RU2682317C1 - Method of determining coordinates of moving object - Google Patents

Method of determining coordinates of moving object Download PDF

Info

Publication number
RU2682317C1
RU2682317C1 RU2018126192A RU2018126192A RU2682317C1 RU 2682317 C1 RU2682317 C1 RU 2682317C1 RU 2018126192 A RU2018126192 A RU 2018126192A RU 2018126192 A RU2018126192 A RU 2018126192A RU 2682317 C1 RU2682317 C1 RU 2682317C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stations
group
coordinates
phase centers
determined
Prior art date
Application number
RU2018126192A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Петрович Панов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С")
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 Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С")
Priority to RU2018126192A priority Critical patent/RU2682317C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2682317C1 publication Critical patent/RU2682317C1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • 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
    • G01S13/46—Indirect determination of position data
    • G01S13/48—Indirect determination of position data using multiple beams at emission or reception
    • 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
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • 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
    • 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
    • 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)
  • Signal Processing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: radio navigation.SUBSTANCE: invention relates to radio navigation and can be used to determine spatial coordinates of a moving object and control its movement in navigation zones. Method is characterized by that radio signals are transmitted from a moving object, received and identified by receiving system stations, comprising a plurality of at least two groups of stations with given coordinates of antenna phase centers (APhC) of stations, including at least three stations in each group, APhC of which for one group are located on one given straight line, and APhC for the other group are located on another specified straight line. At the stations measure the projections of speed, acceleration and time derivative of the APhC of object on straight lines connecting the APhC of the stations to the APhC of object, and from said projections for each of the three ordered stations of each of the groups, determining the distance from the APhC of object to the APhC of stations according to the measurement equations proposed in the method. Coordinates of the APhC of object in the given Cartesian coordinate system are determined from these distances.EFFECT: avoiding the requirement of having a single system of time which receives radio signals of the system and the object.1 cl

Description

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для определения пространственных координат движущихся объектов и управления их движением в зонах навигации. Радиосигналы передают с движущегося объекта, их принимают и идентифицируют станциями принимающей системы с заданными координатами фазовых центров антенн (ФЦА) станций и определяют координаты ФЦА объекта. Реализация способа позволит, в том числе, упростить соответствующие системы позиционирования, обеспечить однозначность определения координат объекта без привлечения дополнительной информации.The invention relates to radio navigation and can be used to determine the spatial coordinates of moving objects and control their movement in navigation areas. Radio signals are transmitted from a moving object, they are received and identified by the stations of the receiving system with the given coordinates of the phase centers of the antennas (FCA) of the stations and the coordinates of the FCA of the object are determined. The implementation of the method will allow, inter alia, to simplify the corresponding positioning systems, to ensure the uniqueness of determining the coordinates of the object without involving additional information.

