильтром 64 и поступает на вход фазоинвертора 66, на выходе которого образуется напряжениеThese voltages are allocated by narrow-
uo2(t)=-Uo⋅cos[ωпрt-πγt2+ϕпр],u o2 (t) = - U o ⋅cos [ω pr t-πγt 2 + ϕ pr ],
которое подается на второй вход перемножителя 63.which is fed to the second input of the
Напряжение uн3(t) с выхода блока 68 вычитания поступает на вход дешифратора 7, который в зависимости от кода транспортного средства выдает сигнал через элемент 9 запрета на вход блока 8 регистрации. Блок 8 регистрации, получив и запомнив сигнал, что рейс произведен, выдает сигнал на формирователь 10, который закрывает с помощью элемента 9 запрета вход блока 8 регистрации от дешифратора 7 на минимальное время рейса, исключая ложный зачет рейса в блоке 8 регистрации при повторном поднятии кузова в случае налипания строительного материала на стенки кузова. Кроме того, при подъеме порожнего кузова датчик 1 давления не выдает сигнала.The voltage u n3 (t) from the output of the subtracting
Напряжение uпр(t) с выхода усилителя 22 промежуточной частоты одновременно поступает на вход амплитудного детектора 23, который выделяет его огибающую Uад. Последняя поступает на управляющий вход ключа 28, открывая его. В исходном состоянии ключ 28 всегда закрыт. При этом напряжение uг(t) гетеродина 20 через открытый ключ 28 поступает на вход частотомера 29, где измеряется несущая частота ω1 принимаемого ФМН-сигналаThe voltage u pr (t) from the output of the
ω1=ωг1+ωпр,ω 1 = ω g1 + ω CR
где ωг1 - частота гетеродина в данный момент времени.where ω g1 is the local oscillator frequency at a given time.
Измеренное значение несущей частоты ω1 фиксируется блоком 32 регистрации, где одновременно фиксируются бортовой номер трейлера, пройденный им путь, расход топлива и местоположение трейлера.The measured value of the carrier frequency ω 1 is recorded by the
Стандартный приемник GPS-сигналов выполняется съемным и выпускается промышленностью в стандартной упаковке (прибор SDS-221). Указанный прибор обеспечивает обнаружение спутника за время не более 3-4 минут и погрешность определения координат трейлера не более 100 м.The standard GPS signal receiver is removable and manufactured by industry in standard packaging (SDS-221). The specified device provides satellite detection for a time of not more than 3-4 minutes and the error in determining the coordinates of the trailer is not more than 100 m.
Для повышения точности определения местоположения трейлера в предлагаемой системе используется метод дифференциальных поправок, который основан на применении известного в радионавигации принципа дифференциальных навигационных измерений.To improve the accuracy of determining the location of the trailer in the proposed system, the method of differential corrections is used, which is based on the application of the principle of differential navigation measurements, known in radio navigation.
Дифференциальный режим позволяет определять координаты наблюдаемого транспортного средства с точностью до 5 м в динамической навигационной обстановке и до 2 м в стационарных условиях. Дифференциальный режим реализуется с помощью контрольного приемника 42 GPS-сигналов, установленного на пункте контроля. Последний располагается в месте с известными географическими координатами в том же районе, что и основной приемник 34 GPS-сигналов, установленный на транспортном средстве, и дает возможность одновременно отслеживать спутники 50.i (i=1, 2, …, 24) навигационной системы «Навстар» («Глонасс»). Сравнивая известные координаты, полученные в результате прецизионной геодезической съемки, с измеренными с помощью приемника 42 GPS-сигналов координатами, вычислительная машина 43 определяет поправки, которые преобразуются с помощью блока 44 кодирования в модулирующий код M2(t), поступающий на первый вход фазового манипулятора 47 и в блок 32 регистрации. На второй вход фазового манипулятора 47 подается напряжение генератора 46 высокой частотыThe differential mode allows you to determine the coordinates of the observed vehicle with an accuracy of 5 m in a dynamic navigation environment and up to 2 m in stationary conditions. Differential mode is implemented using the
u3(t)=U2⋅cos[w2t+ϕ2], 0≤t≤Т2.u 3 (t) = U 2 ⋅cos [w 2 t + ϕ 2 ], 0≤t≤T 2 .
На выходе фазового манипулятора 47 образует ФМН-сигналAt the output of the
, 0≤t≤Т2, , 0≤t≤T 2 ,
где - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M2(t), который после усиления в усилителе 48 мощности через дуплексер 49 поступает в приемопередающую антенну 41 и излучается ею в эфир.Where - the manipulated component of the phase, which displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M 2 (t), which, after amplification in the
Указанный ФМН-сигнал принимается антенной 16 и через дуплексер 36 поступает на первые входы перемножителей 37, 38, 53 и 54.The specified FMN signal is received by the
На вторые входы перемножителей 38 и 54 с выходов узкополосного фильтра 39 и фазоинвертора 57 подаются опорные напряжения соответственно:The second inputs of the
uo4(t)=Uo⋅cos[ω2t+ϕ2],u o4 (t) = U o ⋅cos [ω 2 t + ϕ 2 ],
uo5(t)=-Uo⋅cos[ω2t+ϕ2], 0≤t≤Т2.u o5 (t) = - U o ⋅cos [ω 2 t + ϕ 2 ], 0≤t≤T 2 .
