RU2700767C1 - Method and device for determining coordinates of radio emission sources - Google Patents
Method and device for determining coordinates of radio emission sources Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700767C1 RU2700767C1 RU2018139855A RU2018139855A RU2700767C1 RU 2700767 C1 RU2700767 C1 RU 2700767C1 RU 2018139855 A RU2018139855 A RU 2018139855A RU 2018139855 A RU2018139855 A RU 2018139855A RU 2700767 C1 RU2700767 C1 RU 2700767C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- iri
- information
- coordinates
- inputs
- Prior art date
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
- 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
- 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
- G01S3/04—Details
- G01S3/10—Means for reducing or compensating for quadrantal, site, or like errors
-
- 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
-
- 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
- G01S3/74—Multi-channel systems specially adapted for direction-finding, i.e. having a single antenna system capable of giving simultaneous indications of the directions of different signals
-
- 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
-
- 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
-
- 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
Abstract
Description
Изобретения объединены одним изобретательским замыслом, относятся к радиотехнике и могут быть использованы в навигационных, пеленгационных, локационных технических средствах для определения местоположения априорно неизвестных источников радиоизлучения (ИРИ) с летно-подъемного средства (ЛПС).The inventions are united by one inventive concept, relate to radio engineering and can be used in navigation, direction-finding, location-based technical means for determining the location of a priori unknown sources of radio emission (IRI) from a flight-lifting means (LPS).
Известны различные реализации триангуляционного способа местоопределения ИРИ на ЛПС (см. Южаков В.В. Современные методы определения местоположения источников электромагнитного излучения // Зарубежная радиоэлектроника, №8, стр. 67-79). В предлагаемых вариантах реализации триангуляционного способа местоопределения измеряют азимут θ на ИРИ, а систематические ошибки в измерениях частично устраняют путем использования особенностей различных траекторий полета ЛПС.There are various implementations of the triangulation method of locating IRI on LPS (see. Yuzhakov VV Modern methods for determining the location of electromagnetic radiation sources // Foreign Radio Electronics, No. 8, pp. 67-79). In the proposed embodiments of the triangulation method of positioning, the azimuth θ is measured on the IRI, and systematic errors in the measurements are partially eliminated by using the features of various LPS flight paths.
Основные недостатки способов-аналогов:The main disadvantages of the analog methods:
относительно низкая точность определения местоположения ИРИ в связи с тем, что в точках измерения θ не учитывают такие важные параметры положения ЛПС, как крен тангаж и склонение relatively low accuracy of determining the location of the IRI due to the fact that at the measurement points θ do not take into account such important parameters of the LPS position as the roll pitch and declension
не учитывается сферическая форма поверхности земли;the spherical shape of the earth’s surface is not taken into account;
имеют место ограничения на маршрут полета ЛПС.There are restrictions on the LPS flight route.
Известен способ определения координат источника радиоизлучения (см. Пат. РФ №2458360, МПК G01S 13/46, G01S 5/02 и G01S 3/14, опубл. 10.08.2012 г.)A known method for determining the coordinates of a source of radio emission (see Pat. RF №2458360, IPC
Он заключается в том, что принимают сигналы ИРИ в заданной полосе частот ΔF перемещающимся в пространстве бортовым пеленгатором, установленным на летно-подъемном средстве, измеряют пространственно-информационные параметры обнаруженных сигналов: азимут и угол места в системе координат антенной системы с одновременным определением местоположения ЛПС в момент времени ti, где - соответственно широта, долгота и высота ЛПС, переводят координаты ЛПС в геоцентрическую систему координат а вектор направления на s-й ИРИ - в левостороннюю систему декартовых координат корректируют вектор направления на s-й ИРИ с учетом априорно известной ориентации антенной системы бортового пеленгатора относительно ЛПС где - соответственно углы крена, тангажа и склонения антенной системы, путем последовательного умножения значений на соответствующие углам Эйлера матрицы поворота, после чего в нормальной системе координат вычисляют уточненное значение вектора направления на s-й ИРИ с учетом измеренных в момент времени ti пространственных углов ЛПС: крена тангажа и склонения определяют уточненные значения азимута угла места и удаление ЛПС, находящегося в момент времени ti на высоте от s-го ИРИ расположенного на поверхности «круглой» Земли, в противном случае, при невозможности получения начинают новый цикл измерений, в геоцентрической системе координат определяют значение истинного вектора направления на s-й ИРИ которое зависит от широты и долготы местоположения ЛПС, определяют координаты точки пересечения вектора с «круглой» Землей преобразуют геоцентрические координаты s-го ИРИ в географические где Bs и Ls - соответственно широта и долгота s-го ИРИ, результаты вычислений уточненного угла места сравнивают с пороговым значением Δβ, определяющим заданную потенциальную точность измерения местоположения ИРИ, при невыполнении пороговых условии а также при выполнении пороговых условии и отсутствии цифровой карты рельефа местности района измерений, представляющей собой матрицу с заданной дискретностью по координатам района измерений с соответствующими значениями высот рельефа, в качестве координат s-го ИРИ используют значение при выполнении пороговых условий и наличии цифровой карты рельефа района измерений формируют последовательный набор значений высот j=1, 2, …, J, который соответствует равномерно распределенным координатам на отрезке, соединяющем координаты и J=d(H0)/Δd, где Δd - шаг сканирования по вектору направления на s-й ИРИ, определяется заданной точностью предварительного измерения координат ИРИ, рассчитывают координаты соответствующие дискретно выделенным высотам рельефа местности Hij, а за предварительные координаты s-го ИРИ принимают первую точку разбиения векторанаходящуюся ниже уровня рельефа местности, уточняют местоположение s-го ИРИ путем выделения соседней точки разбиения находящейся над рельефом местности, отрезок вектора направления на s-й ИРИ делят на δ равных интервалов, Δδ<<Δd, где Δδ - шаг сканирования по выделенному отрезку вектора направления определяется конечной заданной точность измерения координат ИРИ, для назначенных точек вычисляют координаты и соответствующие им значения высот рельефа местности за точные координаты s-го ИРИ принимают значение находящееся между соседними точками, расположенными выше или ниже рельефа местности, а полученное значение координат s-го ИРИ преобразуют в удобную географическую систему координат It consists in the fact that they receive IRI signals in a given frequency band ΔF by a moving direction-finding direction finder moving in space, mounted on a flight-and-lifting facility, and measure the spatial information parameters of the detected signals: azimuth and elevation in the coordinate system of the antenna system with the simultaneous determination of the location of the LPS at time t i , where - respectively, the latitude, longitude and height of the LPS, translate the coordinates of the LPS to geocentric coordinate system and the direction vector to the s-th IRI - to the left-handed Cartesian coordinate system adjust the direction vector on the s-th IRI taking into account the a priori known orientation of the antenna system of the direction finder relative to the LPS Where - respectively, the angles of roll, pitch and declination of the antenna system, by sequentially multiplying the values to the rotation matrix corresponding to the Euler angles, after which, in the normal coordinate system, the updated value of the direction vector is calculated on the s-th IRI taking into account the measured at the time t i spatial angles of the LPS: roll pitch and declensions determine the specified azimuth values elevation and removal of LPS located at time t i at a height from the s-th Iran located on the surface of the "round" Earth, otherwise, if it is impossible to obtain start a new measurement cycle, in the geocentric coordinate system determine the value of the true direction vector on the s-th IRI which depends on latitude and longitudes LPS locations, determine the coordinates of the intersection point of the vector with a round earth transform the geocentric coordinates of the s-th Iran into geographical where B s and L s are the latitude and longitude of the s-th IRI, respectively, the results of calculations of the specified elevation angle compared with a threshold value Δβ defining a given potential accuracy of measuring the location of the IRI, if the threshold conditions are not met as well as when the threshold conditions are met and the absence of a digital terrain map of the terrain of the measurement region, which is a matrix with a given discreteness in the coordinates of the measurement region with the corresponding values of the elevation of the relief, use the value when threshold conditions are met and the presence of a digital relief map of the measurement region form a sequential set of elevation values j = 1, 2, ..., J, which corresponds to uniformly distributed coordinates on the segment connecting the coordinates and J = d (H 0 ) / Δd, where Δd is the scanning step along the direction vector on the s-th IRI, determined by the specified accuracy of the preliminary measurement of the coordinates of the IRI, calculate the coordinates corresponding to discrete selected heights of the terrain H ij , and for the preliminary coordinates of the s-th Iran take the first split point of the vector located below the level of the terrain, specify the location of the s-th IRI by highlighting the neighboring breakpoint located above the terrain, segment direction vector to the s-th Iran divided into δ equal intervals, Δδ << Δd, where Δδ is the scanning step along the selected segment of the direction vector the final specified accuracy of measuring the coordinates of the IRI is determined, for the assigned points, the coordinates are calculated and the corresponding elevation values of the terrain for the exact coordinates of the s-th IRI take the value located between neighboring points located above or below the terrain, and the obtained coordinate value of the s-th IRI convert to a convenient geographic coordinate system
Способ-аналог обеспечивает повышение точности измерения координат ИРИ с борта ЛПС путем более полного учета пространственной ориентации антенной решетки измерителя и особенностей рельефа местности.The analogue method provides an increase in the accuracy of measuring the coordinates of the IRI from the LPS by more fully taking into account the spatial orientation of the antenna array of the meter and the features of the terrain.