Известны способы определения координат объектов, основанные на применении угломерных, дальномерных, разностно и суммарно-дальномерных и комбинированных методов определения местоположения объекта с амплитудными, временными, частотными, фазовыми и импульсно-фазовыми методами измерения параметров радиосигнала (Патенты РФ 2096800, 2213979, 2258242, 2264598, 2309420, 2325666, 2363117, 2371737, 2378660, 2430385, 2439617, 2506605, 2507529, 2510518, 2539968, 2558640, 2559813, 2567114, 2568104, 2572589, 2584976, 2597007, 2598000, 2599984, 2602506, 2620359, 2653506, 2657237; Патенты США №№9423502 В2, 9465099 В2, 9485629 В2, 9488735 В2, 9661604 В1, 9681267 В2, 2016/0327630 А1. 2016/0330584 А1, 2016/0337933 А1; Основы испытаний летательных аппаратов/ Е.И. Кринецкий и др. Под ред. Е.И. Кринецкого. - М.: Машиностр., 1979, с. 64-89; Радиотехнические системы / Ю.М. Казаринов и др. Под ред. Ю.М. Казаринова. - М.: ИЦ «Академия», 2008, с. 7, 17-18, п.п. 7.1-7.4, гл. 10.; Мельников Ю.П., Попов С.В. Радиотехническая разведка. Методы оценки эффективности местоопределения источников излучения. - М.; «Радиотехника», 2008, гл. 5; Кинкулькин И.Е. и др. Фазовый метод определения координат. - М.: Сов. радио, 1979, с. 10-11, 97-100). Известные способы имеют те или иные недостатки, например, необходимость механического перемещения антенной системы, невозможность однозначного определения координат объекта, необходимость априорной информации о местоположении объекта, необходимость общей синхронизации передающих и принимающих радиосигналы радиотехнических объектов, недостаточное быстродействие и точность.Known methods for determining the coordinates of objects based on the use of goniometric, rangefinder, difference and total rangefinder and combined methods for determining the location of an object with amplitude, time, frequency, phase and pulse-phase methods for measuring the parameters of the radio signal (RF Patents 2096800, 2213979, 2258242, 2264598 , 2309420, 2325666, 2363117. US No. 9423502 B2, 9465099 B2, 9485629 B2, 9488735 B2, 9661604 B1, 9681267 B2, 2016/0327630 A1. 2016/0330584 A1, 2016/03 37933 A1; Fundamentals of Testing Aircraft / E.I. Krynetskiy et al. Edited by E.I. Krynetskiy. - M .: Mashinostr., 1979, pp. 64-89; Radio Engineering Systems / Yu.M. Kazarinov et al. Under the editorship of Yu.M. Kazarinov. - M .: IC "Academy", 2008, p. 7, 17-18, items 7.1-7.4, chap. 10 .; Melnikov Yu.P., Popov S .V. Radio intelligence. Methods for assessing the effectiveness of the determination of radiation sources. - M .; Radio Engineering, 2008, Ch. 5; Kinkulkin I.E. et al. Phase method for determining coordinates. - M .: Owls. radio, 1979, p. 10-11, 97-100). Known methods have certain disadvantages, for example, the need for mechanical movement of the antenna system, the impossibility of unambiguous determination of the coordinates of the object, the need for a priori information about the location of the object, the need for general synchronization of radio objects transmitting and receiving radio signals, insufficient speed and accuracy.

По критерию минимальной достаточности наиболее близким является способ определения координат объектов по патенту автора RU №2624457.According to the criterion of minimum sufficiency, the closest is the method of determining the coordinates of objects according to the author’s patent RU No. 2624457.

Преимуществом заявляемого способа определения координат объектов по сравнению с известными способами является обеспечение однозначного определения координат объекта без привлечения дополнительной информации о местоположении объекта и отсутствие требования наличия единой системы времени принимающей радиосигналы системы и объекта. Это достигается тем, что радиосигналы передают с движущегося объекта, их принимают и идентифицируют станциями принимающей системы, содержащей совокупность по крайней мере двух групп станций с заданными координатами ФЦА станций, включающих по крайней по три станции в каждой группе, ФЦА которых для одной группы располагают на одной заданной прямой, а ФЦА для другой группы располагают на другой заданной прямой. На станциях измеряют одним из известных методов проекции скорости, ускорения и производной ускорения по времени ФЦА объекта на прямые, соединяющие ФЦА станций с ФЦА объекта, и по указанным проекциям для каждой из трех упорядочение расположенных станций каждой из групп определяют дальности от ФЦА объекта до ФЦА станций по предложенным в способе уравнениям измерений. По этим дальностям определяют координаты ФЦА объекта в заданной Декартовой системе координат любым из известных дальномерных методов. Можно использовать, например, подходящий из методов, защищенных патентами автора RU №№2484604, 2484605, или метод, опубликованный в статье автора [Простой алгоритм определения пространственных координат объекта дальномерным методом // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2015. Т. 13. №4, С. 3-8]). В предложенном способе также приведены уравнения измерения пространственных координат объекта для частного случая расположения станций, имеющего практическое значение.The advantage of the proposed method for determining the coordinates of objects in comparison with known methods is to provide an unambiguous determination of the coordinates of the object without involving additional information about the location of the object and the absence of the requirement for a single time system receiving the radio signals of the system and the object. This is achieved by the fact that the radio signals are transmitted from a moving object, they are received and identified by the stations of the receiving system containing a set of at least two groups of stations with the given coordinates of the FCA stations, including at least three stations in each group, whose FCA for one group are located on one given line, and the FCA for another group is placed on another given line. At the stations, one of the known methods for projecting the speed, acceleration and time derivative of the acceleration of the FCA of an object onto the straight lines connecting the FCA of the station with the FCA of the object is measured, and the distances from the FCA of the object to the FCA stations are determined from each of the three projections for the ordered stations of each group according to the measurement equations proposed in the method. From these ranges, the coordinates of the object's FCA are determined in a given Cartesian coordinate system by any of the known range-finding methods. You can use, for example, the appropriate method protected by the author’s patents RU No. 2484604, 2484605, or the method published in the author’s article [A simple algorithm for determining the spatial coordinates of an object using the rangefinder method // Information-measuring and control systems. 2015. T. 13. No. 4, S. 3-8]). The proposed method also provides equations for measuring the spatial coordinates of an object for a particular case of the location of stations of practical importance.

