RU2687057C1 - Способ определения координат движущегося объекта - Google Patents
Способ определения координат движущегося объекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687057C1 RU2687057C1 RU2018138176A RU2018138176A RU2687057C1 RU 2687057 C1 RU2687057 C1 RU 2687057C1 RU 2018138176 A RU2018138176 A RU 2018138176A RU 2018138176 A RU2018138176 A RU 2018138176A RU 2687057 C1 RU2687057 C1 RU 2687057C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stations
- coordinates
- signals
- apc
- station
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 241001415849 Strigiformes Species 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
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
- 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
- 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
-
- 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
- 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
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
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 радионавигации и может использоваться для определения пространственных координат движущегося объекта и управления его движением в зонах навигации. Технический результат - отсутствие, в том числе, требований обеспечения синхронизированной передачи радиосигналов станциями и наличия единой системы времени передающей радиосигналы системы и объекта. Способ характеризуется тем, что станции передающей системы, содержащей заданное количество станций с заданными и известными на объекте координатами фазовых центров антенн (ФЦА) станций, передают сигналы с индивидуальными признаками для каждой станции. На объекте сигналы принимают, идентифицируют и измеряют проекции скорости объекта, соответствующих им ускорений, производных этих ускорений по времени на прямые, соединяющие ФЦА объекта с соответствующими ФЦА станций, и по указанным проекциям определяют дальности от ФЦА станций до ФЦА объекта по соответствующим уравнениям измерений. По этим дальностям для трех и более станций определяют координаты ФЦА объекта в заданной Декартовой системе координат. 4 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для определения пространственных координат движущихся объектов и управления их движением в зонах навигации. Радиосигналы передают станции передающей системы с заданными координатами фазовых центров антенн (ФЦА) станций, их принимают на объекте и определяют координаты фазового центра его антенны. Реализация способа позволит, в том числе, упростить соответствующие системы позиционирования, обеспечить однозначность определения координат объекта без привлечения дополнительной информации.
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, 2016/0327630А1. 2016/0330584А1, 2016/0337933А1; Основы испытаний летательных аппара-тов/ 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.
По критерию минимальной достаточности наиболее близким является способ определения координат объектов по патенту автора RU №2624461.
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 требований обеспечения синхронизированной передачи радиосигналов станциями и наличия единой системы времени передающей радиосигналы системы и объекта. Это достигается тем, что станции передающей системы, содержащей заданное количество станций с заданными и известными на объекте координатами фазовых центров антенн (ФЦА) станций, передают сигналы с индивидуальными признаками для каждой станции. На объекте сигналы принимают, идентифицируют и измеряют одним из известных методов проекции скорости объекта, соответствующих им ускорений, производных этих ускорений по времени на прямые, соединяющие ФЦА объекта с соответствующими ФЦА станций, и по указанным проекциям определяют дальности от ФЦА станций до ФЦА объекта по предложенным в способе уравнениям измерений. По этим дальностям для трех и более станций 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].
Для достижения указанного технического результата в соответствии с настоящим изобретением в способе определения координат движущегося объекта с каждой i-той станции передающей системы, содержащей заданное количество станций с заданными и известными на объекте координатами фазовых центров антенн станций в заданной трехмерной Декартовой системе координат (X,Y,Z), передают сигналы с индивидуальными признаками для каждой станции, на объекте их принимают, идентифицируют и измеряют одним из известных методов проекции скорости vi объекта на прямые, соединяющие фазовый центр антенны объекта с соответствующими фазовыми центрами антенн i -тых станций, соответствующих им ускорений a i, производных этих ускорений bi по времени, и по указанным проекциям для каждой станции определяют соответствующие дальности di от фазовых центров антенн станций до фазового центра антенны объекта в соответствии с уравнениями измерений , где - абсолютное значение величины s, и по определенным таким образом дальностям для трех и более станций любым из известных дальномерных методов определяют координаты объекта x, y, z в указанной системе координат.
Также передают электромагнитные сигналы в диапазоне радиочастот.
Также передают электромагнитные сигналы в оптическом диапазоне частот.
Также передают сигналы в акустическом диапазоне частот.
Кроме того, формируют и передают гармонический сигнал либо совокупность гармонических сигналов.
Совокупность всех признаков позволяет определить пространственные координаты объекта с достижением указанного технического результата.
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.
Сущность способа заключается в следующем.
