RU2689770C1 - Способ отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных целей в пространственно-распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки - Google Patents

Способ отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных целей в пространственно-распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки Download PDF

Info

Publication number
RU2689770C1
RU2689770C1 RU2018139767A RU2018139767A RU2689770C1 RU 2689770 C1 RU2689770 C1 RU 2689770C1 RU 2018139767 A RU2018139767 A RU 2018139767A RU 2018139767 A RU2018139767 A RU 2018139767A RU 2689770 C1 RU2689770 C1 RU 2689770C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coordinates
receiver
targets
navigation
determining
Prior art date
Application number
RU2018139767A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Викторович Журавлев
Александр Федорович Иванов
Владислав Викторович Кирюшкин
Евгений Михайлович Красов
Виктор Григорьевич Маркин
Владимир Андреевич Шуваев
Original Assignee
Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК"
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 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" filed Critical Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК"
Priority to RU2018139767A priority Critical patent/RU2689770C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2689770C1 publication Critical patent/RU2689770C1/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
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • 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
    • 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
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination 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
    • G01S5/04—Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders

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 радиолокации, а именно к системам определения местоположения воздушных судов многопозиционной неизлучающей системой наблюдения «навигационные спутники - воздушные цели - приемник», в которой для подсвета воздушных целей используются сигналы навигационных спутников глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). Достигаемый технический результат - осуществление отождествления рассчитываемых координат по измерениям сумм расстояний от воздушных целей до навигационных спутников и приемника, координаты которых известны. При этом в приемнике неизвестна информация о принадлежности измеренных расстояний той или иной воздушной цели. Способ отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных целей в пространственно-распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки осуществляет определение координат М воздушных целей на основе измерений по рассеянным сигналам расстояний вдоль пути распространения «n-й навигационный спутник - m-я воздушная цель - приемник». 1 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к радиолокации, а именно к системам определения местоположения воздушных судов многопозиционной неизлучающей системой наблюдения «навигационные спутники - воздушные цели - приемник», в которой для подсвета воздушных целей используются сигналы навигационных спутников глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).
Многопозиционная неизлучающая система наблюдения «навигационные спутники - воздушная цель - приемник» решает специфическую задачу, связанную с объединением в приемнике информации, поступающей от нескольких спутников и нескольких целей. Эта задача состоит в отождествлении рассчитываемых координат с соответствующими целями.
Одной из задач, решаемых при радиолокационном наблюдении, является задача отождествления пеленгов источников излучений, измеренных в различных приемных устройствах [1].
Известен способ многопозиционной радиолокации [2]. заключающийся в излучении радиолокационных сигналов, синхронизированном приеме отраженных сигналов аппаратурой разнесенных позиций, объединении и совместной обработке сигналов и информации для обнаружения целей, измерения их координат, определения параметров траекторий и последующего отождествления, в котором аппаратурой разнесенных позиций осуществляют синхронизированные излучение и прием сигналов с использованием линий электропередачи.
Известна многопозиционная система определения местоположения воздушных судов [3], содержащая наземный радиозапросчик и самолетный ответчик, соединенные линией запроса, не менее трех приемников ответных сигналов, соединенных с самолетным ответчиком по линиям ответа. Отождествление воздушных судов осуществляется по кодированному ответному сигналу, содержащему информацию о бортовом номере, высоте, запасе топлива.
Однако эти способы не предназначены для отождествления воздушных целей в неизлучающей многопозиционной системе наблюдения «навигационные спутники - воздушные цели - приемник».
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ определения координат воздушной цели в многопозиционной системе наблюдения «навигационные спутники - воздушная цель - приемник», описанный в статье [4], в основу которого положен разностно-дальномерный навигационный метод определения координат.
Недостатком данного способа является то, что он обеспечивает определение координат одной и единственной воздушной цели, в многопозиционной системе наблюдения «навигационный спутник -воздушная цель - приемник».
