RU2695805C1 - Method of determining coordinates of a moving object along ranges - Google Patents

Method of determining coordinates of a moving object along ranges Download PDF

Info

Publication number
RU2695805C1
RU2695805C1 RU2019101828A RU2019101828A RU2695805C1 RU 2695805 C1 RU2695805 C1 RU 2695805C1 RU 2019101828 A RU2019101828 A RU 2019101828A RU 2019101828 A RU2019101828 A RU 2019101828A RU 2695805 C1 RU2695805 C1 RU 2695805C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stations
group
coordinates
apc
given
Prior art date
Application number
RU2019101828A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Петрович Панов
Виктор Владимирович Приходько
Original Assignee
Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ")
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 "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ") filed Critical Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ")
Priority to RU2019101828A priority Critical patent/RU2695805C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2695805C1 publication Critical patent/RU2695805C1/en

Links

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
    • 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
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • 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
    • G01S13/06—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
    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/005—Control of transmission; Equalising
    • 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

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: radar ranging and 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 areas. Method is characterized by that radio signals are transmitted from a moving object, received and identified by receiving system stations, comprising a set of at least two groups of stations with given coordinates of antenna phase centre (APC) of stations, including at least four stations in each group, APC which for one group are located on one given straight line, and APC for another group is located on another specified straight line. Projections of speed and acceleration are measured at stations APC object on straight lines connecting APC stations with APC object, and based on said projections for each of four ordered stations of each of groups determine range from APC object to APC stations according to measurement equations proposed in method. At these distances coordinates are determined APC object in a given Cartesian coordinate system. Simple equations of spatial coordinates of an object under certain conditions of stations location are given.EFFECT: absence of the requirement of having a single time system which receives radio signals from 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 radio signal parameters (Patents of the Russian Federation 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. five; 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 четыре 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 проекции скорости и ускорения ФЦА объекта на прямые, соединяющие ФЦА станций с ФЦА объекта, и по указанным проекциям для каждой из четырех упорядоченно 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]).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 given coordinates of the FCA stations, including at least four 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, projections of the velocity and acceleration of the FCA of the object onto the straight lines connecting the FCA of the stations to the FCA of the object are measured, and the distances from the FCA of the object to the FCA stations are determined from the indicated projections for each of the four 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]).

Для достижения указанного технического результата в соответствии с настоящим изобретением в способе определения координат движущегося объекта по дальностям 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 фазовых центров антенн станций в заданной трехмерной Декартовой системе координат (X,Y,Z), включающих по крайней по четыре станции в каждой группе, фазовые центры антенн которых для i-той группы располагают на одной заданной прямой, а фазовые центры антенн для j-той группы располагают на другой заданной прямой, и измеряют проекции скорости и ускорения фазового центра антенны объекта на прямые, соединяющие фазовые центры антенн станций с фазовым центром антенны объекта, и по указанным проекциям для каждой из четырех упорядоченно расположенных станций i-той группы определяют дальности di1, di2, di3 и di4 от фазового центра антенны объекта до фазовых центров антенн станций в соответствии с уравнениями измеренийTo achieve the specified technical result in accordance with the present invention, in a method for determining the coordinates of a moving object from a distance, 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 given the coordinates of the phase centers of the station antennas in a given three-dimensional Cartesian coordinate system (X, Y, Z), including at least four stations in each group whose phase centers of the antennas for the i-th group of they are placed on one given straight line, and the phase centers of the antennas for the jth group are located on another given straight line, and the projections of the velocity and acceleration of the phase center of the antenna of the object are measured on the straight lines connecting the phase centers of the antenna of the stations with the phase center of the antenna of the object, and according to the indicated projections for the distances of di1, di2, di3 and di4 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 are determined for each of the four ordered stations of the i-th group