Однако способу присущ недостаток, связанный с большими временными затратами на определение координат.However, the method has a disadvantage associated with the large time costs for determining the coordinates.
Наиболее близким по своей технической сущности является способ определения координат источников радиоизлучения по пат РФ №2659810, МПК G01S 13/46, опубл. 04.07.2018, бюл. №19. Он заключается в том, что на подготовительном этапе задают в географических координатах границы зоны поиска ИРИ первого уровня (B1, L1), на поверхности которой равномерно распределяют J, J≥10, контрольных точек, для каждой j-й контрольной точки, j=1, 2, …, J, первого уровня определяют ее географические координаты (В, L)j, а в процессе работы принимают сигналы ИРИ в заданной полосе частот ΔF перемещающимся в пространстве бортовым пеленгатором, установленном на летно-подъемном средстве, измеряют пространственно-информационные параметры обнаруженных сигналов: азимут (пеленг) и угол места в системе координат антенной системы с одновременным определением местоположения ЛПС в моменты времени ti, где - соответственно широта, долгота и высота ЛПС, преобразуют координаты ЛПС в геоцентрическую систему координат а вектор направления на s-й ИРИ в левостороннюю систему декартовых координат корректируют вектор направления на s-й ИРИ с учетом априорно известной ориентации антенной системы бортового пеленгатора относительно ЛПС где - соответственно углы крена, тангажа и склонения антенной системы, путем последовательного умножения значений на соответствующие углы Эйлера матрицы поворота, после чего в нормальной системе координат вычисляют уточненное значение вектора направления на s-й ИРИ с учетом измеренных в момент времени ti пространственных углов ЛПС: крена тангажа и склонения определяют уточненное значение азимута в момент времени ti на s-й ИРИ, расположенный на поверхности «круглой Земли», определяют контрольную точку j первого уровня с наибольшим количеством проходящих в пределах локальной зоны с радиусом R пеленгов выделяют зону поиска ИРИ второго уровня (В2, L2), центром которого являются координаты (В, L)j max j-й контрольной точки зоны поиска ИРИ первого уровня, а ее размеры по широте и долготе задают на подготовительном этапе и соответствуют расстоянию между контрольными точками зоны поиска ИРИ первого уровня, на поверхности зоны поиска ИРИ второго уровня равномерно распределяют М, М≥10 контрольных точек с определенным на подготовительном этапе шагом Δr, значение которого задают с учетом необходимой точности измерения координат ИРИ, определяют их географические координаты (B, L)m, находят контрольную точку m, m∈M, зоны поиска ИРИ второго уровня с наибольшим количеством ψj проходящих в пределах локальной зоны с радиусом пеленгов сравнивают количество ψj полученных пеленгов с заданным на подготовительном этапе порогом η, при выполнении пороговых условий ψj≥η на основе выделенных ψj значений пеленгов методом наименьших квадратов определяют географические координаты s-го ИРИ (Bs, Ls), выделяют очередную контрольную точку первого уровня, k∈J, с наибольшим после j-й точки количеством ψk в пределах локальной зоны с радиусом R' пеленгов и выполняют новый цикл анализа по обнаружению s+1-го ИРИ и определению его координат (Bs+1, Ls+1), в противном случае при ψk<η завершают анализ полученных результатов и приступают к новому циклу приема сигналов в заданной полосе ΔF и зоне поиска ИРИ первого уровня и измерению их пространственно-информационных параметров.The closest in its technical essence is a method for determining the coordinates of radio emission sources according to RF Pat. No. 2659810, IPC
Прототип обеспечивает сокращение временных затрат путем выполнения расчетов координат ИРИ на основе геоцентрической системы координат и избирательной обработки входного потока данных. Однако способ присущ недостаток, связанный с относительно низкой точностью определения координат ИРИ.The prototype provides a reduction in time costs by performing IRI coordinate calculations based on a geocentric coordinate system and selective processing of the input data stream. However, the method has an inherent disadvantage associated with the relatively low accuracy of determining the coordinates of the IRI.