Для достижения указанного технического результата в соответствии с настоящим изобретением в способе определения координат движущегося объекта с него передают радиосигналы, принимают и идентифицируют их станциями принимающей системы, содержащей совокупность по крайней мере двух групп станций, i-тую и j-тую, с заданными координатами ФЦА станций в заданной трехмерной Декартовой системе координат (X,F,Z), включающих по крайней по три станции в каждой группе, ФЦА которых для i-той группы располагают на одной заданной прямой, а ФЦА для j-той группы располагают на другой заданной прямой, и измеряют одним из известных методов проекции скорости, ускорения и производной ускорения по времени ФЦА объекта на прямые, соединяющие ФЦА станций с ФЦА объекта, и по указанным проекциям для каждой из трех упорядоченно расположенных станций i-той группы определяют дальности di1, di2, di3 от ФЦА объекта до ФЦА станций в соответствии с уравнениями измеренийTo achieve the specified technical result in accordance with the present invention, in the method for determining the coordinates of a moving object, radio signals are transmitted from it, received and identified by the stations of the receiving system containing at least two groups of stations, the i-th and j-th, with the specified coordinates of the PCA stations in a given three-dimensional Cartesian coordinate system (X, F, Z), including at least three stations in each group, whose FCA for the i-th group are located on one given straight line, and the FCA for the j-th group placed on another predetermined straight line, and measured using one of the known methods for projecting the speed, acceleration and time derivative of the acceleration of the object’s FCA onto the lines connecting the FCA of the object and the FCA of the object, and by the indicated projections for each of the three ordered stations of the i-th group determine the distance di1, di2, di3 from the FCA of the facility to the FCA stations in accordance with the measurement equations

Figure 00000001
Figure 00000001

где

Figure 00000002
- расстояния соответственно между фазовыми ФЦА станций с индексами i1 и i2, i1 и i3, i2 и i3, a νi1, νi2, νi3 - указанные проекции скорости, ai1, ai2, ai3 - указанные проекции ускорения, bi1, bi2, bi3 - указанные проекции производной ускорения по времени, при этом параметры δi1 и δi2 определяют по формуламWhere
Figure 00000002
are the distances, respectively, between the phase FCA stations with indices i1 and i2, i1 and i3, i2 and i3, a νi1, νi2, νi3 are the indicated projections of velocity, a i1, a i2, a i3 are the indicated projections of acceleration, bi1, bi2, bi3 - these projections of the derivative of the acceleration with respect to time, while the parameters δi1 and δi2 are determined by the formulas

δil=(ri23 × νi12 -ri13 × νi22 + ri12 × νi32)/δ0,δil = (ri23 × νi1 2 -ri13 × νi2 2 + ri12 × νi3 2 ) / δ0,