Целью изобретения является разработка способа отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных целей в пространственно-распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки, способного осуществлять отождествление рассчитываемых координат по измерениям сумм расстояний от воздушных целей до навигационных спутников и приемника, координаты которых известны. При этом в приемнике неизвестна информация о принадлежности измеренных расстояний той или иной воздушной цели.
Технический результат достигается тем, что
- производится расчет NM возможных вариантов координат воздушных целей xmц, ymц, zmц на основе измерений по рассеянным сигналам расстояний Rnm вдоль пути распространения «n-й навигационный спутник - m-я воздушная цель - приемник» с помощью системы уравнений
Figure 00000001
где xn, yn, zn, n=1, 2, …, N - координаты спутников, x0, y0, z0 - координаты приемника, εn, n=1, 2, …, N - погрешность оценки расстояний, m=1, 2, …, М - номер воздушной цели,
- формируется показатель
Figure 00000002
, где
Figure 00000003
- координатами М целей будут координаты, рассчитанные с помощью системы уравнений, имеющие номера, равные номерам М минимальных значений показателя
Figure 00000004
.
На Фиг. 1 приведена функциональная схема многопозиционной системы наблюдения «навигационные спутники - воздушные цели -приемник», рассматриваемая в данном способе.
В этой системе наблюдения для подсвета воздушных целей 1m (m=1, 2, …, М) с искомыми координатами xцm, yцm, zцm используются сигналы навигационных спутников ГНСС 2n с известными координатами (xn, yn, zn), (n=1, 2, …, N).
Отраженные от воздушных целей 11, 12, 1M сигналы, наряду с навигационными сигналами прямого рапространения, поступают в приемник 3, находящийся в зоне действия системы наблюдения, с известными координатами (x0, y0, z0).
Приемник 3, синхронизированный со спутниками, сигналы, рассеянные воздушной целью 1m, выделяет на фоне сигналов прямого распространения одним из оценочно-корреляционно-компенсационных методов [5], измеряет расстояния Rnm вдоль пути распространения «n-й навигационный спутник - m-ая воздушная цель - приемник» и рассчитывает координаты целей.
Искомые координаты m-ой воздушной цели xцm, yцm, zцm (m=1, 2, …, М) связаны с расстояниями Rnm вдоль пути распространения «n-й навигационный спутник - m-ая воздушная цель - приемник» с помощью системы уравнений
Figure 00000005
где εn, n=1, 2, …, N - погрешность оценки расстояний.
Решение этой системы уравнений можно осуществить итерационным методом [6].
Особенность сформулированной цели изобретения состоит в том, что в приемнике неизвестно какой из m-й цели (m=1, 2, …, М) принадлежит расстояние «n-й навигационный спутник - m-ая воздушная цель - приемник». Из-за этого возникает большое число возможных вариантов координат целей, равное NM вариантов расстояний. Вследствие этого число возможных вариантов координат, а соответственно и систем уравнений для их оценки в приемнике равно NM.
После расчета NM возможных вариантов координат воздушных целей 1М необходимо решить задачу отождествления, состоящую в принятии решения о принадлежности истинных координат той или иной воздушной цели. Для решения задачи отождествления сформулируем критерий принадлежности рассчитанных координат соответствующим воздушным целям 1M.
Для этого перепишем уравнения системы (1) в виде разностей между левой и правой частями
Figure 00000006
Число возможных вариантов систем уравнений (2) равно NM.
Сформируем показатель, как сумму модулей разностей
Figure 00000007
Этот показатель будет иметь минимальное значение, когда координаты воздушной цели 1m, будут соответствовать измеренным до нее расстояниям. Поэтому в качестве критерия оптимальной оценки координат предлагается использовать минимальное значение показателя (3). То есть критерием отождествления координат в приемнике 3, соответствующих М воздушным целям 1, будет М минимальных значений показателя
Figure 00000008
из L=NM возможных.
Литература.
1. Теоретические основы радиолокации под ред. проф. Ширмана Я.Д. - М.: Сов. радио, 1970, С. 494-495.
2. Патент 2332684 РФ, МПК G01S 10/00. Способ многопозиционной радиолокации и устройство для его осуществления / А.Л. Куликов (РФ); Куликов Александр Леонидович (РФ). - №2007102750; Заявлено 24.01.2007; Опубл. 27.08.2008. Бюл. 24. 5 с.: 1 ил.
3. Патент 2584689 РФ, МПК G01S 13/74. Многопозиционная система определения воздушных судов / Г.Н. Майков (РФ), А.В. Демидюк (РФ), Е.В. Демидюк (РФ); Майков Геннадий Николаевич (РФ), Демидюк Андрей Викторович (РФ), Демидюк Евгений Викторович (РФ). - №2014145250; Заявлено 11.11.2014; Опубл. 20.05.2016. Бюл. 14. 11 с.: 3 ил.
4. Кирюшкин В.В., Черепанов Д.А., Дьяконов Е.А. Определение координат воздушной цели в многопозиционной системе наблюдения «навигационные спутники - воздушная цель - навигационный приемник». АО «Концерн «Созвездие». Теория и техника радиосвязи. №2. 2016. С. 29-35.
5. Патент 2591052 РФ, МПК G01S 5/06, G01S 13/95 Способ обнаружения и оценки радионавигационных параметров сигнала космической системы навигации, рассеянного воздушной целью, и устройство его реализации / В.В. Кирюшкин (РФ), Д.А. Черепанов (РФ), A.А. Дисенов (РФ) и др.; Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU), Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU) -№2014101847; Заявлено 21.01.2014. Опубл. 10.07.2016. Бюл. 19. 9 с.: 1 ил.
6. Шебшаевич B.C., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. и др. Сетевые спутниковые радионавигационные системы / Под ред. П.П. Дмитриева и B.C. Шебшаевича. М.: Радио и связь, 1982. 272 с.