Известно устройство определения координат ИРИ по пат. РФ №2458360, G01S 13/46, -5/02 и -3/14, опубл. 10.08.2012 г., бюл. №22.A device for determining the coordinates of Iran according to US Pat. RF №2458360,
Устройство-аналог содержит антенную решетку, выполненную из N>2 идентичных антенных элементов, расположенных в плоскости пеленгования, антенный коммутатор, N входов которого подключены к соответствующим N выходам антенной решетки, а сигнальный и опорный выходы коммутатора подключены соответственно к сигнальному и опорному входам двухканального приемника, выполненного по схеме с общими гетеродинами, аналого-цифровой преобразователь, выполненный двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, причем сигнальный и опорный выходы промежуточной частоты двухканального приемника соединены соответственно с сигнальным и опорным входами аналого-цифрового преобразователя, блок преобразования Фурье, выполненный двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, сигнальный и опорный входы которого соединены соответственно с сигнальным и опорным выходами аналого-цифрового преобразователя, первое и второе запоминающие устройства, блок вычитания, блок формирования эталонных значений первичных пространственно-информационных параметров (ППИП), блок вычисления ППИП, первый информационный вход которого соединен с сигнальным выходом блока преобразования Фурье, а второй информационный вход - с опорным выходом блока преобразования Фурье, группа информационных выходов блока вычисления ППИП соединена с группой информационных входов первого запоминающего устройства, группа информационных выходов которого соединена с группой входов вычитаемого блока вычитания, группа входов уменьшаемого которого соединена с группой информационных выходов второго запоминающего устройства, группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов блока формирования эталонных значений ППИП, группа информационных входов которого является первой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, последовательно соединенные умножитель, сумматор, третье запоминающее устройство, блок определения азимута и угла места, причем первая и вторая группы информационных входов умножителя объединены поразрядно и соединены с группой информационных выходов блока вычитания, генератор синхроимпульсов, выход которого соединен с управляющим входом антенного коммутатора, входами синхронизации аналого-цифрового преобразователя, блока преобразования Фурье, первого, второго и третьего запоминающих устройств, блока вычитания, умножителя, сумматора, блока определения азимута и угла места, блока формирования эталонных значений ППИП и блока вычисления ППИП, первый вычислитель, предназначенный для перевода пространственных параметров летно-подъемного средства в геоцентрическую систему координат а вектора направления на s-й ИРИ - в левостороннюю систему декартовых координат второй вычислитель, предназначенный для коррекции вектора направления на s-й ИРИ с учетом априорно известной ориентации антенной системы бортового пеленгатора третий вычислитель, предназначенный для вычисления в нормальной системе координат уточненного вектора направления на s-й ИРИ с учетом измеренных в момент времени ti пространственных углов ЛПС, четвертый вычислитель, предназначенный для вычисления значений азимутального угла угла места и удаления s-го ИРИ от ЛПС d(H0), пятый вычислитель, предназначенный для определения в геоцентрической системе координат значения истинного вектора направления на s-й ИРИ величина которого зависит от широты и долготы местоположения ЛПС, шестой вычислитель, предназначенный для определения координат точки пересечения вектора с «круглой» Землей и преобразования геоцентрических координат s-го ИРИ в географические седьмой вычислитель, предназначенный для нахождения координат s-го ИРИ с заданной точностью восьмой вычислитель, предназначенный для преобразования геоцентрических координат s-го ИРИ в географические блок управления, предназначенный для преобразования части вектора ограниченного точками и в соответствующую линейку адресов высот рельефа местности, блок коммутации, четвертое и пятое запоминающие устройства, радионавигатор, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая входные установочные шины устройства определения координат ИРИ, блок сравнения и блок угловой ориентации ЛПС, предназначенный для измерения углов крена тангажа и склонения ЛПС, причем первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой вычислители подключены последовательно, первая и вторая группы информационных входов первого вычислителя соединены соответственно с первой и второй группами информационных выходов блока определения азимута и угла места, третья группа информационных входов первого вычислителя объединена со вторыми группами информационных входов четвертого и пятого вычислителей, первыми группами информационных входов блока угловой ориентации ЛПС и блока управления и группой информационных выходов радионавигатора, последовательно соединены седьмой вычислитель, восьмой вычислитель и блок коммутации, группа информационных выходов которого является выходной шиной устройства определения координат ИРИ, а вторая группа информационных входов блока коммутации объединена с группой информационных выходов шестого вычислителя, третьей группой информационных входов блока управления и первой группой информационных входов седьмого вычислителя, вторая группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов пятого вычислителя и второй группой информационных входов блока управления, четвертая группа информационных входов является шестой установочной шиной устройства определения координат ИРИ, пятая группа информационных входов объединена со второй группой информационных входов шестого вычислителя и группой информационных выходов первого вычислителя, а третья группа информационных входов седьмого вычислителя соединена с группой информационных выходов пятого запоминающего устройства, группа адресных входов которого соединена с группой адресных выходов блока управления, а группа информационных входов объединена с четвертой группой информационных входов блока управления и является пятой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, вторая входная установочная шина которого соединена с группой информационных входов четвертого запоминающего устройства, группа информационных выходов которого соединена с второй группой информационных входов второго вычислителя, вход синхронизации которого объединен с выходом генератора синхроимпульсов и со входами синхронизации первого, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого вычислителей, четвертого и пятого запоминающих устройств, блока управления и блока угловой ориентации ЛПС, первая группа информационных выходов которого соединена со второй группой информационных входов третьего вычислителя, а вторая группа информационных входов является третьей входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, четвертая входная установочная шина которого соединена со второй группой информационных входов блока сравнения, выход которого соединен со входом управления блока коммутации, а первая группа информационных входов соединена с группой информационных выходов четвертого вычислителя, выход обнуления которого соединен со входами обнуления первого, второго и третьего вычислителей.The analog device contains an antenna array made of N> 2 identical antenna elements located in the direction-finding plane, an antenna switch, N inputs of which are connected to the corresponding N outputs of the antenna array, and the signal and reference outputs of the switch are connected respectively to the signal and reference inputs of the two-channel receiver made according to the scheme with common local oscillators, an analog-to-digital converter, made two-channel, respectively, with signal and reference channels, and the signal and reference the outputs of the intermediate frequency of the two-channel receiver are connected respectively to the signal and reference inputs of the analog-to-digital converter, the Fourier transform unit, made two-channel, respectively, with the signal and reference channels, the signal and reference inputs of which are connected respectively to the signal and reference outputs of the analog-to-digital converter, the first and second storage devices, a subtraction unit, a unit for generating reference values of primary spatial information parameters (PPIP), a unit in calculating PPIP, the first information input of which is connected to the signal output of the Fourier transform unit, and the second information input is connected to the reference output of the Fourier transform unit, the group of information outputs of the PPIP calculation unit is connected to the group of information inputs of the first storage device, the group of information outputs of which are connected to the group of inputs of a deductible subtraction block, the group of inputs of which is reduced which is connected to the group of information outputs of the second storage device, the group of info of the input inputs of which is connected to the group of information outputs of the PPIP reference values generating unit, the group of information inputs of which is the first input installation bus of the IRI coordinate determination device, series-connected multiplier, adder, third storage device, azimuth and elevation determination unit, the first and second groups the information inputs of the multiplier are combined bitwise and connected to the group of information outputs of the subtraction unit, the clock generator, the output it is connected to the control input of the antenna switch, the synchronization inputs of the analog-to-digital converter, the Fourier transform unit, the first, second and third storage devices, the subtraction unit, the multiplier, the adder, the azimuth and elevation determination unit, the PPIP reference values generation unit and the PPIP calculation unit , the first computer designed to translate the spatial parameters of a flight-lifting means to geocentric coordinate system and direction vectors to the s-th IRI - to the left-handed Cartesian coordinate system the second computer designed to correct the direction vector on the s-th IRI taking into account the a priori known orientation of the antenna system of the direction finder the third computer, designed to calculate in the normal coordinate system the refined direction vector on the s-th IRI taking into account the measured LPS spatial angles measured at time t i , the fourth computer is designed to calculate the values of the azimuthal angle elevation and removing the s-th IRI from the LPS d (H 0 ), the fifth calculator, designed to determine in the geocentric coordinate system the value of the true direction vector to the s-th IRI the magnitude of which depends on latitude and longitudes LPS locations, the sixth calculator designed to determine the coordinates of the intersection point of a vector with a round earth and transformations of geocentric coordinates of the s-th Iran into geographical seventh computer designed to find the coordinates of the s-th IRI with a given accuracy eighth computer designed to convert the geocentric coordinates of the s-th Iran into geographical control unit for converting a part of a vector point limited and to the corresponding line of addresses heights terrain, switching unit, fourth and fifth storage devices, a radio navigator, second, third, fourth, fifth and sixth input installation buses of the IRI coordinate determination device, a comparison unit and an LPS angular orientation unit for measuring roll angles pitch and declensions LPS, with the first, second, third, fourth, fifth and sixth calculators connected in series, the first and second groups of information inputs of the first calculator are connected respectively to the first and second groups of information outputs of the azimuth and elevation unit, the third group of information inputs of the first calculator is combined with the second groups of information inputs of the fourth and fifth calculators, the first groups of information inputs of the LPS angular orientation unit and the control unit and the information group the outputs of the radio navigator, the seventh transmitter, the eighth transmitter and the switching unit are connected in series, the group of information outputs of which is the output bus of the IRI coordinate determination device, and the second group of information inputs of the switching unit is combined with the group of information outputs of the sixth calculator, the third group of information inputs of the control unit and the first group information inputs of the seventh calculator, the second group of information inputs of which are connected to the group of information outputs the fifth computer and the second group of information inputs of the control unit, the fourth group of information inputs is the sixth installation bus of the IRI coordinate determination device, the fifth group of information inputs is combined with the second group of information inputs of the sixth computer and the group of information outputs of the first computer, and the third group of information inputs of the seventh computer connected to the group of information outputs of the fifth storage device, the group of address inputs of which is connected to group of address outputs of the control unit, and the group of information inputs is combined with the fourth group of information inputs of the control unit and is the fifth input installation bus of the IRI coordinate determination device, the second input installation bus of which is connected to the group of information inputs of the fourth storage device, the group of information outputs of which are connected to the second a group of information inputs of the second computer, the synchronization input of which is combined with the output of the clock generator and on the synchronization inputs of the first, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth calculators, the fourth and fifth memory devices, the control unit and the LPS angular orientation unit, the first group of information outputs of which are connected to the second group of information inputs of the third computer, and the second group of information of inputs is the third input installation bus of the device for determining the coordinates of the IRI, the fourth input installation bus of which is connected to the second group of information inputs and comparison, the output of which is connected to a control input of switching unit, and the first group of information inputs connected with the fourth group of information outputs of the calculator, the output of which is connected to the reset inputs reset first, second and third calculators.