В результате перемножения указанных сигналов образуются результирующие колебания:As a result of the multiplication of these signals, the resulting oscillations are formed:
, ,
, ,
где .Where .
Аналоги модулирующего кода:Analogs of the modulating code:
, ,
, ,
выделяются фильтрами 40 и 56 нижних частот соответственно и подаются на два входа блока 59 вычитания. Вычитая одно из другого указанные напряжения с учетом их противоположной полярности, на выходе блока 59 вычитания образуется удвоенное (суммарное) низкочастотное напряжениеare allocated by low-
, ,
где Uн7=2U5, т.е. получается сложение по абсолютной величине низкочастотных напряжений uн5(t) и uн6(t).where U n7 = 2U 5 , i.e. it turns out the addition of the absolute value of low-frequency voltages u n5 (t) and u n6 (t).
При этом амплитудные аддитивные помехи проходят через два демодулятора 51 и 52 одинаково, изменяя амплитуды выходных продетектированных напряжений в одну и ту же сторону. Но в блоке 59 вычитания они вычитаются, оставаясь однополярными, т.е. подавляются, взаимно компенсируются.In this case, the amplitude additive noise passes through two
Низкочастотное напряжение uн6(t) с выхода фильтра 56 нижних частот поступает на вход фазоинвертора 58, на выходе которого образуется низкочастотное напряжениеThe low-frequency voltage u n6 (t) from the output of the low-
. .
Низкочастотные напряжения uн5(t) и uн8(t) с выхода фильтра 40 нижних частот и фазоинвертора 58 поступают на второй вход перемножителей 37 и 53 соответственно, на выходе которых образуются гармонические напряжения:Low-frequency voltages u н5 (t) and u н8 (t) from the output of the low-
где ; Uo=2U6.Where ; U o = 2U 6 .
Данные напряжения выделяются узкополосными фильтрами 39 и 55 соответственно.These voltages are allocated by narrow-
Напряжение uo4(t) с выхода узкополосного фильтра 39 подается на второй вход перемножителя 38. Напряжение uo5(t) выделяется узкополосным фильтром 55 и поступает на вход фазоинвертора 57, на выходе которого образуется напряжениеThe voltage u o4 (t) from the output of the narrow-
uo5(t)=-U6⋅cos[ω2t+ϕ2],u o5 (t) = - U 6 ⋅cos [ω 2 t + ϕ 2 ],
которое подается на второй вход перемножителя 54.which is fed to the second input of the
Низкочастотное напряжение uн7(t) с выхода блока 59 вычитания поступает на второй вход микропроцессора 35, где уточняется местоположение данного транспортного средства.The low-frequency voltage u n7 (t) from the output of the
Следовательно, вычисленные поправки на пункте контроля передаются на транспортное средство по радиоканалам в заранее установленном формате. Поправки, принятые от пункта контроля, автоматически вносятся в результаты собственных измерений транспортного средства. Уточненное значение местоположения трейлера по радиоканалу опять передается на пункт контроля.Therefore, the calculated corrections at the control point are transmitted to the vehicle over the air in a predetermined format. Corrections accepted from the control point are automatically entered into the results of the vehicle’s own measurements. The updated value of the location of the trailer over the air is again transmitted to the control point.
Для обмена дискретной информацией между контролируемыми трейлерами и пунктом контроля используется дуплексная радиосвязь, использующая две частоты ω1, ω2 и сложные ФМН-сигналы, обладающие высокой энергетической и структурной скрытностью.For the exchange of discrete information between the controlled trailers and the control point, duplex radio communication is used, using two frequencies ω 1 , ω 2 and complex PSK signals with high energy and structural secrecy.
Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМН-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехам. Причем энергия сложного ФМН-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time or in the spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, a complex PSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex FMN signal is by no means small; it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point of this region the signal power is less than the power of noise and interference.
Структурная скрытность сложных ФМН-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменения значений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМН-сигналов априорно неизвестной структуры.The structural secrecy of complex FMN signals is due to the wide variety of their forms and significant ranges of parameter values, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing complex FMN signals of an a priori unknown structure.
Предлагаемая система обслуживает учет рейсов, расхода топлива и пройденного пути трейлерами, а также позволяет с высокой точностью определить их местоположение в любой момент времени. Кроме того, данная система позволяет высвободить персонал, занятый учетом и регистрацией эксплуатационных показателей транспортных средств и предусматривает возможность единой диспетчеризации на строительном комплексе.The proposed system maintains a record of flights, fuel consumption and the distance traveled by trailers, and also allows you to accurately determine their location at any time. In addition, this system allows you to free personnel engaged in accounting and registration of operational indicators of vehicles and provides for the possibility of a single dispatch at the construction complex.