Claims (7)

  1. Способ отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных целей в пространственно-распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки, осуществляющий определение координат М воздушных целей на основе измерений по рассеянным сигналам расстояний Rnm вдоль пути распространения «n-й навигационный спутник - m-я воздушная цель - приемник» следующим образом:
  2. - рассчитываются NM вариантов координат воздушных целей хmц, уmц, zmц с помощью системы уравнений
  3. Figure 00000009
  4. где xn, yn, zn, n=1, 2, …, N, - координаты спутников, х0, у0, z0 - координаты приемника, εn, n=1, 2, ..., N, - погрешность оценки расстояний,
  5. - формируется показатель
    Figure 00000010
    , где
  6. Figure 00000011
  7. - координатами М воздушных целей выбираются координаты, имеющие номера, равные номерам М минимальных значений показателя
    Figure 00000012
    .
RU2018139767A 2018-11-09 2018-11-09 Способ отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных целей в пространственно-распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки RU2689770C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018139767A RU2689770C1 (ru) 2018-11-09 2018-11-09 Способ отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных целей в пространственно-распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018139767A RU2689770C1 (ru) 2018-11-09 2018-11-09 Способ отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных целей в пространственно-распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2689770C1 true RU2689770C1 (ru) 2019-05-29

Family

ID=67037575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018139767A RU2689770C1 (ru) 2018-11-09 2018-11-09 Способ отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных целей в пространственно-распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2689770C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2722209C1 (ru) * 2019-06-25 2020-05-28 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Способ определения координат воздушных целей в многопозиционной радиолокационной системе в условиях малого значения отношения сигнал/шум

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003005058A2 (en) * 2001-07-05 2003-01-16 Raytheon Company Precision approach radar system having computer generated pilot instructions
JP2010091407A (ja) * 2008-10-08 2010-04-22 Furuno Electric Co Ltd 測位装置
RU2557784C1 (ru) * 2014-01-29 2015-07-27 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (АО "Концерн "Вега") Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке
RU2564385C1 (ru) * 2014-06-30 2015-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ Способ обнаружения, определения координат и сопровождения воздушных объектов
JP5852059B2 (ja) * 2008-02-29 2016-02-03 クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ Ｓｐｓ受信機のための衛星時刻決定
RU2584689C1 (ru) * 2014-11-11 2016-05-20 Геннадий Николаевич Майков Многопозиционная система определения местоположения воздушных судов