Недостатком устройства-аналога являются большие временные затраты на определение координат ИРИ. Это связано с тем, что для каждого измерения находят первичные (однопозиционные) координаты ИРИ, которые затем усредняют.The disadvantage of the analog device is the large time spent on determining the coordinates of the IRI. This is due to the fact that for each measurement, primary (single-position) coordinates of the IRI are found, which are then averaged.
Наиболее близким по своей технической сущности является устройство определения координат источников радиоизлучения по пат. РФ №2659810, МПК G01S 13/46, опубл. 04.07.2018, бюл. №19. Устройство-прототип содержит антенную решетку, выполненную из N>2 идентичных антенных элементов, расположенных в плоскости пеленгования, антенный коммутатор, N входов которого подключены к соответствующим N выходам антенной решетки, а сигнальный и опорный выходы коммутатора подключены соответственно к сигнальному и опорному входам двухканального приемника, выполненного по схеме с общими гетеродинами, аналого-цифровой преобразователь, выполненный двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, причем сигнальный и опорный выходы промежуточной частоты двухканального приемника соединены соответственно с сигнальным и опорным входами аналого-цифрового преобразователя, блок преобразования Фурье, выполненный двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, сигнальный и опорный входы которого соединены соответственно с сигнальным и опорным выходами аналого-цифрового преобразователя, первый и второй блоки памяти, блок вычитания, блок формирования эталонных значений первичных пространственно-информационных параметров, блок вычисления ППИП, первый информационный вход которого соединен с сигнальным выходом блока преобразования Фурье, а второй информационный вход - с опорным выходом блока преобразования Фурье, группа информационных выходов блока вычисления ППИП соединена с группой информационных входов первого блока памяти, группа информационных выходов которого соединена с группой входов вычитаемого блока вычитания, группа входов уменьшаемого которого соединена с группой информационных выходов второго блока памяти, группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов блока формирования эталонных значений ППИП, группа информационных входов которого является первой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, последовательно соединенные умножитель, сумматор, третий блок памяти, блок определения азимута и угла места, причем первая и вторая группы информационных входов умножителя объединены поразрядно и соединены с группой информационных выходов блока вычитания, первый вычислитель, предназначенный для перевода пространственных параметров летно-подъемного средства (ЛПС) в геоцентрическую систему координат а вектора направления на s-й ИРИ - в левостороннюю систему декартовых координат второй вычислитель, предназначенный для коррекции вектора направления на s-й ИРИ с учетом априорно известной ориентации антенной системы бортового пеленгатора третий вычислитель, предназначенный для вычисления в нормальной системе координат уточненного вектора направления на s-й ИРИ с учетом измеренных в момент времени и пространственных углов ЛПС, четвертый вычислитель, предназначенный для вычисления значений азимутального угла пятый вычислитель, предназначенный для определения контрольной точки j зоны поиска ИРИ первого уровня с наибольшим количеством проходящих в пределах локальной зоны с радиусом R пеленгов шестой вычислитель, предназначенный для определения контрольной точки m, m∈М, зоны поиска ИРИ второго уровня с наибольшим количеством Ψj проходящих в пределах локальной зоны с радиусом R', R'<<R, пеленгов седьмой вычислитель, предназначенный для определения границ зоны поиска ИРИ второго уровня (В2, L2) с центром с координатами контрольной точки j зоны поиска ИРИ первого уровня (B, L)jmax, восьмой вычислитель, предназначенный для равномерного распределения и определения координат (В, L)m контрольных точек m зоны поиска ИРИ второго уровня, m=1, 2, …, М, девятый вычислитель, предназначенный для равномерного распределения и определения координат (В, L)j контрольных точек j, j=1, 2, …, J, зоны поиска ИРИ первого уровня, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки памяти, радионавигатор, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая входные установочные шины устройства определения координат ИРИ, блок сравнения и блок угловой ориентации ЛПС, предназначенный для измерения углов крена тангажа и склонения ЛПС, причем первый, второй, третий и четвертый вычислители подключены последовательно, первая и вторая группы информационных входов первого вычислителя соединены соответственно с первой и второй группами информационных выходов блока определения азимута и угла места, третья группа информационных входов первого вычислителя объединена со второй группой информационных входов четвертого вычислителя, первой группой информационных входов блока угловой ориентации ЛПС и группой информационных выходов радионавигатора, вторая входная установочная шина устройства определения координат ИРИ соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти, группа информационных выходов которого соединена с второй группой информационных входов второго вычислителя, вход синхронизации которого объединен с выходом генератора синхроимпульсов и со входами синхронизации первого, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого вычислителей, первого, второго, третьего, четвертого и пятого блоков памяти, с управляющим входом антенного коммутатора, входами синхронизации аналого-цифрового преобразователя, блока преобразования Фурье, блока вычитания, умножителя, сумматора, блока определения азимута и угла места, блока формирования эталонных значений ППИП и блока вычисления ППИП, блока угловой ориентации ЛПС, группа информационных выходов которого соединена со второй группой информационных входов третьего вычислителя, а вторая группа информационных входов является третьей входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, первая группа информационных входов блока сравнения соединена с группой информационных выходов четвертого вычислителя, а входы обнуления первого, второго и третьего вычислителей объединены, при этом блок сравнения предназначен для принятия решения о прохождении очередного пеленга через зону поиска ИРИ первого уровня (В1, L1), группа информационных входов седьмого блока памяти является восьмой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, предназначенной для задания границ зоны поиска ИРИ первого уровня (В1, L1), а группа информационных выходов соединена с третьей группой информационных входов блока сравнения и с первой группой информационных входов девятого вычислителя, вторая группа информационных входов которого является одиннадцатой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, предназначенной для задания количества контрольных точек J, J≥10, зоны поиска ИРИ первого уровня, а группа информационных выходов девятого вычислителя соединена с третьей группой информационных входов пятого вычислителя, первая группа информационных входов которого является четвертой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, предназначенной для задания радиуса R локальных зон поиска ИРИ первого уровня с центрами в контрольных точках j, j=1, 2, …, J, а вторая группа информационных входов соединена с группой информационных выходов шестого блока памяти, первая группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов четвертого вычислителя и первой группой информационных входов блока сравнения, вторая группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов радионавигатора и второй группой информационных входов шестого блока памяти, а выход блока сравнения соединен с входом управления шестого блока памяти, первая группа информационных выходов пятого вычислителя соединена с первой группой информационных входов восьмого блока памяти, вторая группа информационных входов которого является пятой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ и предназначена для задания максимально необходимого количества I используемых в обработке пеленгов вторая группа информационных выходов пятого вычислителя соединена с первой группой информационных входов седьмого вычислителя, вторая группа информационных входов которого является девятой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ и предназначена для задания размеров зоны поиска ИРИ второго уровня {B2, L2}, а группа информационных выходов соединена с первой группой информационных входов восьмого вычислителя, вторая группа информационных входов которого является десятой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, предназначенная для задания количества контрольных точек М зоны поиска ИРИ второго уровня, а группа информационных выходов восьмого вычислителя соединена с группой информационных входов пятого блока памяти, группа информационных выходов которого соединена со второй группой информационных входов шестого вычислителя, первая группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов восьмого блока памяти, а третья группа информационных входов является шестой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ и предназначена для задания радиуса R' локальных зон поиска ИРИ второго уровня с центрами в контрольных точках m, m=1, 2, … М, блок расчета координат и блок принятия решения, первая группа информационных входов которого соединена с первой группой информационных выходов шестого вычислителя, вторая группа информационных входов является седьмой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ и предназначена для задания порога в виде количества η пеленгов необходимого для принятия решения о расчете координат (Bs, Ls) s-го ИРИ, первый выход блока принятия решения соединен с входами обнуления восьмого блока памяти, пятого, четвертого и третьего вычислителей, а второй выход блока принятия решения соединен со входами управления пятого вычислителя и блока расчета координат, группа информационных входов которого соединена с второй группой информационных выходов шестого вычислителя, а группа информационных выходов является выходной шиной устройства определения координат ИРИ, а входы синхронизации первого и второго блоков сравнения, шестого и седьмого блоков памяти, блока принятия решения объединены и соединены с выходом генератора синхроимпульсов.The closest in its technical essence is a device for determining the coordinates of radio emission sources according to US Pat. RF №2659810, IPC
