RU2677852C1 - Способ определения местоположения подвижного источника радиоизлучения, передающего свои координаты с неизвестным смещением, двухпозиционной системой с высокодинамичным измерительным пунктом - Google Patents

Способ определения местоположения подвижного источника радиоизлучения, передающего свои координаты с неизвестным смещением, двухпозиционной системой с высокодинамичным измерительным пунктом Download PDF

Info

Publication number
RU2677852C1
RU2677852C1 RU2018102501A RU2018102501A RU2677852C1 RU 2677852 C1 RU2677852 C1 RU 2677852C1 RU 2018102501 A RU2018102501 A RU 2018102501A RU 2018102501 A RU2018102501 A RU 2018102501A RU 2677852 C1 RU2677852 C1 RU 2677852C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coordinates
iri
time
points
radio
Prior art date
Application number
RU2018102501A
Other languages
English (en)
Inventor
Роман Валентинович Емельянов
Алексей Александрович Косогор
Андрей Анатольевич Строцев
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство 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 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority to RU2018102501A priority Critical patent/RU2677852C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2677852C1 publication Critical patent/RU2677852C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G01S3/465—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems the waves arriving at the aerials being frequency modulated and the frequency difference of signals therefrom being measured
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/72—Diversity systems specially adapted for direction-finding
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-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
    • G01S5/10—Position of receiver fixed by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements, e.g. omega or decca systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-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
    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

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

Изобретение относится к области радиотехнических систем и может быть использовано, например, в системах наблюдения воздушного пространства, вторичной радиолокации и определения местоположения наземных источников радиоизлучения (ИРИ). Достигаемый технический результат реализация определения местоположения ИРИ двухпозиционной системой с высокодинамичным измерительным пунктом в случае, когда ИРИ передает свои координаты с неизвестным смещением. Указанный технический результат достигается за счет использования операций по декодированию принятых сигналов с запоминанием полученных координат, определению последовательности векторов между точками пространства с полученными координатами с неизвестным смещением, определению оценки местоположения источника радиоизлучения в последовательные моменты времени путем вычисления координат точек, исходя из условий принадлежности их соответствующим поверхностям положения и соответствия их последовательности векторов. 1 табл., 2 ил.