δi2=3 × (ri23 × νi1 × ai1 - ri13 × νi2 × ai1 + ri12 × νi3 × ai3)/δ0, где δ0=νi1 × (ai3 × bi2 - ai2 × bi3) + νi2 × (ai1 × bi3 - ai3 × bi1) + + νi3 × (ai2 × bi1 - ai1 × bi2),δi2 = 3 × (ri23 × νi1 × a i1 - ri13 × νi2 × a i1 + ri12 × νi3 × a i3) / δ0, where δ0 = νi1 × ( a i3 × bi2 - a i2 × bi3) + νi2 × ( a i1 × bi3 - a i3 × bi1) + + νi3 × ( a i2 × bi1 - a i1 × bi2),

аналогично для каждой из трех упорядоченно расположенных станций j-той группы по приведенным уравнениям измерений, в которых соответственно индекс i меняют на индекс j, определяют соответствующие дальности dj1, dj2, dj3 от ФЦА объекта до ФЦА этих станций и по определенным таким образом дальностям, соответствующим i-той и j-той группам станций, любым из известных дальномерных методов определяют координаты объекта.similarly, for each of the three ordered stations of the jth group, according to the given measurement equations, in which the index i is respectively changed to index j, the corresponding distances dj1, dj2, dj3 from the object’s FCA to the FCA of these stations are determined and the distances corresponding to i-th and j-th groups of stations, any of the known range-finding methods determine the coordinates of the object.

Также ФЦА i-той группы станций располагают на одной заданной прямой, параллельной оси X, а ФЦА j-той группы станций располагают на другой заданной прямой, параллельной оси Y, и определяют координаты движущегося объекта x и у в соответствии с уравнениями измеренийAlso, the FCA of the i-th group of stations is located on one predetermined straight line parallel to the X axis, and the FCA of the j-th group of stations is located on another predetermined straight line parallel to the Y axis, and the coordinates of the moving object x and y are determined in accordance with the measurement equations

Figure 00000003
Figure 00000003

где хi1 и yj1 - соответственно координаты по осям X и Y фазовых центров антенн станций с индексами i1 и j1, а координату движущегося объекта z определяют в соответствии с уравнением измеренийwhere xi1 and yj1 are, respectively, the coordinates along the X and Y axes of the phase centers of the station antennas with indices i1 and j1, and the coordinate of the moving object z is determined in accordance with the measurement equation

Figure 00000004
Figure 00000004

где zi - координата по оси Z фазовых центров антенн, одинаковая для всех станций i-той группы, а параметр hх определяют по формулеwhere zi is the coordinate along the Z axis of the phase centers of the antennas, the same for all stations of the i-th group, and the parameter hx is determined by the formula

hx=dil2-[di12-di32+ri132)2 / ri132 / 4,hx = dil 2 - [di1 -di3 2 2 + ri13 2) 2 / ri13 2/4,

либо в соответствии с уравнением измеренийeither in accordance with the measurement equation

Figure 00000005
Figure 00000005

где zj - координата по оси Z фазовых центров антенн, одинаковая для всех станций j-той группы, а параметр hy определяют по формулеwhere zj is the coordinate along the Z axis of the phase centers of the antennas, the same for all stations of the jth group, and the parameter hy is determined by the formula

hy=dj12 - [dj12 - dj32 + rj132)2 / rj132 / 4,hy = dj1 2 - [dj1 2 - dj3 2 + rj13 2) 2 / rj13 2/4,

либо координату движущегося объекта z определяют в соответствии с уравнением измеренийor the coordinate of a moving object z is determined in accordance with the measurement equation

Figure 00000006
Figure 00000006

Совокупность всех признаков позволяет определить пространственные координаты объекта с достижением указанного технического результата.The combination of all the features allows you to determine the spatial coordinates of the object with the achievement of the specified technical result.

В существующем уровне техники не выявлено источников информации, которые содержали бы сведения о способах того же назначения с указанной совокупностью признаков. Ниже изобретение описано более детально.In the current level of technology, no sources of information have been identified that would contain information about methods of the same purpose with the specified set of features. The invention is described in more detail below.