Устройство-прототип обеспечивает сокращение временных затрат путем выполнения расчета координат ИРИ на основе геоцентрической системы координат и избирательной обработки входного потока данных. Недостатком прототипа является относительно невысокая точность определения координат.The prototype device reduces time costs by calculating the coordinates of the IRI based on a geocentric coordinate system and selective processing of the input data stream. The disadvantage of the prototype is the relatively low accuracy of determining the coordinates.
Целью заявленных технических решений является разработка способа и устройства определения координат источника радиоизлучения с борта ЛПС, обеспечивающих повышение точности определения координат ИРИ путем исключения из расчетов заведомо ложных направлений.The purpose of the claimed technical solutions is to develop a method and device for determining the coordinates of a source of radio emission from the LPS, providing increased accuracy in determining the coordinates of the IRI by eliminating deliberately false directions from the calculations.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения координат ИРИ, включающем предварительное задание в географических координатах границы зоны поиска ИРИ первого уровня (B1, L1), на поверхности которой равномерно распределяют J, J≥10, контрольных точек, для каждой j-й контрольной точки, j=1, 2, …, J, первого уровня определяют ее географические координаты (B, L)j, а в процессе работы принятие сигналов ИРИ в заданной полосе частот ΔF перемещающимся в пространстве бортовым пеленгатором, установленном на летно-подъемном средстве (ЛПС), измерение пространственно-информационные параметров обнаруженных сигналов: азимут (пеленг) и угол места в системе координат антенной системы с одновременным определением местоположения ЛПС в моменты времени ti, где - соответственно широта, долгота и высота ЛПС, преобразование координат ЛПС в геоцентрическую систему координат а вектор направления на s-й ИРИ в левостороннюю систему декартовых координат коррекцию вектора направления на s-й ИРИ с учетом априорно известной ориентации антенной системы бортового пеленгатора относительно ЛПС где - соответственно углы крена, тангажа и склонения антенной системы, путем последовательного умножения значений на соответствующие углы Эйлера матрицы поворота, после чего в нормальной системе координат вычисление уточненного значения вектора направления на s-й ИРИ с учетом измеренных в момент времени ti пространственных углов ЛПС: крена тангажа и склонения определение уточненного значения азимута в момент времени ti на s-й ИРИ, расположенного на поверхности «круглой Земли», определение контрольной точки j первого уровня с наибольшим количеством проходящих в пределах локальной зоны с радиусом R пеленгов выделение зоны поиска ИРИ второго уровня (В2, L2), центром которой являются координаты (В, L)jmax j-й контрольной точки зоны поиска ИРИ первого уровня, а ее размеры по широте и долготе задают на подготовительном этапе и соответствуют расстоянию между контрольными точками зоны поиска ИРИ первого уровня, равномерное распределение на поверхности зоны поиска ИРИ второго уровня М, М≥10 контрольных точек с определенным на подготовительном этапе шагом Δr, значение которого задают с учетом необходимой точности измерения координат ИРИ, определение их географических координат (B, L)m, нахождение контрольной точки m, m∈М, зоны поиска ИРИ второго уровня с наибольшим количеством ψj проходящих в пределах локальной зоны с радиусом пеленгов сравнение количества ψj полученных пеленгов с заданным на подготовительном этапе порогом η, при выполнении пороговых условий ψj≥η, определение предварительных географических координат s-го ИРИ (Bs, Ls) на основе выделенных ψj значений пеленгов методом наименьших квадратов, выделение очередной контрольной точки первого уровня, k∈J, с наибольшим после j-й точки количеством ψk в пределах локальной зоны с радиусом R' пеленгов и выполнение нового цикла анализа по обнаружению s+1-го ИРИ и определение его предварительных координат (Bs+1, Ls+1), завершение анализа полученных результатов при ψk<η и начало нового цикла приема сигналов в заданной полосе ΔF и зоне поиска ИРИ первого уровня и измерение их пространственно-информационных параметров, дополнительно после нахождения предварительных координат каждого s-го ИРИ (Bs, Ls) определяют угловое расстояние на сфере δj между каждым пеленгом из совокупности ψj и найденной точкой с координатами (Bs, Ls), после этого вычисляют порог фильтрации σj, равный среднеквадратичному отклонению набора полученных угловых расстояний на сфере ψj, а для расчета уточненных координат s-го ИРИ (Bs, Ls)' используют только пеленги угловые расстояния на сфере которых не превышают значение порога σj.This goal is achieved by the fact that in the known method for determining the coordinates of the IRI, including preliminary setting in geographical coordinates of the border of the search zone of the first level IRI (B 1 , L 1 ), on the surface of which J, J≥10, control points are evenly distributed, for each j of the first control point, j = 1, 2, ..., J, of the first level is determined by its geographical coordinates (B, L) j , and during operation, the reception of IRI signals in a given frequency band ΔF by an airborne direction finder moving in space mounted on the summer lifting device ( LPS), the measurement of the spatial information parameters of the detected signals: azimuth (bearing) and elevation in the coordinate system of the antenna system with the simultaneous determination of the location of the LPS at times t i , where - respectively, the latitude, longitude and height of the LPS, the transformation of the coordinates of the LPS to geocentric coordinate system and the direction vector to the s-th IRI to the left-handed Cartesian coordinate system direction vector correction on the s-th IRI taking into account the a priori known orientation of the antenna system of the direction finder relative to the LPS Where - respectively, the angles of roll, pitch and declination of the antenna system, by sequentially multiplying the values to the corresponding Euler angles of the rotation matrix, after which, in the normal coordinate system, the calculation of the updated value of the direction vector on the s-th IRI taking into account the measured at the time t i spatial angles of the LPS: roll pitch and declensions determination of the specified azimuth value at time t i on the s-th IRI located on the surface of the “round Earth", the determination of the control point j of the first level with the largest number of bearings passing within the local zone with a radius R allocation of the second-level IRI search zone (B 2 , L 2 ), the center of which is the coordinates (B, L) jmax of the jth control point of the first-level IRI search zone, and its latitude and longitude dimensions are set at the preparatory stage and correspond to the distance between control points of the first-level IRI search zone, uniform distribution on the surface of the second-level IRI search zone M, M≥10 control points with a step Δr defined at the preparatory stage, the value of which is set taking into account the necessary accuracy of measuring the coordinates of the IRI, determining them geographic coordinates (B, L) m , finding the control point m, m∈М, second-level IRI search zone with the greatest number ψ j passing within the local zone with a radius bearings comparison of the number ψ j received bearings with a predetermined threshold in the preparatory stage, η, when the threshold conditions ψ j ≥η, preliminary determination of geographical coordinates of s-IRI (B s, L s) based on the selected values of ψ j bearings by the least squares method, the selection of the next control point of the first level, k∈J, with the largest number ψ k after the jth point within the local zone with the radius R 'of bearings and the implementation of a new analysis cycle to detect s + 1 IRI and the determination of its preliminary coordinates (B s + 1 , L s + 1 ), completion of the analysis of the results obtained for ψ k <η and the beginning of a new cycle of signal reception in a given band ΔF and the search zone of the first level IRI and the measurement of their spatial information parameters, in addition, after finding the preliminary coordinates of each sth IRI (B s , L s ), determine the angular distance on the sphere δ j between each bearing from the set ψ j and the found point with coordinates (B s , L s ), then calculate the filtering threshold σ j equal to the standard deviation of the set of obtained angular distances on the sphere ψ j , and to calculate the adjusted coordinates of the s-th IRI (B s , L s ) 'use only bearings angular distances on the sphere of which do not exceed the threshold value σ j .