С каждой станции передающей системы, содержащей заданное количество станций с заданными и известными на объекте координатами ФЦА станций в заданной трехмерной Декартовой системе координат (X,Y,Z), передают сигналы с индивидуальными признаками для каждой станции. На объекте сигналы принимают, идентифицируют и измеряют одним из известных методов проекции скорости vi объекта на прямые, соединяющие ФЦА объекта с соответствующими ФЦА i-тых станций, соответствующих им ускорений a i и производных этих ускорений bi по времени. Измерение скорости основано, например, на измерении смещения частоты сигнала, связанного с эффектом Доплера. По указанным проекциям для каждой станции определяют соответствующие дальности di от ФЦА станций до ФЦА объекта в соответствии с указанными уравнениями измерений.
По определенным таким образом дальностям для трех и более станций любым из известных дальномерных методов определяют координаты объекта x,y,z в указанной системе координат.
Сигналы могут передавать в указанных диапазонах частот, а также в виде гармонического сигнала либо совокупности гармонических сигналов.
Координаты ФЦА объекта определяются однозначно и не требуется привлечение дополнительной априорной информации о расположении ФЦА объекта.
Способ может найти применение для построения универсальной навигационно-посадочной системы.
Перечислим основные достоинства способа:
- обеспечивает однозначное определение пространственных координат ФЦА объекта с высокой точностью;
- не требуется обеспечение синхронизированной передачи радиосигналов станциями (не обязательна одновременная их передача, либо передача с известными задержками по времени), т.к. измеряются не задержки радиосигналов, а указанные проекции скоростей, ускорений и производных ускорений по времени;
- практически исключается влияние на точность определения координат наличие отраженных (например, от земли) радиосигналов;
-не требуется единая система времени передающей системы и объекта;
- реализация способа проще и дешевле, чем известных аналогов;
- позволяет осуществлять одновременные измерения на большом количестве объектов.
Результативность и эффективность использования заявляемого способа состоит в том, что он может быть применен на практике для развития и совершенствования систем определения координат движущихся объектов, например, радиотехнических, а также в других приложениях. Способ позволяет однозначно определять координаты с большой точностью и более просто по сравнению с известными способами.
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».
Также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения действий на достижение указанного результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Таким образом, заявленное изобретение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень», а также критерию «промышленная применимость».
Claims (5)
1. Способ определения координат движущегося объекта, при котором с каждой i-той станции передающей системы, содержащей заданное количество станций с заданными и известными на объекте координатами фазовых центров антенн станций в заданной трехмерной Декартовой системе координат (X,Y,Z), передают сигналы с индивидуальными признаками для каждой станции, на объекте их принимают, идентифицируют и измеряют проекции скорости νi объекта на прямые, соединяющие фазовый центр антенны объекта с соответствующими фазовыми центрами антенн i-тых станций, соответствующих им ускорений а i, производных этих ускорений bi по времени, и по указанным проекциям для каждой станции определяют соответствующие дальности di от фазовых центров антенн станций до фазового центра антенны объекта в соответствии с уравнениями измерений где - знак абсолютного значения (модуля) заключенной в нем величины, и по определенным таким образом дальностям для трех и более станций определяют координаты объекта x, y, z в указанной системе координат.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что передают электромагнитные сигналы в диапазоне радиочастот.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что передают электромагнитные сигналы в оптическом диапазоне частот.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что передают сигналы в акустическом диапазоне частот.