Сущность способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.

С движущегося объекта передают радиосигналы, принимают и идентифицируют их станциями принимающей системы, содержащей совокупность по крайней мере двух групп станций, i-тую и j-тую, с заданными координатами ФЦА станций в заданной трехмерной Декартовой системе координат (X,Y,Z), включающей по крайней по три станции в каждой группе, ФЦА которых для i-той группы располагают на одной заданной прямой, а ФЦА для j-той группы располагают на другой заданной прямой.Radio signals are transmitted from a moving object, received and identified by the stations of the receiving system containing the set of at least two groups of stations, the i-th and j-th, with the given coordinates of the FCA stations in the given three-dimensional Cartesian coordinate system (X, Y, Z), including at least three stations in each group, whose FAC for the i-th group are located on one given line, and the FAC for the j-th group are located on another given line.

На станциях измеряют одним из известных методов проекции скорости, ускорения и производной ускорения по времени ФЦА объекта на прямые, соединяющие ФЦА станций с ФЦА объекта. Измерение скорости основано, например, на измерении смещения частоты радиосигнала, связанного с эффектом Доплера. По указанным проекциям для каждой из трех упорядочение расположенных станций i-той группы определяют дальности di1, di2, di3 от ФЦА объекта до ФЦА станций в соответствии с уравнениями измерений (1).At the stations, one of the known methods for projecting the speed, acceleration and time derivative of the acceleration of the FCA of an object onto the straight lines connecting the FCA of the stations to the FCA of the object is measured. The speed measurement is based, for example, on the measurement of the frequency offset of the radio signal associated with the Doppler effect. From the indicated projections for each of the three ordering of the located stations of the i-th group, the distances di1, di2, di3 from the FCA of the object to the FCA stations are determined in accordance with the measurement equations (1).

Аналогично для каждой из трех упорядоченно расположенных станций j-той группы по уравнениям измерений (1), в которых соответственно индекс i меняют на индекс j, определяют соответствующие дальности djl, dj2, dj3 от ФЦА объекта до ФЦА этих станций. По определенным таким образом дальностям, соответствующим i-той и j-той группам станций, любым из известных дальномерных методов определяют координаты ФЦА объекта.Similarly, for each of the three ordered stations of the jth group, according to the measurement equations (1), in which respectively the index i is changed to index j, the corresponding distances djl, dj2, dj3 from the object’s FCA to the FCA of these stations are determined. Based on the ranges thus determined, corresponding to the i-th and j-th groups of stations, the coordinates of the object's PCA are determined by any of the known range-finding methods.

На практике может быть реализовано, например, следующее размещение станций принимающей системы: ФЦА i-той группы станций располагают на одной заданной прямой, параллельной оси X, а ФЦА j-той группы станций располагают на другой заданной прямой, параллельной оси Y. Для этого случая координаты ФЦА движущегося объекта х и у определяют в соответствии с уравнениями измерений (2), а координату z определяют в соответствии с уравнениями измерений (3), (4) или (5), например, выбирая из них то, которое дает наименьшую дисперсию определения координаты z в процессе перемещения объекта. Координаты ФЦА объекта определяются однозначно, и не требуется привлечение дополнительной априорной информации о расположении ФЦА объекта.In practice, for example, the following placement of stations of the receiving system can be implemented: the FCA of the i-th group of stations are located on one given straight line parallel to the X axis, and the FCA of the j-th group of stations are placed on another predetermined straight line parallel to the Y axis. For this case the coordinates of the PCA of the moving object x and y are determined in accordance with the measurement equations (2), and the z coordinate is determined in accordance with the measurement equations (3), (4) or (5), for example, choosing from them the one that gives the smallest dispersion of the definition z coordinates in percent sse moving object. The coordinates of the FCA facility are uniquely determined, and no additional a priori information is required on the location of the FCA facility.

Способ может найти применение для построения универсальной навигационно-посадочной системы.The method may find application for building a universal navigation and landing system.