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003005058A2 (en) * 2001-07-05 2003-01-16 Raytheon Company Precision approach radar system having computer generated pilot instructions
JP5852059B2 (ja) * 2008-02-29 2016-02-03 クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ Ｓｐｓ受信機のための衛星時刻決定
JP2010091407A (ja) * 2008-10-08 2010-04-22 Furuno Electric Co Ltd 測位装置
RU2557784C1 (ru) * 2014-01-29 2015-07-27 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (АО "Концерн "Вега") Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке
RU2564385C1 (ru) * 2014-06-30 2015-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ Способ обнаружения, определения координат и сопровождения воздушных объектов
RU2584689C1 (ru) * 2014-11-11 2016-05-20 Геннадий Николаевич Майков Многопозиционная система определения местоположения воздушных судов

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КИРЮШКИН В.В. и др. Определение координат воздушной цели в многопозиционной системе наблюдения "навигационные спутники-воздушная цель-навигационный приемник". АО "Концерн "Созвездие". Теория и техника радиосвязи. 2016, N12, с.20-35. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2722209C1 (ru) * 2019-06-25 2020-05-28 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Способ определения координат воздушных целей в многопозиционной радиолокационной системе в условиях малого значения отношения сигнал/шум

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2624461C1 (ru) Способ определения координат объекта
RU2624457C1 (ru) Способ определения координат объекта
WO2005119288A2 (en) Method and system for determining the position of an object
RU2704029C1 (ru) Временной способ определения дальности до сканирующего источника радиоизлучения без измерения пеленга
RU2593149C1 (ru) Адаптивный способ пассивной радиолокации
Jiang et al. Precise indoor positioning and attitude determination using terrestrial ranging signals
RU2506605C2 (ru) Дальномерный способ и устройство определения координат источника радиоизлучения
RU2275649C2 (ru) Способ местоопределения источников радиоизлучения и пассивная радиолокационная станция, используемая при реализации этого способа
Grabbe et al. Geo-location using direction finding angles
RU2689770C1 (ru) Способ отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных целей в пространственно-распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки
RU2613369C1 (ru) Способ навигации летательного аппарата с использованием высокоточного одноэтапного пеленгатора и адресно-ответной пакетной цифровой радиолинии в дкмв диапазоне
RU2692702C1 (ru) Способ первичного отождествления позиционных измерений и определения местоположения целей в наземной пространственно распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки
RU2703718C1 (ru) Способ отождествления сигналов, рассеянных воздушными целями, многопозиционной пространственно распределенной радионавигационной системой с использованием измерений направлений на воздушные цели
RU2703987C1 (ru) Способ отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных объектов в многопозиционной радионавигационной системе с использованием многолучевых радиопередатчиков
RU2388008C1 (ru) Способ определения углового положения летательного аппарата по данным приемников спутниковой навигационной системы
RU2692701C1 (ru) Способ определения координат воздушных целей в многопозиционной системе наблюдения "навигационные спутники - воздушные цели - приемник"
RU2298805C2 (ru) Способ определения координат источника радиоизлучения (варианты) и радиолокационная станция для его реализации
RU2670976C1 (ru) Способ определения местоположения источника радиоизлучения с периодической структурой сигнала и вращающейся направленной антенной
RU2722224C1 (ru) Способ определения координат наземной цели радиолокационной системой, состоящей из двух многолучевых радиопередатчиков и приемника
RU2715059C1 (ru) Способ определения координат воздушного судна в спутниковой-псевдоспутниковой многопозиционной системе наблюдения
RU2714303C1 (ru) Разностно-дальномерный способ определения местоположения источника радиоизлучения в условиях многолучевого распространения радиоволн
Watson 3D active and passive geolocation and tracking of Unmanned Aerial Systems
RU2734690C1 (ru) Способ определения координат воздушной цели в многопозиционной наземной системе наблюдения Радиопередатчики-воздушная цель-приемник
RU2692698C1 (ru) Способ первичного отождествления позиционных измерений и определения местоположения целей в наземной пространственно распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки
RU2815168C1 (ru) Способ определения собственного местоположения объекта в пространстве