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

и ri12, ri23, ri34, ri13, ri24 - расстояния соответственно между фазовыми центрами антенн станций с индексами i1 и i2, i2 и i3, i3 и i4, i1 и i3, i2 и i4, a νi1, νi2, νi3, νi4, - указанные проекции скорости, ai1, ai2, ai3, ai4 - указанные проекции ускорения, аналогично для каждой из четырех упорядоченно расположенных станций j-той группы по приведенным уравнениям измерений, в которых соответственно индекс i меняют на индекс j, определяют соответствующие дальности di1, di2, di3 и di4 от фазового центра антенны объекта до фазовых центров антенн этих станций и по определенным таким образом дальностям, соответствующим i-той и j-той группам станций, определяют координаты объекта.and ri12, ri23, ri34, ri13, ri24 are the distances, respectively, between the phase centers of the station antennas with indices i1 and i2, i2 and i3, i3 and i4, i1 and i3, i2 and i4, a νi1, νi2, νi3, νi4, - indicated velocity projections, a i1, a i2, a i3, a i4 - indicated acceleration projections, similarly for each of the four ordered stations of the jth group according to the given measurement equations, in which respectively the index i is changed to index j, the corresponding ranges are determined di1, di2, di3 and di4 from the phase center of the antenna of the object to the phase centers of the antennas of these stations and, according to the nostyam corresponding to i-j-one and the same group of stations, determine coordinates of the object.

Также фазовые центры антенн i-той группы станций располагают на одной заданной прямой, расположенной в плоскости, параллельной плоскости XOY на расстоянии zi от нее, а фазовые центры антенн j-той группы станций располагают на другой заданной прямой, расположенной в другой плоскости, также параллельной плоскости XOY на расстоянии zj от нее, и определяют координаты движущегося объекта х и у в соответствии с уравнениями измеренийAlso, the phase centers of the antennas of the i-th group of stations are located on one predetermined straight line located in a plane parallel to the XOY plane at a distance zi from it, and the phase centers of the antennas of the j-th group of stations are located on another predetermined straight line located in another plane also parallel XOY plane at a distance zj from it, and determine the coordinates of the moving object x and y in accordance with the measurement equations

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

где xi1, yi1, xi4, yi4, xj1, yj1, xj4, yj4 - соответственно координаты фазовых центров антенн станций по осям X и Y с индексами i1, j1 и i4, j4 в указанной системе координат, а координату движущегося объекта z определяют, например, в соответствии с уравнением измеренийwhere xi1, yi1, xi4, yi4, xj1, yj1, xj4, yj4 are the coordinates of the phase centers of the station antennas along the X and Y axes with indices i1, j1 and i4, j4 in the indicated coordinate system, and the coordinate of the moving object z is determined, for example according to the measurement equation

Figure 00000005
Figure 00000005

Совокупность всех признаков позволяет определить пространственные координаты объекта с достижением указанного технического результата.The combination of all 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,F,Z), включающей по крайней по четыре 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 a 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, F, Z), including at least four stations in each group, whose FCA for the i-th group are located on one given line, and the FCA for the j-th group are located on another given line.

На станциях измеряют проекции скорости и ускорения 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 четырех упорядоченно расположенных станций i-той группы определяют дальности di1, di2, di3 и di4 от ФЦА объекта до ФЦА станций в соответствии с уравнениями измерений (1).At the stations, the projections of the velocity and acceleration of the FCA of the object on the straight lines connecting the FCA of the stations with the FCA of the object are 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 these projections, for each of the four ordered stations of the i-th group, the distances di1, di2, di3 and di4 from the object's FCA to the FCA stations are determined in accordance with the measurement equations (1).

Аналогично для каждой из четырех упорядоченно расположенных станций j-той группы по уравнениям измерений (1), в которых соответственно индекс i меняют на индекс j, определяют соответствующие дальности di1, di2, di3 и di4 от ФЦА объекта до ФЦА этих станций. По определенным таким образом дальностям, соответствующим i-той и j-той группам станций, определяют координаты ФЦА объекта.Similarly, for each of the four ordered stations of the jth group, according to the measurement equations (1), in which the index i is respectively changed to index j, the corresponding distances di1, di2, di3 and di4 from the object’s FCA to the FCA of these stations are determined. The distances determined in this way corresponding to the i-th and j-th groups of stations determine the coordinates of the object's FCA.