При этом угловое расстояние на сфере δj между пеленгом и направлением наточку с координатами (Bs, Ls) в диапазоне [0; 2π] определяют из выраженияIn this case, the angular distance on the sphere δ j between the bearing and the direction of the point with coordinates (B s , L s ) in the range [0; 2π] is determined from the expression
где - значение пеленга, проходящего через координаты ЛПС и найденную точку с координатами (Bs, Ls), который определяют какWhere - value of the bearing passing through the LPS coordinates and the found point with coordinates (B s , L s ), which is defined as
Порог фильтрации σ определяют из выраженияThe filtration threshold σ is determined from the expression
Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном способе за счет исключения из расчетов заведомо ложных направлений достигается положительный эффект в виде повышения точности измерения координат ИРИ.Thanks to the new set of essential features in the claimed method, due to the exclusion of knowingly false directions from the calculations, a positive effect is achieved in the form of increasing the accuracy of measuring the coordinates of the IRI.
В заявляемом устройстве определения координат ИРИ поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем антенную решетку, выполненную из N>2 идентичных антенных элементов, расположенных в плоскости пеленгования, антенный коммутатор, N входов которого подключены к соответствующим N выходам антенной решетки, а сигнальный и опорный выходы коммутатора подключены соответственно к сигнальному и опорному входам двухканального приемника, выполненного по схеме с общими гетеродинами, аналого-цифровой преобразователь, выполненный двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, причем сигнальный и опорный выходы промежуточной частоты двухканального приемника соединены соответственно с сигнальным и опорным входами аналого-цифрового преобразователя, блок преобразования Фурье, выполненный двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, сигнальный и опорный входы которого соединены соответственно с сигнальным и опорным выходами аналого-цифрового преобразователя, первый и второй блоки памяти, блок вычитания, блок формирования эталонных значений первичных пространственно-информационных параметров, блок вычисления ППИП, первый информационный вход которого соединен с сигнальным выходом блока преобразования Фурье, а второй информационный вход - с опорным выходом блока преобразования Фурье, группа информационных выходов блока вычисления ППИП соединена с группой информационных входов первого блока памяти, группа информационных выходов которого соединена с группой входов вычитаемого блока вычитания, группа входов уменьшаемого которого соединена с группой информационных выходов второго блока памяти, группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов блока формирования эталонных значений ППИП, группа информационных входов которого является первой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, последовательно соединенные умножитель, сумматор, третий блок памяти, блок определения азимута и угла места, причем первая и вторая группы информационных входов умножителя объединены поразрядно и соединены с группой информационных выходов блока вычитания, первый вычислитель, предназначенный для перевода пространственных параметров летно-подъемного средства (ЛПС) в геоцентрическую систему координат а вектора направления на s-й ИРИ - в левостороннюю систему декартовых координат второй вычислитель, предназначенный для коррекции вектора направления на s-й ИРИ с учетом априорно известной ориентации антенной системы бортового пеленгатора третий вычислитель, предназначенный для вычисления в нормальной системе координат уточненного вектора направления на s-й ИРИ с учетом измеренных в момент времени и пространственных углов ЛПС, четвертый вычислитель, предназначенный для вычисления значений азимутального угла пятый вычислитель, предназначенный для определения контрольной точки j зоны поиска ИРИ первого уровня с наибольшим количеством проходящих в пределах локальной зоны с радиусом R пеленгов шестой вычислитель, предназначенный для определения контрольной точки m, m∈М, зоны поиска ИРИ второго уровня с наибольшим количеством Ψj, проходящих в пределах локальной зоны с радиусом R', R'<<R, пеленгов седьмой вычислитель, предназначенный для определения границ зоны поиска ИРИ второго уровня (В2, L2) с центром с координатами контрольной точки j зоны поиска ИРИ первого уровня (B, L)jmax, восьмой вычислитель, предназначенный для равномерного распределения и определения координат (В, L)m контрольных точек m зоны поиска ИРИ второго уровня, m=1, 2, …, М, девятый вычислитель, предназначенный для равномерного распределения и определения координат (В, L)j контрольных точек j, j=1, 2, …, J, зоны поиска ИРИ первого уровня, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки памяти, радионавигатор, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая входные установочные шины устройства определения координат ИРИ, блок сравнения и блок угловой ориентации ЛПС, предназначенный для измерения углов крена тангажа и склонения ЛПС, причем первый, второй, третий и четвертый вычислители подключены последовательно, первая и вторая группы информационных входов первого вычислителя соединены соответственно с первой и второй группами информационных выходов блока определения азимута и угла места, третья группа информационных входов первого вычислителя объединена со второй группой информационных входов четвертого вычислителя, первой группой информационных входов блока угловой ориентации ЛПС и группой информационных выходов радионавигатора, вторая входная установочная шина устройства определения координат ИРИ соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти, группа информационных выходов которого соединена с второй группой информационных входов второго вычислителя, вход синхронизации которого объединен с выходом генератора синхроимпульсов и со входами синхронизации первого, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого вычислителей, первого, второго, третьего, четвертого и пятого блоков памяти, с управляющим входом антенного коммутатора, входами синхронизации аналого-цифрового преобразователя, блока преобразования Фурье, блока вычитания, умножителя, сумматора, блока определения азимута и угла места, блока формирования эталонных значений ППИП и блока вычисления ППИП, блока угловой ориентации ЛПС, группа информационных выходов которого соединена со второй группой информационных входов третьего вычислителя, а вторая группа информационных входов является третьей входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, первая группа информационных входов блока сравнения соединена с группой информационных выходов четвертого вычислителя, а входы обнуления первого, второго и третьего вычислителей объединены, при этом блок сравнения предназначен для принятия решения о прохождении очередного пеленга через зону поиска ИРИ первого уровня (B1, L1), группа информационных входов седьмого блока памяти является восьмой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, предназначенной для задания границ зоны поиска ИРИ первого уровня (B1, L1), а группа информационных выходов соединена с третьей группой информационных входов блока сравнения и с первой группой информационных входов девятого вычислителя, вторая группа информационных входов которого является одиннадцатой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, предназначенной для задания количества контрольных точек J, J≥10, зоны поиска ИРИ первого уровня, а группа информационных выходов девятого вычислителя соединена с третьей группой информационных входов пятого вычислителя, первая группа информационных входов которого является четвертой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, предназначенной для задания радиуса R локальных зон поиска ИРИ первого уровня с центрами в контрольных точках j, j=1, 2, …, J, а вторая группа информационных входов соединена с группой информационных выходов шестого блока памяти, первая группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов четвертого вычислителя и первой группой информационных входов блока сравнения, вторая группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов радионавигатора и второй группой информационных входов шестого блока памяти, а выход блока сравнения соединен с входом управления шестого блока памяти, первая группа информационных выходов пятого вычислителя соединена с первой группой информационных входов восьмого блока памяти, вторая группа информационных входов которого является пятой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ и предназначена для задания максимально необходимого количества I используемых в обработке пеленгов вторая группа информационных выходов пятого вычислителя соединена с первой группой информационных входов седьмого вычислителя, вторая группа информационных входов которого является девятой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ и предназначена для задания размеров зоны поиска ИРИ второго уровня (B2, L2), а группа информационных выходов соединена с первой группой информационных входов восьмого вычислителя, вторая группа информационных входов которого является