Перечислим основные достоинства способа:We list the main advantages of the method:

- обеспечивает однозначное определение пространственных координат ФЦА объекта с высокой точностью;- provides an unambiguous determination of the spatial coordinates of the FCA object with high accuracy;

- практически исключается влияние на точность определения координат наличие отраженных (например, от земли) радиосигналов;- virtually eliminates the influence on the accuracy of determining the coordinates of the presence of reflected (for example, from the ground) radio signals;

- не требуется единая система времени принимающей системы и объекта;- no single time system of the receiving system and object is required;

- реализация способа проще и дешевле, чем известных аналогов;- the implementation of the method is simpler and cheaper than known analogues;

- позволяет осуществлять одновременные измерения на большом количестве объектов.- allows simultaneous measurements on a large number of objects.

Результативность и эффективность использования заявляемого способа состоит в том, что он может быть применен на практике для развития и совершенствования радиотехнических систем определения координат движущихся объектов, а также в других приложениях. Способ позволяет однозначно определять координаты с большой точностью и более просто по сравнению с известными способами.The effectiveness and efficiency of the use of the proposed method lies in the fact that it can be applied in practice for the development and improvement of radio engineering systems for determining the coordinates of moving objects, as well as in other applications. The method allows you to uniquely determine the coordinates with great accuracy and more simply compared to known methods.

Таким образом, заявляемый способ обеспечивает появление новых свойств, не достигаемых в аналогах. Проведенный анализ позволил установить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию «новизны».Thus, the claimed method provides the emergence of new properties not achieved in analogues. The analysis made it possible to establish: analogues with a set of features identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates the conformity of the claimed method to the “novelty” condition.

Также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения действий на достижение указанного результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».Also, the popularity of the influence of the actions provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the specified result was not revealed. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".

Таким образом, заявленное изобретение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень», а также критерию «промышленная применимость».Thus, the claimed invention meets the criteria of "novelty" and "inventive step", as well as the criterion of "industrial applicability".

Claims (22)