Description

Изобретение относится к области радиотехнических систем и может быть использовано, например, в системах наблюдения воздушного пространства, вторичной радиолокации и определения местоположения наземных источников радиоизлучения (ИРИ).
Известен способ определения местоположения источника радиоизлучения, передающего свои координаты в ответах на запросы вторичного обзорного радиолокатора в режиме расширенного сквиттера (1, п. 2.1 Вторичный обзорный радиолокатор, гл. 5 Более длительный самогенерируемый сигнал режима S - Приложение 10 к Конвенции о международной гражданской авиации «Авиационная электросвязь». Том IV «Системы наблюдения и предупреждения столкновений» - Международная организация гражданской авиации, 2007. - 318 с.), (2 - Doc 9871 AN/464 Технические положения, касающиеся услуг режима S и расширенного сквиттера - Международная организация гражданской авиации, 2008. - 245 с.), (3 - Doc 9684 AN/951 Руководство по вторичным обзорным радиолокационным системам - Международная организация гражданской авиации, 2004. - 257 с.). Он позволяет определить координаты воздушных и наземных объектов, оснащенных бортовыми ответчиками и подсистемами определения своего местоположения, например, навигационной аппаратуры потребителя (НАП) глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС).
Недостатком способа является недостоверность определения местоположения в случаях выдачи НАП ГНСС своих координат с неизвестным смещением, которое возникает вследствие преднамеренного воздействия на ее элементы злоумышленников.
Известен разностно-дальномерный (TDOA - time difference of arrival) способ определения местоположения источника радиоизлучения (4, с. 496 - Теоретическое основы радиолокации // под ред. Ширмана Я.Д. - М.: Советское радио, 1970. - 560 с.), (5 - Патент РФ №2204145, МПК: (2006.01) G01S 3/46. Разностно-дальномерный способ пеленгования источника радиоизлучения, Военный инженерно-космический университет. Сайбель А.Г. Публ. - 10.05.2003 г. ), (6 - Патент РФ №2521084, МПК: (2006.01) G01S 3/46. Разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения, ООО НЛП «Новые Технологии Телекоммуникаций». Овчаренко Л.А., Панков А.В., Погорелов В.А., Потапов С.Г., Тимофеев С.С., Шуст М.П. Публ. - 27.06.2014 г.), (7 - Method and system for time difference of arrival location services // патент США № US 7339522 B2 от 4.03.2008, автор W. Kurt Dobson, патентообладатель S5 Wireless, Inc.), принятый за прототип. Он основан на измерении разностей расстояний от ИРИ до пар пунктов приема и реализуется в виде следующей последовательности действий: на N измерительных пунктах (ИП) с известными координатами принимают сигнал ИРИ, при этом N≥3, определяют задержки времени прихода сигналов на ИП для каждой пары ИП Δtnm,
Figure 00000001
,
Figure 00000002
, m>n, по задержкам времени определяют разности расстояний между ИРИ и этими ИП для каждой пары ИП, для каждой найденной разности расстояний на основе известных координат измерительных пунктов формируют поверхности положения в виде гиперболоидов, оценку местоположения ИРИ формируют путем определения координат точки пересечения найденных поверхностей положения.
Способ-прототип позволяет определить местоположение ИРИ, передающего свои координаты с неизвестным смещением.
Недостатком способа-прототипа является техническая сложность его реализации, поскольку требуется применение не менее трех измерительных пунктов при определении местоположения подвижного ИРИ.
Задачей изобретения является упрощение реализации за счет уменьшения числа минимально необходимых измерительных пунктов до двух при использовании информации о передаваемых ИРИ координатах с неизвестным смещением.
Для решения поставленной задачи предлагается способ определения местоположения подвижного источника радиоизлучения, передающего свои координаты с неизвестным смещением, двухпозиционной системой с высокодинамичным ИП, при котором на N измерительных пунктах с известными координатами принимают сигнал источника радиоизлучения, определяют задержки времени прихода сигналов на ИП, по задержкам времени определяют разности расстояний между источником радиоизлучения и этими ИП, для каждой найденной разности расстояний на основе известных координат ИП формируют поверхности положения в виде гиперболоидов.
Согласно изобретению, дополнительно последовательно принимают сигнал источника радиоизлучения, содержащий информацию о его положении в моменты времени ti,
Figure 00000003
, I≥2, при этом N=2, а один из измерительных пунктов является высокодинамичным по отношению к источнику радиоизлучения, декодируют принятые сигналы и запоминают полученные координаты ςИРИ(ti), задержки времени Δti и разности расстояний Δsi определяют для каждого момента времени ti,
Figure 00000004
, I≥2, определяют последовательность векторов
Figure 00000005
,