На практике может быть реализовано, например, следующее размещение станций принимающей системы: ФЦА i-той группы станций располагают на одной заданной прямой, расположенной в плоскости, параллельной плоскости XOY на расстоянии zi от нее, а ФЦА j-той группы станций располагают на другой заданной прямой, расположенной в другой плоскости, также параллельной плоскости XOY на расстоянии zj от нее, и определяют координаты движущегося объекта х, у и zb соответствии с уравнениями измерений (2) и (3).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 is located on one predetermined straight line located in a plane parallel to the XOY plane at a distance zi from it, and the FCA of the j-th group of stations is located on another predetermined a straight line located in another plane, also parallel to the XOY plane at a distance zj from it, and determine the coordinates of the moving object x, y and zb in accordance with the measurement equations (2) and (3).

Координаты ФЦА объекта определяются однозначно, и не требуется привлечение дополнительной априорной информации о расположении ФЦА объекта.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 (16)

1. Способ определения координат движущегося объекта по дальностям, 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 мере по четыре 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 и ускорения фазового центра антенны объекта на прямые, соединяющие фазовые центры антенн станций с фазовым центром антенны объекта, и по указанным проекциям для каждой из четырех упорядоченно расположенных станций i-й группы определяют дальности di1, di2, di3 и di4 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 over ranges, at which radio signals are transmitted from it, receive and identify them by stations of the receiving system containing a set of at least two groups of stations, i-th and j-th, with given coordinates of the phase centers of the station antennas in a given three-dimensional Cartesian coordinate system (X, Y, Z), including at least four stations in each group, whose antenna phase centers for the i-th group are located on one given straight line, and the antenna phase centers for the j-th group they are located on another predetermined line, and the projections of the speed and acceleration of the phase center of the antenna of the object are measured on the lines connecting the phase centers of the antenna of the stations to the phase center of the antenna of the object, and the distances di1, di2 are determined from each of the four ordered stations of the i-th group , di3 and di4 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 di1=(δi11+δi21)/Δi, di2=(δi12+δi22)/Δi,di1 = (δi11 + δi21) / Δi, di2 = (δi12 + δi22) / Δi, di3=(δi13+δi23)/Δi, di4=(δi14+δi24)/Δi,di3 = (δi13 + δi23) / Δi, di4 = (δi14 + δi24) / Δi, где Δi=δi1+δi2+δi3,where Δi = δi1 + δi2 + δi3,
Figure 00000006
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000007
 и ri12, ri23, ri34, ri13, ri24 - расстояния соответственно между фазовыми центрами антенн станций с индексами i1 и i2, i2 и i3, i3 и i4, i1 и i3, i2 и i4, a νi1, νi2, νi3, νi4, - указанные проекции скорости, ai1, ai2, ai3, ai4 - указанные проекции ускорения, аналогично для каждой из четырех упорядоченно расположенных станций j-й группы по приведенным уравнениям измерений, в которых соответственно индекс z меняют на индекс j, определяют соответствующие дальности dj1, dj2, dj3, dj4 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.and ri12, ri23, ri34, ri13, ri24 are the distances, respectively, between the phase centers of the station antennas with indices i1 and i2, i2 and i3, i3 and i4, i1 and i3, i2 and i4, a νi1, νi2, νi3, νi4, - indicated velocity projections, ai1, ai2, ai3, ai4 - indicated acceleration projections, similarly for each of the four ordered stations of the jth group according to the given measurement equations, in which respectively the z index is changed to index j, the corresponding ranges dj1, dj2 are determined, dj3, dj4 from the phase center of the antenna of the object to the phase centers of the antennas of these stations and the distance holes corresponding to the i-th and j-th group 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, расположенной в плоскости, параллельной плоскости XOY на расстоянии zi от нее, а фазовые центры антенн j-й группы станций располагают на другой заданной прямой, расположенной в другой плоскости, также параллельной плоскости XOY на расстоянии zj от нее, и определяют координаты движущегося объекта х и у 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 located in a plane parallel to the XOY plane at a distance zi from it, and the phase centers of the antennas of the j-th group of stations are located on another predetermined straight line located in another plane, also parallel to the XOY plane at a distance zj from it, and determine the coordinates of the moving object x and y in accordance with the measurement equations х=р1/р0, у=р2/р0, гдеx = p1 / p0, y = p2 / p0, where р0=(xi4-xi1)(yj4-yj1)-(xj4-xj1)(yi4-yi1),p0 = (xi4-xi1) (yj4-yj1) - (xj4-xj1) (yi4-yi1), p1=c1(yj4-yj1)-c2(yi4-yi1), p2=c2(xi4-xi1)-c1(xj4-xj1),p1 = c1 (yj4-yj1) -c2 (yi4-yi1), p2 = c2 (xi4-xi1) -c1 (xj4-xj1), c1=[(di12-xi12-yi12)-[di42-xi42-yi42)]/2,c1 = [(di1 2 -xi1 2 -yi1 2 ) - [di4 2 -xi4 2 -yi4 2 )] / 2, c2=[{djl2-xj12-yj12)-[dj42-xj42-yj42)]/2,c2 = [{djl 2 -xj1 2 -yj1 2 ) - [dj4 2 -xj4 2 -yj4 2 )] / 2, где xi1, yi1, xi4, yi4, xj1, yj1, xj4, yj4 - соответственно координаты фазовых центров антенн станций по осям X и Y с индексами i1, j1 и i4, i4 в указанной системе координат, а координату движущегося объекта z определяют, например, в соответствии с уравнением измеренийwhere xi1, yi1, xi4, yi4, xj1, yj1, xj4, yj4 are the coordinates of the phase centers of the station antennas along the X and Y axes with indices i1, j1 and i4, i4 in the indicated coordinate system, and the coordinate of the moving object z is determined, for example according to the measurement equation z=[(fi4-fj4)+x(xi4-xj4)+y(yi4-yj4)]/(zj-zi), гдеz = [(fi4-fj4) + x (xi4-xj4) + y (yi4-yj4)] / (zj-zi), where fi4=[di42-xi42-yi42-zi2)/2, fi4=(dj42-xj42-yj42-zj2)/2.fi4 = [di4 2 -xi4 2 -yi4 2 -zi 2 ) / 2, fi4 = (dj4 2 -xj4 2 -yj4 2 -zj 2 ) / 2.
RU2019101828A 2019-01-23 2019-01-23 Method of determining coordinates of a moving object along ranges RU2695805C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019101828A RU2695805C1 (en) 2019-01-23 2019-01-23 Method of determining coordinates of a moving object along ranges