1. Способ определения координат движущегося объекта, при котором с него передают радиосигналы, принимают и идентифицируют их станциями принимающей системы, содержащей совокупность по крайней мере двух групп станций, i-ю и j-ю, с заданными координатами фазовых центров антенн станций в заданной трехмерной Декартовой системе координат (X, Y, Z), включающих по крайней по три станции в каждой группе, фазовые центры антенн которых для i-й группы располагают на одной заданной прямой, а фазовые центры антенн для j-й группы располагают на другой заданной прямой, и измеряют проекции скорости, ускорения и производной ускорения по времени фазового центра антенны объекта на прямые, соединяющие фазовые центры антенн станций с фазовым центром антенны объекта, и по указанным проекциям для каждой из трех упорядоченно расположенных станций i-й группы определяют дальности di1, di2, di3 от фазового центра антенны объекта до фазовых центров антенн станций в соответствии с уравнениями измерений1. A method for determining the coordinates of a moving object, at which radio signals are transmitted from it, receive and identify them by the stations of the receiving system containing a set of at least two groups of stations, i-th and j-th, with the given coordinates of the phase centers of the station antennas in a given three-dimensional Cartesian coordinate system (X, Y, Z), including at least three stations in each group, the phase centers of the antennas of which for the ith group are located on one given straight line, and the phase centers of the antennas for the jth group are located on another specified direct, and measure the projection of the velocity, acceleration and time derivative of the acceleration of the phase center of the antenna of the object onto the straight lines connecting the phase centers of the antenna of the stations to the phase center of the antenna of the object, and from each of the three ordered stations of the i-th group determine the distances di1, di2, di3 from the phase center of the antenna of the object to the phase centers of the antenna of the stations in accordance with the measurement equations
Figure 00000007
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000009
 где ri12, ri13, ri23 - расстояния соответственно между фазовыми центрами антенн станций с индексами i1 и i2, i1 и i3, i2 и i3, a vi1, vi2, vi3 - указанные проекции скорости, ai1, ai2, ai3 - указанные проекции ускорения, bi1, bi2, bi3 - указанные проекции производной ускорения по времени, при этом параметры δi1 и δi2 определяют по формуламwhere ri 12 , ri 13 , ri 23 are the distances, respectively, between the phase centers of the antenna of the stations with indices i 1 and i 2 , i 1 and i 3 , i 2 and i 3 , a vi1, vi2, vi3 are the indicated projections of speed, ai1, ai2, ai3 are the indicated projections of the acceleration, bi1, bi2, bi3 are the indicated projections of the derivative of the acceleration with respect to time, while the parameters δi1 and δi2 are determined by the formulas
Figure 00000010
Figure 00000010
Figure 00000011
где
Figure 00000011
Where
Figure 00000012
Figure 00000012
 аналогично для каждой из трех упорядоченно расположенных станций j-й группы по приведенным уравнениям измерений, в которых соответственно индекс i меняют на индекс j, определяют соответствующие дальности dj1, dj2, dj3 от фазового центра антенны объекта до фазовых центров антенн этих станций и по определенным таким образом дальностям, соответствующим i-й и j-й группам станций, определяют координаты объекта.similarly, for each of the three ordered stations of the jth group according to the given measurement equations, in which respectively the index i is changed to the index j, the corresponding distances dj1, dj2, dj3 from the phase center of the antenna of the object to the phase centers of the antennas of these stations are determined and determined Thus, the distances corresponding to the i-th and j-th groups of stations determine the coordinates of the object. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фазовые центры антенн i-й группы станций располагают на одной заданной прямой, параллельной оси X, а фазовые центры антенн j-й группы станций располагают на другой заданной прямой, параллельной оси Y, и определяют координаты движущегося объекта x и y в соответствии с уравнениями измерений2. The method according to p. 1, characterized in that the phase centers of the antennas of the i-th group of stations are located on one predetermined straight line parallel to the X axis, and the phase centers of the antennas of the j-th group of stations are located on another predetermined straight line parallel to the Y axis, and determine the coordinates of the moving object x and y in accordance with the measurement equations
Figure 00000013
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000014
 где xi1 и yj1 - соответственно координаты по осям X и Y фазовых центров антенн станций с индексами i1 и j1, а координату движущегося объекта z определяют в соответствии с уравнением измеренийwhere xi1 and yj1 are the coordinates along the X and Y axes of the phase centers of the station antennas with indices i1 and j1, and the coordinate of the moving object z is determined in accordance with the measurement equation
Figure 00000015
Figure 00000015
 где zi - координата по оси Z фазовых центров антенн, одинаковая для всех станций i-й группы, а параметр hx определяют по формулеwhere zi is the coordinate along the Z axis of the phase centers of the antennas, the same for all stations of the i-th group, and the parameter hx is determined by the formula
Figure 00000016
Figure 00000016
 либо в соответствии с уравнением измеренийeither in accordance with the measurement equation
Figure 00000017
Figure 00000017
 где zj - координата по оси Z фазовых центров антенн, одинаковая для всех станций j-й группы, а параметр hy определяют по формулеwhere zj is the coordinate along the Z axis of the phase centers of the antennas, the same for all stations of the jth group, and the parameter hy is determined by the formula
Figure 00000018
Figure 00000018
 либо координату движущегося объекта z определяют в соответствии с уравнением измеренийor the coordinate of a moving object z is determined in accordance with the measurement equation
Figure 00000019
Figure 00000019
RU2018126192A 2018-07-16 2018-07-16 Method of determining coordinates of moving object RU2682317C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126192A RU2682317C1 (en) 2018-07-16 2018-07-16 Method of determining coordinates of moving object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126192A RU2682317C1 (en) 2018-07-16 2018-07-16 Method of determining coordinates of moving object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2682317C1 true RU2682317C1 (en) 2019-03-19

Family

ID=65805851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018126192A RU2682317C1 (en) 2018-07-16 2018-07-16 Method of determining coordinates of moving object