Figure 00000006
между точками пространства с полученными координатами, ςИРИ(ti),
Figure 00000007
, после формирования поверхностей положения определяют оценку местоположения ИРИ в моменты времени ti,
Figure 00000008
путем вычисления координат
Figure 00000009
точек, исходя из условий принадлежности их соответствующим поверхностям положения и соответствия их последовательности векторов
Figure 00000010
,
Figure 00000011
.
Техническим результатом является реализация определения местоположения ИРИ двухпозиционной системой с высокодинамичным измерительным пунктом в случае, когда подвижный ИРИ передает свои координаты с неизвестным смещением.
Указанный технический результат достигают за счет введения новых операций по:
- декодированию принятых сигналов и запоминании полученных координат ςИРИ(ti);
- определению последовательности векторов
Figure 00000012
,
Figure 00000013
между точками пространства с полученными координатами, ςИРИ(ti),
Figure 00000014
;
- определению оценки местоположения источника радиоизлучения в моменты времени ti,
Figure 00000015
путем вычисления координат
Figure 00000016
точек, исходя из условий принадлежности их соответствующим поверхностям положения и соответствия их последовательности векторов
Figure 00000017
,
Figure 00000018
, а также модификации операций, реализуемых в способе-прототипе, в частности:
- принимают сигнал источника радиоизлучения, содержащий информацию о его положении в моменты времени ti,
Figure 00000019
, I≥2, при этом N=2, а один из измерительных пунктов является высоко динамичным по отношению к источнику радиоизлучения;
- задержки времени Δti и разности расстояний Δsi определяют для каждого момента времени ti,
Figure 00000020
, I≥2.
На фиг.1 приведена схема расположения двух ИП и ИРИ при реализации способа.
На фиг. 2 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ определения местоположения подвижного источника радиоизлучения, передающего свои координаты с неизвестным смещением, двухпозиционной системой с высоко динамичным измерительным пунктом.
Сочетание отличительных признаков и свойств предлагаемого способа из литературы не известны, поэтому он соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.
Способ определения местоположения подвижного источника радиоизлучения, передающего свои координаты с неизвестным смещением, двухпозиционной системой с высокодинамичным измерительным пунктом реализуется следующим образом:
1 На N ИП с известными координатами принимают сигнал ИРИ, содержащий информацию о его положении в моменты времени ti,
Figure 00000021
, I≥2, при этом N=2, а один из измерительных пунктов является высокодинамичным по отношению к ИРИ.
2 Декодируют принятые сигналы и запоминают полученные координаты ςИРИ(ti).
3 Определяют задержки времени прихода сигналов на измерительные пункты для каждого момента времени ti: Δti,
Figure 00000022
, I≥2.
4 По задержкам времени определяют разности расстояний между ИРИ и этими измерительными пунктами для каждого момента времени ti. Δsi,
Figure 00000023
, I≥2.
5 Определяют последовательность векторов
Figure 00000024
,
Figure 00000025
между точками пространства с полученными координатами ςИРИ(ti),
Figure 00000026
.
6 Для каждой найденной разности расстояний на основе известных координат измерительных пунктов формируют поверхности положения в виде гиперболоидов.
7 Определяют оценку местоположения ИРИ в моменты времени ti,
Figure 00000027
путем вычисления координат
Figure 00000028
точек, исходя из условий принадлежности их соответствующим поверхностям положения и соответствия их последовательности векторов
Figure 00000029
,
Figure 00000030
.
Для реализации пункта 1 на двух измерительных пунктах (ИП1 и ИП2) с известными координатами, например, в геоцентрической прямоугольной экваториальной системе координат:
Figure 00000031
,
Figure 00000032
,
где ti - моменты времени,
Figure 00000033
, I≥2;
Т - знак транспонирования, принимают сигнал ИРИ, содержащий информацию о его положении в моменты времени ti,
Figure 00000034
. При этом передаваемые ИРИ координаты имеют неизвестное смещение ΔςИРИ=(ΔХИРИ ΔYИРИ ΔZИРИ)T, а один из измерительных пунктов (пусть ИП2) по отношению к перемещению ИРИ является высокодинамичным. Одним из возможных примеров ИРИ, передающих свои координаты, являются бортовые ответчики воздушных объектов, функционирующие в рамках систем, режимов, сервисов или видов наблюдения на частоте 1090 МГц:
- системы вторичной обзорной радиолокации (ВОРЛ), режим S [1];
- расширенный сквиттер [2];
- бортовая система предупреждения столкновений (БСПС) (8 - Doc 9863 AN/461. Руководство по бортовой системе предупреждения столкновений (БСПС). - Международная организация гражданской авиации, 2006. - 245 с.);
- система автоматического зависимого наблюдения (ADS-B, ADS-C, ADS-B 1090 ES) (9 - Doc 9924 AN/474. Руководство по авиационному наблюдению. - Международная организация гражданской авиации, 2010. - 320 с.).