десятой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, предназначенная для задания количества контрольных точек М зоны поиска ИРИ второго уровня, а группа информационных выходов восьмого вычислителя соединена с группой информационных входов пятого блока памяти, группа информационных выходов которого соединена со второй группой информационных входов шестого вычислителя, первая группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов восьмого блока памяти, а третья группа информационных входов является шестой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ и предназначена для задания радиуса R' локальных зон поиска ИРИ второго уровня с центрами в контрольных точках m, m=1, 2, … М, первый блок расчета координат, предназначенный для расчета предварительных координат ИРИ, и блок принятия решения, первая группа информационных входов которого соединена с первой группой информационных выходов шестого вычислителя, вторая группа информационных входов является седьмой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ и предназначена для задания порога в виде количества η пеленгов необходимого для принятия решения о расчете координат (Bs, Ls) s-го ИРИ, первый выход блока принятия решения соединен с входами обнуления восьмого блока памяти, пятого, четвертого и третьего вычислителей, а второй выход блока принятия решения соединен со входами управления пятого вычислителя и первого блока расчета координат, группа информационных входов которого соединена с второй группой информационных выходов шестого вычислителя, а входы синхронизации первого и второго блоков сравнения, шестого и седьмого блоков памяти, блока принятия решения объединены и соединены с выходом генератора синхроимпульсов, дополнительно введены последовательно соединенные десятый вычислитель, предназначен для нахождения угловых расстояний на сфере δj между пеленгами блок расчета пороговых уровней σj, селектор пеленгов и второй блок расчета координат, предназначенный для расчета уточненных координат ИРИ (Bs, Ls)', группа информационных выходов которого является выходной шиной устройства определения координат ИРИ, первая группа информационных входов десятого вычислителя соединена с первой группой информационных выходов первого блока расчета координат, вторая группа информационных входов соединена с группой информационных выходов радионавигатора, третья группа информационных входов десятого вычислителя объединена со второй группой информационных входов селектора пеленгов и второй группой информационных выходов шестого вычислителя, третья группа информационных входов селектора пеленгов объединена с первой группой информационных входов блока расчета пороговых уровней, а вход синхронизации объединен со входами синхронизации блока расчета пороговых уровней σj, селектора пеленгов и соединен с выходом генератора синхроимпульсов.In the inventive device for determining the coordinates of the IRI, the goal is achieved by the fact that in the known device containing an antenna array made of N> 2 identical antenna elements located in the direction-finding plane, the antenna switch, N inputs of which are connected to the corresponding N outputs of the antenna array, and the signal and the reference outputs of the switch are connected respectively to the signal and reference inputs of a two-channel receiver, made according to the scheme with common local oscillators, an analog-to-digital converter two-channel, respectively, with signal and reference channels, and the signal and reference outputs of the intermediate frequency of the two-channel receiver are connected respectively to the signal and reference inputs of an analog-to-digital converter, the Fourier transform unit, made two-channel, respectively, with the signal and reference channels, the signal and reference inputs of which are connected respectively with signal and reference outputs of an analog-to-digital converter, the first and second memory blocks, a subtraction block, a formation block coupon values of primary spatial information parameters, PPIP calculation unit, the first information input of which is connected to the signal output of the Fourier transform unit, and the second information input - with the reference output of the Fourier transform unit, the group of information outputs of the PPIP calculation unit is connected to the group of information inputs of the first memory block , a group of information outputs of which is connected to a group of inputs of a subtracted subtraction block, a group of inputs of reducible which is connected to a group of inf output outputs of the second memory block, the group of information inputs of which is connected to the group of information outputs of the PPIP reference values generating unit, the group of information inputs of which is the first input installation bus of the IRI coordinate determination device, a multiplier, an adder, a third memory block, an azimuth and angle determination unit places, and the first and second groups of information inputs of the multiplier are combined bitwise and connected to the group of information outputs of the subtraction unit tania, the first computer designed to translate the spatial parameters of a flight-lifting means (LPS) to geocentric coordinate system and direction vectors to the s-th IRI - to the left-handed Cartesian coordinate system the second computer designed to correct the direction vector on the s-th IRI taking into account the a priori known orientation of the antenna system of the direction finder the third computer, designed to calculate in the normal coordinate system the refined direction vector on the s-th IRI, taking into account the measured at the time point and spatial angles of the LPS, the fourth calculator, designed to calculate the values of the azimuthal angle the fifth computer designed to determine the control point j of the first-level IRI search zone with the largest number of bearings passing within the local zone with a radius R the sixth computer, designed to determine the control point m, m∈M, the second-level IRI search zone with the greatest number Ψ j passing within the local zone with a radius R ', R'<< R, bearings the seventh calculator, designed to determine the boundaries of the second-level IRI search zone (B 2 , L 2 ) centered on the coordinates of the control point j of the first-level IRI search zone (B, L) jmax , the eighth calculator, designed for uniform distribution and determination of coordinates (B , L) m control points m of the second-level IRI search zone, m = 1, 2, ..., M, the ninth calculator designed for uniform distribution and determination of coordinates (B, L) j of control points j, j = 1, 2, ... , J, first-level Iranian search zones, fourth, fifth, sixth, seventh and eight second memory blocks radionavigator, second, third, fourth, fifth and sixth input bus positioning determining device IRI coordinate comparison unit and the angular orientation of LPS for measuring the roll angle pitch and declensions LPS, with the first, second, third and fourth calculators connected in series, the first and second groups of information inputs of the first computer are connected respectively to the first and second groups of information outputs of the azimuth and elevation unit, the third group of information inputs of the first computer is combined with the second group of information inputs the fourth computer, the first group of information inputs of the LPS angular orientation unit and the group of information outputs of the radio navigator, the second input set the alignment bus of the IRI coordinate determination device is connected to the group of information inputs of the fourth memory block, the group of information outputs of which is connected to the second group of information inputs of the second computer, the synchronization input of which is combined with the output of the clock generator and the synchronization inputs of the first, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and ninth calculators, first, second, third, fourth and fifth memory blocks, with a control input of the antenna switch, blue inputs the analogization of an analog-to-digital converter, a Fourier transform unit, a subtraction unit, a multiplier, an adder, an azimuth and elevation determination unit, a PPIP reference value generating unit and a PPIP calculation unit, an LPS angular orientation unit, the information output group of which is connected to the second group of information inputs of the third the calculator, and the second group of information inputs is the third input installation bus of the device for determining the coordinates of the IRI, the first group of information inputs of the comparison unit with one with a fourth group of information outputs of the calculator, and the reset inputs of the first, second, and third calculators are combined, the comparing unit is designed to decide on the passage of another bearing through the first-level IRI search zone (B 1 , L 1 ), the group of information inputs of the seventh memory block is the eighth input installation bus of the IRI coordinate determination device, designed to set the boundaries of the first level IRI search zone (B 1 , L 1 ), and