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2682317C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2166199C2 (en) * 1999-06-01 2001-04-27 Тамбовский военный авиационный инженерный институт Method determining horizontal range to target by radiation of scanning radar
WO2003098951A1 (en) * 2002-05-15 2003-11-27 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining the position of a mobile station, and position determination unit
JP2009229393A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Fujitsu Ltd Radio determination system and radio determination method
RU2008116582A (en) * 2005-09-27 2009-11-10 Квэлкомм Инкорпорейтед (US) DETERMINATION OF THE POSITION LOCATION USING TRANSMITTERS WITH MOVEMENT OF THE RESERVATION AND PHASE SETTING
WO2013048210A2 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 한국전자통신연구원 Method for determining position of terminal in cellular mobile communication system
US8862157B2 (en) * 2009-04-10 2014-10-14 Lg Electronics Inc. Method for determining position of user equipment and apparatus for performing same in wireless mobile communication system
RU2624461C1 (en) * 2016-08-26 2017-07-04 Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") Method of determining coordinates of object
RU2624457C1 (en) * 2016-08-26 2017-07-04 Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") Method of determining coordinates of object

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2166199C2 (en) * 1999-06-01 2001-04-27 Тамбовский военный авиационный инженерный институт Method determining horizontal range to target by radiation of scanning radar
WO2003098951A1 (en) * 2002-05-15 2003-11-27 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining the position of a mobile station, and position determination unit
RU2008116582A (en) * 2005-09-27 2009-11-10 Квэлкомм Инкорпорейтед (US) DETERMINATION OF THE POSITION LOCATION USING TRANSMITTERS WITH MOVEMENT OF THE RESERVATION AND PHASE SETTING
JP2009229393A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Fujitsu Ltd Radio determination system and radio determination method
US8862157B2 (en) * 2009-04-10 2014-10-14 Lg Electronics Inc. Method for determining position of user equipment and apparatus for performing same in wireless mobile communication system
WO2013048210A2 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 한국전자통신연구원 Method for determining position of terminal in cellular mobile communication system
RU2624461C1 (en) * 2016-08-26 2017-07-04 Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") Method of determining coordinates of object
RU2624457C1 (en) * 2016-08-26 2017-07-04 Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") Method of determining coordinates of object

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2695807C1 (en) Method of determining coordinates of a moving object along ranges
RU2624457C1 (en) Method of determining coordinates of object
RU2624461C1 (en) Method of determining coordinates of object
Malanowski et al. Two methods for target localization in multistatic passive radar
US20160103214A1 (en) Use of Range-Rate Measurements in a Fusion Tracking System via Projections
US7205930B2 (en) Instantaneous 3—D target location resolution utilizing only bistatic range measurement in a multistatic system
RU2453996C1 (en) System to receive radio signals at objects
RU2687059C1 (en) Range determination method
Bernardini et al. Particle swarm optimization in multi-antenna SAR-based localization for UHF-RFID tags
Aernouts et al. Simulating a combination of TDoA and AoA localization for LoRaWAN
Zhou et al. Novel prior position determination approaches in particle filter for ultra wideband (UWB)-based indoor positioning
RU2453997C1 (en) System to receive radio signals from sources of radio radiations
CN110888108A (en) Positioning method based on RFID and phase calibration
RU2682317C1 (en) Method of determining coordinates of moving object
RU2578750C1 (en) Method of transmitting radio signals
RU2681955C1 (en) Method of determining coordinates of moving object
RU2298805C2 (en) Mode of definition of the coordinates of a radiation source (variants) and a radar station for its realization
RU2453999C1 (en) Method of receiving radio signals on objects
RU2695805C1 (en) Method of determining coordinates of a moving object along ranges
US20120165040A1 (en) Method for locating wireless nodes using difference triangulation
RU2737533C1 (en) Method of determining coordinates of radio object
RU2617711C1 (en) Method for determining coordinates of radio source
RU2737532C1 (en) Method of determining coordinates of radio object
RU2624463C1 (en) Method of determining coordinates of object
RU2686068C1 (en) Method of determining coordinates of moving object