Для реализации пункта 2 принятые от ИРИ сигналы декодируют в соответствии с известными алгоритмами, например, для бортовых ответчиков воздушных объектов в соответствии с руководствами [1] - [3], [8], [9]. По результатам декодирования получают и запоминают координаты ςИРИ(ti) в моменты времени ti,
Figure 00000035
. При этом полученные координаты отличаются от действительного положения ИРИ на величину неизвестного смещения ΔςИРИ=(ΔХИРИ ΔYИРИ ΔZИРИ)T.
Для реализации пункта 3 определяют задержки времени Δti прихода сигналов ИРИ, содержащих информацию о его положении в моменты времени ti,
Figure 00000036
на измерительные пункты ИП1 и ИП2 для каждого момента времени ti,
Figure 00000037
, I≥2. Процедура определения этих задержек времени реализуется на основе известных подходов, описанных, например, в [4]-[7]. Задержки вычисляются относительного ИП с меньшим абсолютным временем приема сигнала ИРИ. Номер этого ИП запоминается.
Для реализации пункта 4 разности расстояний между ИРИ и измерительными пунктами ИП1 и ИП2 для каждого момента времени ti,
Figure 00000038
, I≥2 определяют по найденным ранее задержкам времени Δti в соответствии с выражением:
Δsi.=с⋅Δti,
где с - скорость распространения электромагнитных волн.
Для реализации пункта 5 последовательность векторов между точками пространства с полученными координатами ςИРИ(ti),
Figure 00000039
определяют по выражению вида:
Figure 00000040
,
Figure 00000041
.
Для реализации пункта 6 для каждой найденной разности расстояний Δsi,
Figure 00000042
на основе известных координат измерительных пунктов ςИП1(ti), ςИП2(ti), формируют поверхности положения Li в виде гиперболоидов. В параметрическом виде, в соответствии с (10, с. 37 - Розендорн Э.Р. Теория поверхностей. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 304 с.), каждую поверхность положения Li можно представить в виде
Figure 00000043
Figure 00000044
где ϕ, θ - криволинейные координаты на поверхности Li, измеряемые в угловых градусах;
Figure 00000045
- обозначение нормы вектора;
ϕмин, ϕмакс - минимальное и максимальное значения криволинейной координаты ϕ, которые ограничены неравенствами ϕмин ≥-90°, ϕмакс ≤90° и определяются из условия
Figure 00000046
My(ti), Mz(ti) - матрицы поворотов, определяемые угловым положением вектора, заданного точками с координатами ςИП1(ti), ςИП2(ti) и направленного от измерительного пункта с большим абсолютным временем приема сигнала ИРИ к измерительному пункту с меньшим абсолютным временем приема сигнала ИРИ, относительно оси ОХ геоцентрической прямоугольной экваториальной системы координат.
Пункт 7 по определению оценки местоположения ИРИ в моменты времени,
Figure 00000047
путем вычисления координат
Figure 00000048
точек, исходя из условий принадлежности их соответствующим поверхностям положения:
Figure 00000049
и соответствия их последовательности векторов
Figure 00000050
,
Figure 00000051
, можно реализовать, например, на основе процедуры поиска такого вектора
Figure 00000052
, для которого выполняется следующая совокупность условий:
Figure 00000053
.
За счет конечной точности измерения задержек времени и координат рассматриваемых объектов в практическом плане эта процедура может быть реализована в виде процедуры минимизации функции от элементов вектора
Figure 00000052
, характеризующей общую невязку выполнения указанной совокупности условий. Построение и реализация таких процедур рассмотрены, например, в (11 - Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. - 2-е изд. - М.: Гос. изд-во физ. мат.лит, 1962. - 354 с.), (12 - Рейзлин В.И. Численные методы оптимизации: учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2011. - 105 с.).
На фиг. 1 приведена схема расположения двух ИП и ИРИ при реализации способа с введенными ранее обозначениями при расположении всех объектов в вертикальной плоскости для случая, когда ИРИ расположен ближе к первому ИП.
Таким образом, предлагаемый способ имеет следующие отличительные признаки в последовательности его реализации от способа-прототипа, которые представлены в таблице 1.
Figure 00000054
Figure 00000055
Figure 00000056
Из представленной таблицы сравнения последовательностей реализации способа-прототипа и предлагаемого способа видно, что в предлагаемом способе, относительно способа-прототипа, дополнительно последовательно принимают сигнал источника радиоизлучения, содержащий информацию о его положении в моменты времени ti,
Figure 00000057
, I≥2, при этом N=2, а один из измерительных пунктов является высокодинамичным по отношению к источнику радиоизлучения, декодируют принятые сигналы и запоминают полученные координаты ςИРИ(ti), задержки времени Δti и разности расстояний Δsi определяют для каждого момента времени ti,
Figure 00000058
, I≥2, определяют последовательность векторов