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019101828A RU2695805C1 (en) 2019-01-23 2019-01-23 Method of determining coordinates of a moving object along ranges

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2695805C1 true RU2695805C1 (en) 2019-07-29

Family

ID=67586517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019101828A RU2695805C1 (en) 2019-01-23 2019-01-23 Method of determining coordinates of a moving object along ranges

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2695805C1 (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
RU2624461C1 (en) Method of determining coordinates of object
RU2624457C1 (en) Method of determining coordinates of object
Malanowski et al. Two methods for target localization in multistatic passive radar
RU2687057C1 (en) Method of determining coordinates of a moving object
US6933888B1 (en) Multi-ship coherent geolocation system
CN102004244B (en) Doppler direct distance measurement method
RU2503969C1 (en) Triangulation-hyperbolic method to determine coordinates of radio air objects in space
CN103064057A (en) Method of improving multipoint time-difference positioning accuracy
RU2687059C1 (en) Range determination method
RU2718593C1 (en) Method of determining, based on measured relative distances of coordinates of an object
RU2453996C1 (en) System to receive radio signals at objects
RU2593149C1 (en) Adaptive method for passive radar location
RU2453997C1 (en) System to receive radio signals from sources of radio radiations
RU2646595C1 (en) Method for determining coordinates of radio source
RU2695805C1 (en) Method of determining coordinates of a moving object along ranges
RU2579983C1 (en) Method of transmitting radio signals
RU2578750C1 (en) Method of transmitting radio signals
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
RU2682317C1 (en) Method of determining coordinates of moving object
RU2681955C1 (en) Method of determining coordinates of moving object
RU2617448C1 (en) Object coordinates determination method
RU2737532C1 (en) Method of determining coordinates of radio object
RU2737533C1 (en) Method of determining coordinates of radio object