Таким образом, предлагаемая система по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение помехоустойчивости и достоверности обмена дискретной информацией между контролируемыми трейлерами и пунктом контроля с использованием дуплексной радиосвязи. Это достигается подавлением узкополосных помех, принимаемых в полосе пропускания приемников, за счет применения на каждом контролируемом трейлере и пункте контроля двух универсальных демодуляторов ФМН-сигналов. Указанные демодуляторы свободны от явления «обратной работы», присущей известным демодуляторам ФМН-сигналов (схемы Пистолькорса А.А., Сифорова В.И., Костаса Д.Ф. и Травина Г.А.).Thus, the proposed system, in comparison with the prototype and other technical solutions of a similar purpose, provides increased noise immunity and reliability of the exchange of discrete information between controlled trailers and a control point using duplex radio communication. This is achieved by suppressing the narrow-band interference received in the receiver bandwidth due to the use of two universal FMN signals demodulators on each monitored trailer and control point. These demodulators are free from the phenomenon of “reverse work” inherent in the well-known demodulators of FMN signals (Pistolkors A. A., Siforov V. I., Kostas D. F. and Travin G. A.).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016110344A RU2619200C1 (en) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | System of remote control for transportating high-tech construction modules |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016110344A RU2619200C1 (en) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | System of remote control for transportating high-tech construction modules |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2619200C1 true RU2619200C1 (en) | 2017-05-12 |
Family
ID=58715934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016110344A RU2619200C1 (en) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | System of remote control for transportating high-tech construction modules |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2619200C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2699451C1 (en) * | 2018-07-18 | 2019-09-05 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Remote monitoring system for transportation of high-technology building modules |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1123041A1 (en) * | 1983-08-23 | 1984-11-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации | Device for accounting tip-lorry runs |
EP0989525A2 (en) * | 1998-08-31 | 2000-03-29 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Management system for construction machines |
RU2184992C1 (en) * | 2000-10-31 | 2002-07-10 | Дикарев Виктор Иванович | Device for recording trips of dump trucks |
RU2243592C1 (en) * | 2003-04-01 | 2004-12-27 | Заренков Вячеслав Адамович | System for remote control of building materials transportation |
-
2016
- 2016-03-21 RU RU2016110344A patent/RU2619200C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1123041A1 (en) * | 1983-08-23 | 1984-11-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации | Device for accounting tip-lorry runs |
EP0989525A2 (en) * | 1998-08-31 | 2000-03-29 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Management system for construction machines |
RU2184992C1 (en) * | 2000-10-31 | 2002-07-10 | Дикарев Виктор Иванович | Device for recording trips of dump trucks |
RU2243592C1 (en) * | 2003-04-01 | 2004-12-27 | Заренков Вячеслав Адамович | System for remote control of building materials transportation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2699451C1 (en) * | 2018-07-18 | 2019-09-05 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Remote monitoring system for transportation of high-technology building modules |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1942776B (en) | Method of tracking radio frequency signals | |
RU2403623C1 (en) | Territorial system for controlling transportation of very important and dangerous goods | |
RU2365932C1 (en) | Method of mobile object accurate positioning and monitoring | |
US7982660B2 (en) | Measuring device for a motor vehicle | |
RU2619200C1 (en) | System of remote control for transportating high-tech construction modules | |
RU2699451C1 (en) | Remote monitoring system for transportation of high-technology building modules | |
RU2243592C1 (en) | System for remote control of building materials transportation | |
US7149148B2 (en) | Localization of high speed vehicles using continuous transmit waves | |
RU2628986C1 (en) | Territorial control system for transportation of particularly important and dangerous goods | |
US10148352B1 (en) | Continuous carrier optical phase optometric measurement over coherent optical communication link | |
RU2734064C1 (en) | Remote monitoring system for supply of material and technical resources for recovery of infrastructure objects | |
RU2425423C1 (en) | System for locating and dispatching mobile ambulance crews | |
RU2414004C1 (en) | Territorial transportation control system of environmentally dangerous cargoes | |
RU2462759C1 (en) | Territorial system for controlling transportation of very important and dangerous goods | |
RU2615025C1 (en) | Building complex computer control system | |
RU2305044C2 (en) | Device for controlling trains traffic by means of artificial earth satellites | |
RU2411532C1 (en) | Device for determining distance between aircraft | |
RU2732318C1 (en) | Computer system for remote control of navigation systems for automated monitoring of environment in arctic conditions | |
RU2234735C1 (en) | Device for registering runs of dump-trucks | |
RU2271038C1 (en) | Territorial system for controlling transportation of ecologically dangerous loads | |
RU2724079C1 (en) | Method of technical maintenance of vehicle location management during recovery of infrastructure objects and system for its implementation | |
RU2725769C1 (en) | Special cargo transportation monitoring system | |
RU2267811C1 (en) | System for controlling and registering operational characteristics of motor transport vehicle | |
RU2474882C1 (en) | Ecological system of collecting information on state of region | |
RU2721663C1 (en) | Automated control system for infrastructural facilities recovery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210322 |