Figure 00000059
,
Figure 00000060
между точками пространства с полученными координатами, ςИРИ(ti),
Figure 00000061
, после формирования поверхностей положения определяют оценку местоположения ИРИ в моменты времени ti,
Figure 00000062
путем вычисления координат
Figure 00000063
точек, исходя из условий принадлежности их соответствующим поверхностям положения и соответствия их последовательности векторов
Figure 00000064
,
Figure 00000065
.
Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, изображена на фигуре 2. В состав устройства входят:
1 - первый измерительный пункт (ИП1), включающий: 3.1 - антенную систему (АС); 4.1 - радиоприемное устройство (РПУ); 5.1 - блок регистрации сигналов (БРС); 6.1 - блок выделения типовых сигналов (БВТС); 7.1 - блок временной синхронизации и оценки времени принятых сигналов (БВСиОВПС); 8.1 - блок декодирования сигналов (БДС); 9.1 - запоминающее устройство (ЗУ); 10.1 - вычислительно-управляющее устройство (ВУУ); 11 - блок связи и индикации (БСИ),
2 - второй измерительный пункт (ИП2), включающий: 3.2 - антенную систему (АС); 4.2 - радиоприемное устройство (РПУ); 5.2 - блок регистрации сигналов (БРС); 6.2 - блок выделения типовых сигналов (БВТС); 7.2 - блок временной синхронизации и оценки времени принятых сигналов (БВСиОВПС); 8.2 - блок декодирования сигналов (БДС); 9.2 - запоминающее устройство (ЗУ); 10.2 - вычислительно-управляющее устройство (ВУУ); 12 - блок связи (БС).
В первом измерительном пункте 1 последовательно соединены АС 3.1, РПУ 4.1, БРС 5.1 и БВТС 6.1. Выход БВТС 6.1 соединен с первыми входами БВСиОВПС 7.1 и БДС 8.1, которые связаны между собой вторыми входами и выходами. Первые выходы БВСиОВПС 7.1 и БДС 8.1 связаны с первым и вторым входами ЗУ 9.1, выход которого связан со входом ВУУ 10.1. Третий выход БВСиОВПС 7.1 связан с синхронизирующим входом РПУ 4.1. Управляющий выход ВУУ 10.1 связан с управляющими входами РПУ 4.1, БРС 5.1 и БВТС 6.1, а информационный выход - со входом БСИ 11, информационный выход которого связан с третьим входом ЗУ 9.1. Во втором измерительном пункте 2 последовательно соединены АС 3.2, РПУ 4.2, БРС 5.2 и БВТС 6.2. Выход БВТС 6.2 соединен с первыми входами БВСиОВПС 7.2 и БДС 8.2, которые связаны между собой вторыми входами и выходами. Первые выходы БВСиОВПС 7.2 и БДС 8.2 связаны с первым и вторым входами ЗУ 9.2, выход которого связан со входом ВУУ 10.2. Третий выход БВСиОВПС 7.2 связан с синхронизирующим входом РПУ 4.2. Управляющий выход ВУУ 10.2 связан с управляющими входами РПУ 4.2, БРС 5.2 и БВТС 6.2, а информационный выход - со входом БС 12, который связан по радиоинтерфейсу с БСИ 11.
В первом (втором) измерительном пункте 1 (2) посредством АС 3.1 (3.2) и РПУ 4.1 (4.2) осуществляется прием радиосигнала от ИРИ и его преобразование в цифровой поток совместно с метками времени, поступающими от БВСиОВПС 7.1 (7.2), а также его регистрация в БРС 5.1 (5.2) с метками времени. Из зарегистрированного с метками времени цифрового потока в БВТС 6.1 (6.2) выделяются типовые сигналы, содержащие информацию о координатах ИРИ, возможно с неизвестным смещением. На основе этих сигналов в БДС 8.1 (8.2) формируются и запоминаются в ЗУ 9.1 (9.2) координаты ςИРИ(ti), а в БВСиОВПС 7.1 (7.2) формируются по меткам времени с учетом синхронизации БВСиОВПС 7.1 и БВСиОВПС 7.2 и далее в ЗУ 9.1 (9.2) запоминаются моменты времени, которые позволяют в ВУУ 10.1 определить задержки времени прихода сигналов на измерительные пункты Δti. При этом моменты времени приема сигналов вторым измерительным пунктом 2 из ЗУ 9.2 поступают в ВУУ 10.1 последовательно через ВУУ 10.2, БС 12, БСИ 11, ЗУ 9.1. По этим задержкам времени в ВУУ 10.1 определяют разности расстояний Δsi между ИРИ и этими измерительными пунктами, а по координатам ςИРИ(ti),
Figure 00000066
определяют последовательность векторов
Figure 00000067
,
Figure 00000068
между точками пространства с полученными координатами, ςИРИ(ti),
Figure 00000066
. Далее в ВУУ 10.1 для каждой найденной разности расстояний на основе известных координат измерительных пунктов формируются поверхности положения в виде гиперболоидов, определяются оценки местоположения ИРИ в моменты времени ti,
Figure 00000069
путем вычисления координат
Figure 00000070
точек, исходя из условий принадлежности их соответствующим поверхностям положения и соответствия их последовательности векторов
Figure 00000071
,
Figure 00000072
. Оценки местоположения ИРИ в виде вычисленных координат передаются в БСИ 11 для отображения.
Таким образом, предлагаемый способ, также как и способ-прототип, позволяет определить местоположение ИРИ. При этом предлагаемый способ, относительно способа-прототипа, реализуется более просто за счет уменьшения числа минимально необходимых измерительных пунктов до двух при использовании информации о передаваемых ИРИ координатах с неизвестным смещением.