5. Способ по п. 1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что формируют и передают гармонический сигнал либо совокупность гармонических сигналов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018138176A RU2687057C1 (ru) | 2018-10-30 | 2018-10-30 | Способ определения координат движущегося объекта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018138176A RU2687057C1 (ru) | 2018-10-30 | 2018-10-30 | Способ определения координат движущегося объекта |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2687057C1 true RU2687057C1 (ru) | 2019-05-07 |
Family
ID=66430687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018138176A RU2687057C1 (ru) | 2018-10-30 | 2018-10-30 | Способ определения координат движущегося объекта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2687057C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2732893C1 (ru) * | 2020-03-20 | 2020-09-24 | Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ") | Способ определения дальности |
RU2737532C1 (ru) * | 2020-03-20 | 2020-12-01 | Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ") | Способ определения координат радиотехнического объекта |
RU2737533C1 (ru) * | 2020-02-25 | 2020-12-01 | Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ") | Способ определения координат радиотехнического объекта |
RU2738641C1 (ru) * | 2020-03-20 | 2020-12-15 | Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ") | Радиотехническая система определения координат |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2166199C2 (ru) * | 1999-06-01 | 2001-04-27 | Тамбовский военный авиационный инженерный институт | Способ определения горизонтальной дальности цели по излучению сканирующей рлс |
JP2009229393A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Fujitsu Ltd | 無線測位システム及び無線測位方法 |
RU2008116582A (ru) * | 2005-09-27 | 2009-11-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед (US) | Определение местоположения позиции с использованием передатчиков со смещением хронирования и настройкой фазы |
WO2013048210A2 (ko) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 한국전자통신연구원 | 셀룰러 이동통신 시스템에서 단말기의 위치 결정 방법 |
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 (ru) * | 2016-08-26 | 2017-07-04 | Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") | Способ определения координат объекта |
RU2624457C1 (ru) * | 2016-08-26 | 2017-07-04 | Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") | Способ определения координат объекта |
-
2018
- 2018-10-30 RU RU2018138176A patent/RU2687057C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2166199C2 (ru) * | 1999-06-01 | 2001-04-27 | Тамбовский военный авиационный инженерный институт | Способ определения горизонтальной дальности цели по излучению сканирующей рлс |
RU2008116582A (ru) * | 2005-09-27 | 2009-11-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед (US) | Определение местоположения позиции с использованием передатчиков со смещением хронирования и настройкой фазы |
JP2009229393A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Fujitsu Ltd | 無線測位システム及び無線測位方法 |
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 (ko) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 한국전자통신연구원 | 셀룰러 이동통신 시스템에서 단말기의 위치 결정 방법 |
RU2624461C1 (ru) * | 2016-08-26 | 2017-07-04 | Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") | Способ определения координат объекта |
RU2624457C1 (ru) * | 2016-08-26 | 2017-07-04 | Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") | Способ определения координат объекта |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2737533C1 (ru) * | 2020-02-25 | 2020-12-01 | Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ") | Способ определения координат радиотехнического объекта |
RU2732893C1 (ru) * | 2020-03-20 | 2020-09-24 | Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ") | Способ определения дальности |
RU2737532C1 (ru) * | 2020-03-20 | 2020-12-01 | Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ") | Способ определения координат радиотехнического объекта |
RU2738641C1 (ru) * | 2020-03-20 | 2020-12-15 | Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ") | Радиотехническая система определения координат |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2687057C1 (ru) | Способ определения координат движущегося объекта | |
RU2695807C1 (ru) | Способ определения координат движущегося объекта по дальностям | |
RU2624461C1 (ru) | Способ определения координат объекта | |
RU2624457C1 (ru) | Способ определения координат объекта | |
RU2687059C1 (ru) | Способ определения дальности | |
US7205930B2 (en) | Instantaneous 3—D target location resolution utilizing only bistatic range measurement in a multistatic system | |
CN114706063A (zh) | 雷达系统中的方法、雷达系统或雷达系统的装置 | |
RU2718593C1 (ru) | Способ определения по измеренным относительным дальностям координат объекта | |
JP7326422B2 (ja) | 波動に基づいた信号を用いて少なくとも1つの物体の位置特定を行うための位置特定方法及び位置特定システム | |
RU2723986C1 (ru) | Способ определения по измеренным относительным дальностям координат объекта | |
KR20150083306A (ko) | 동일 채널을 사용하는 멀티사이트 레이다 신호 생성 방법 및 장치 | |
RU2646595C1 (ru) | Способ определения координат источника радиоизлучения | |
AU2017399674A1 (en) | Multi-receiver geolocation using differential GPS | |
RU2687056C1 (ru) | Способ определения координат движущегося объекта | |
RU2617448C1 (ru) | Способ определения координат объекта | |
RU2578750C1 (ru) | Способ передачи радиосигналов | |
RU2742925C1 (ru) | Способ определения относительных дальностей от источника радиоизлучения | |
RU2686068C1 (ru) | Способ определения координат движущегося объекта | |
RU2617711C1 (ru) | Способ определения координат источника радиоизлучения | |
RU2624463C1 (ru) | Способ определения координат объекта | |
RU2686070C1 (ru) | Способ определения координат движущегося объекта | |
RU2681955C1 (ru) | Способ определения координат движущегося объекта | |
RU2695805C1 (ru) | Способ определения координат движущегося объекта по дальностям | |
RU2624458C1 (ru) | Способ определения координат объекта | |
RU2737533C1 (ru) | Способ определения координат радиотехнического объекта |