Claims (1)

  1. Способ определения местоположения подвижного источника радиоизлучения, передающего свои координаты с неизвестным смещением, двухпозиционной системой с высокодинамичным измерительным пунктом, при котором на N измерительных пунктах с известными координатами принимают сигнал источника радиоизлучения, определяют задержки времени прихода сигналов на измерительные пункты, по задержкам времени определяют разности расстояний между источником радиоизлучения и этими измерительными пунктами, для каждой найденной разности расстояний на основе известных координат измерительных пунктов формируют поверхности положения в виде гиперболоидов, отличающийся тем, что принимают сигнал источника радиоизлучения, содержащий информацию о его положении в моменты времени ti,
    Figure 00000073
    , I≥2, при этом N=2, а один из измерительных пунктов является высокодинамичным по отношению к источнику радиоизлучения, декодируют принятые сигналы и запоминают полученные координаты ζИРИ(ti), задержки времени Δti и разности расстояний Δsi определяют для каждого момента времени ti,
    Figure 00000074
    , I≥2, определяют последовательность векторов
    Figure 00000075
    ,
    Figure 00000076
    между точками пространства с полученными координатами ζИРИ(ti),
    Figure 00000077
    , после формирования поверхностей положения определяют оценку местоположения источника радиоизлучения в моменты времени ti,
    Figure 00000078
    путем вычисления координат
    Figure 00000079
    точек, исходя из условий принадлежности их соответствующим поверхностям положения и соответствия их последовательности векторов
    Figure 00000080
    ,
    Figure 00000081
    .
RU2018102501A 2018-01-22 2018-01-22 Способ определения местоположения подвижного источника радиоизлучения, передающего свои координаты с неизвестным смещением, двухпозиционной системой с высокодинамичным измерительным пунктом RU2677852C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018102501A RU2677852C1 (ru) 2018-01-22 2018-01-22 Способ определения местоположения подвижного источника радиоизлучения, передающего свои координаты с неизвестным смещением, двухпозиционной системой с высокодинамичным измерительным пунктом

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018102501A RU2677852C1 (ru) 2018-01-22 2018-01-22 Способ определения местоположения подвижного источника радиоизлучения, передающего свои координаты с неизвестным смещением, двухпозиционной системой с высокодинамичным измерительным пунктом

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2677852C1 true RU2677852C1 (ru) 2019-01-22

Family

ID=65085056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018102501A RU2677852C1 (ru) 2018-01-22 2018-01-22 Способ определения местоположения подвижного источника радиоизлучения, передающего свои координаты с неизвестным смещением, двухпозиционной системой с высокодинамичным измерительным пунктом

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2677852C1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2717231C1 (ru) * 2019-10-08 2020-03-19 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения
CN112083406A (zh) * 2020-09-17 2020-12-15 电子科技大学 一种对目标高度稳健的外辐射源二维定位方法
RU2740640C1 (ru) * 2020-02-27 2021-01-19 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения (варианты) и устройство для их реализации
RU2744256C1 (ru) * 2020-07-07 2021-03-04 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Способ определения пространственных параметров запросчика авиационных телекоммуникационных систем по сигналам одного приемоответчика
RU2805566C1 (ru) * 2023-04-03 2023-10-19 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Разностно-дальномерный способ определения местоположения источника радиоизлучения в условиях многолучевого распространения радиоволн

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2204145C2 (ru) * 2000-11-28 2003-05-10 Военный инженерно-космический университет Разностно-дальномерный способ пеленгования источника радиоизлучения и реализующее его устройство
EP1489381A2 (en) * 2003-06-16 2004-12-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for compensating for acceleration errors and inertial navigation system employing the same
WO2005045459A3 (en) * 2003-09-22 2005-07-07 Northrop Grumman Corp Direction finding method and system using digital directional correlators
US7339522B2 (en) * 2003-10-01 2008-03-04 S5 Wireless, Inc. Method and system for time difference of arrival (TDOA) location services
US7952521B2 (en) * 2004-06-25 2011-05-31 Thales Multiparametric direction finding method comprising the separation of the incidence and nuisance parameters
RU2510038C2 (ru) * 2011-08-12 2014-03-20 Юрий Иванович Логинов Дальномерно-разностно-дальномерный способ определения координат местоположения источников радиоизлучения и реализующее его устройство
RU2632922C2 (ru) * 2015-07-17 2017-10-11 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Многопозиционный пассивный радиолокационный комплекс, реализующий комбинированный одноэтапный способ определения местоположения летательного аппарата на этапе захода на посадку

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2204145C2 (ru) * 2000-11-28 2003-05-10 Военный инженерно-космический университет Разностно-дальномерный способ пеленгования источника радиоизлучения и реализующее его устройство
EP1489381A2 (en) * 2003-06-16 2004-12-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for compensating for acceleration errors and inertial navigation system employing the same
WO2005045459A3 (en) * 2003-09-22 2005-07-07 Northrop Grumman Corp Direction finding method and system using digital directional correlators
US7339522B2 (en) * 2003-10-01 2008-03-04 S5 Wireless, Inc. Method and system for time difference of arrival (TDOA) location services
US7952521B2 (en) * 2004-06-25 2011-05-31 Thales Multiparametric direction finding method comprising the separation of the incidence and nuisance parameters
RU2510038C2 (ru) * 2011-08-12 2014-03-20 Юрий Иванович Логинов Дальномерно-разностно-дальномерный способ определения координат местоположения источников радиоизлучения и реализующее его устройство
RU2632922C2 (ru) * 2015-07-17 2017-10-11 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Многопозиционный пассивный радиолокационный комплекс, реализующий комбинированный одноэтапный способ определения местоположения летательного аппарата на этапе захода на посадку

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2717231C1 (ru) * 2019-10-08 2020-03-19 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения
RU2740640C1 (ru) * 2020-02-27 2021-01-19 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения (варианты) и устройство для их реализации
RU2744256C1 (ru) * 2020-07-07 2021-03-04 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Способ определения пространственных параметров запросчика авиационных телекоммуникационных систем по сигналам одного приемоответчика
CN112083406A (zh) * 2020-09-17 2020-12-15 电子科技大学 一种对目标高度稳健的外辐射源二维定位方法
RU2805566C1 (ru) * 2023-04-03 2023-10-19 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Разностно-дальномерный способ определения местоположения источника радиоизлучения в условиях многолучевого распространения радиоволн

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2677852C1 (ru) Способ определения местоположения подвижного источника радиоизлучения, передающего свои координаты с неизвестным смещением, двухпозиционной системой с высокодинамичным измерительным пунктом
Malanowski et al. Two methods for target localization in multistatic passive radar
RU2606240C2 (ru) Навигация относительно площадки с использованием измерений расстояния
Ostroumov et al. Compatibility analysis of multi signal processing in APNT with current navigation infrastructure
EP1856550A1 (en) Systems and methods for positioning using multipath signals
WO2010138696A9 (en) System and method for passive range-aided multilateration using time lag of arrival (tloa) measurements
Jiang et al. Precise indoor positioning and attitude determination using terrestrial ranging signals
Thio et al. Experimental evaluation of the Forkbeard ultrasonic indoor positioning system
RU2558699C1 (ru) Комплексный способ навигации летательных аппаратов
Leonardi et al. Two efficient localization algorithms for multilateration
Lee et al. Simulation of UWB radar-based positioning performance for a UAV in an urban area
Murakami et al. Five degrees-of-freedom pose-estimation method for smartphones using a single acoustic anchor
RU2388008C1 (ru) Способ определения углового положения летательного аппарата по данным приемников спутниковой навигационной системы
Jalloul et al. DME/DME navigation using a single low-cost SDR and sequential operation
Aoki A general approach for altitude estimation and mitigation of slant range errors on target tracking using 2D radars
RU2670976C9 (ru) Способ определения местоположения источника радиоизлучения с периодической структурой сигнала и вращающейся направленной антенной
RU2716834C1 (ru) Способ определения местоположения приёмника сигналов авиационных телекоммуникационных систем
Prévost et al. Ship localization using ais signals received by satellites
Gallon et al. Performance Assessment of Fault Free Recursive ARAIM with High-Integrity Time-Correlated Measurement Error Models
Bolelov et al. A Study of Aircraft Positioning Precision in a MLAT Surveillance System with Different Flight Paths and Ground Station Layouts
US11105930B1 (en) Self contained satellite-navigation-based method and micro system for real-time relative-position determination
Ostroumov Passive positioning method using distance measuring equipment and automatic dependent surveillance-broadcast data
Baine et al. Algorithm for three-dimensional geodetic positioning based on measurements of automatic dependent surveillance-broadcast signals
Jiang et al. On-the-fly indoor positioning and attitude determination using terrestrial ranging signals
Kapoor et al. A Multistatic Ultrasonic Navigation System for GNSS-denied Environments