the information group The outputs are connected to the third group of information inputs of the comparison unit and to the first group of information inputs of the ninth calculator, the second group of information inputs of which is the eleventh input installation bus of the coor determination device the Islamic Republic of Iran, designed to set the number of control points J, J≥10, the first-level IRI search zone, and the group of information outputs of the ninth calculator is connected to the third group of information inputs of the fifth computer, the first group of information inputs of which is the fourth input installation bus of the IRI coordinate determination device designed to set the radius R of the local search zones of the first level IRI with centers at the control points j, j = 1, 2, ..., J, and the second group of information inputs is connected to the group information outputs of the sixth memory unit, the first group of information inputs of which is connected to the group of information outputs of the fourth calculator and the first group of information inputs of the comparison unit, the second group of information inputs of which is connected to the group of information outputs of the radio navigator and the second group of information inputs of the sixth memory unit, and the output of the comparison unit connected to the control input of the sixth memory unit, the first group of information outputs of the fifth computer is connected to the first group Information inputs of the eighth memory block, the second group of information inputs of which the input is the fifth mounting rail IRI determination device coordinates and used to define the maximum required number of I used in the treatment of bearings the second group of information outputs of the fifth calculator is connected to the first group of information inputs of the seventh calculator, the second group of information inputs of which is the ninth input installation bus of the IRI coordinate determination device and is designed to set the dimensions of the second-level IRI search zone (B 2 , L 2 ), and the group of information outputs connected to the first group of information inputs of the eighth transmitter, the second group of information inputs of which is the tenth input installation bus device the distribution of coordinates of the IRI, designed to set the number of control points M of the search zone of the IRI of the second level, and the group of information outputs of the eighth calculator is connected to the group of information inputs of the fifth memory block, the group of information outputs of which is connected to the second group of information inputs of the sixth calculator, the first group of information inputs of which connected to the group of information outputs of the eighth memory unit, and the third group of information inputs is the sixth input installation bus a device for determining the coordinates of the IRI and is intended to set the radius R 'of the local search zones for the second level IRI with centers at the control points m, m = 1, 2, ... M, the first coordinate calculation unit for calculating the preliminary coordinates of the IRI, and a decision block, the first group of information inputs of which is connected to the first group of information outputs of the sixth computer, the second group of information inputs is the seventh input installation bus of the device for determining the coordinates of the IRI and is designed to set orog in the form of the number of η bearings necessary for making a decision on the calculation of coordinates (B s , L s ) of the s-th IRI, the first output of the decision block is connected to the inputs of zeroing the eighth memory block, the fifth, fourth and third computers, and the second output of the decision block is connected to the control inputs of the fifth a calculator and a first coordinate calculation unit, the group of information inputs of which are connected to a second group of information outputs of the sixth calculator, and the synchronization inputs of the first and second comparison blocks, the sixth and seventh memory blocks, the block I solutions are combined and connected to the output of the clock generator, in addition, the tenth computer is connected in series, it is designed to find the angular distances on the sphere δ j between bearings block for calculating threshold levels σ j , bearing selector and a second coordinate calculation unit for calculating the adjusted coordinates of the IRI (B s , L s ) ', the group of information outputs of which is the output bus of the IRI coordinate determination device, the first group of information inputs of the tenth computer is connected to the first group of information outputs of the first coordinate calculation unit, the second group of information inputs is connected to the group of information outputs of the radio navigator, the third group of information inputs of the tenth computer is combined with the second group of information the bearings selector inputs and the second group of information outputs of the sixth calculator, the third group of the information inputs of the bearing selector is combined with the first group of information inputs of the threshold level calculation unit, and the synchronization input is combined with the synchronization inputs of the threshold level calculation unit σ j , the bearing selector and connected to the output of the clock generator .
Перечисленная совокупность существенных признаков за счет того, что вводятся новые элементы и связи позволяет достичь цели изобретения: повысить точность определения координат ИРИ.The listed set of essential features due to the fact that new elements and connections are introduced allows to achieve the purpose of the invention: to increase the accuracy of determining the coordinates of the IRI.
Заявляемые объекты поясняются чертежами, на которых показаны:The inventive objects are illustrated by drawings, which show:
на фиг. 1 - приведены результаты пеленгования ИРИ с ЛПС и определения координат S1 полученных по результатам измерения ППИД в шести точках Pi, в одной из которых Р3 допущена грубая ошибка при использовании:in FIG. 1 - shows the results of direction finding IRI with LPS and determination of coordinates S 1 obtained according to the results of measuring PPID at six points P i , in one of which P 3 a gross error was made when using:
а) способа-прототипа;a) prototype method;
б) предлагаемого способа;b) the proposed method;
на фиг. 2 - иллюстрации, поясняющие порядок выполняемых операций:in FIG. 2 - illustrations explaining the order of operations:
а) по размещению J контрольных точек зоны поиска ИРИ первого уровня, J≥10, и определению их географических координат (В, L)i;a) by placing J control points of the first-level IRI search zone, J≥10, and determining their geographical coordinates (B, L) i ;
б) по заданию локальной зоны анализа с радиусом R вокруг J контрольных точек, прокладке пеленгов с учетом местоположения ЛПС и определению количества проходящих рядом с контрольными точками (возле точки j их 5);b) by assigning a local analysis zone with a radius R around J control points, laying bearings based on LPS location and quantification passing near the control points (near point j there are 5 of them);
в) по размещению М контрольных точек зоны поиска ИРИ второго уровня с центром в j-й контрольной точке с координатами (В, L)i и прокладке пеленгов с учетом местоположения ЛПС c) for the placement of M control points of the second-level IRI search zone centered at the j-th control point with coordinates (B, L) i and bearing laying based on LPS location
г) по заданию локальной зоны анализа с радиусом R' вокруг М контрольных точек зоны поиска ИРИ второго уровня и определению количества проходящих рядом с контрольными точками (возле точки m их 5);d) by defining a local analysis zone with a radius R 'around M control points of the second-level IRI search zone and determining the quantity passing near the control points (near point m there are 5 of them);
на фиг. 3 - обобщенный алгоритм расчета координат ИРИ;in FIG. 3 - generalized algorithm for calculating the coordinates of the IRI;
на фиг. 4 - обобщенный алгоритм определения пространственных параметров ИРИ (азимута );in FIG. 4 - a generalized algorithm for determining the spatial parameters of the IRI (azimuth );
на фиг. 5 - представлены результаты оценки эффективности предлагаемого способа определения координат ИРИ:in FIG. 5 - presents the results of evaluating the effectiveness of the proposed method for determining the coordinates of the IRI:
а) при отсутствии выбросов и систематических ошибок;a) in the absence of outliers and systematic errors;
б) при наличии выбросов;b) in the presence of emissions;
в) при наличии систематических ошибок;c) in the presence of systematic errors;
на фиг. 6 - обобщенная структурная схема устройства определения координат ИРИ;in FIG. 6 is a generalized structural diagram of a device for determining the coordinates of the IRI;
на фиг. 7 - алгоритм вычисления эталонных значений первичных пространственно-информационных параметров;in FIG. 7 is an algorithm for calculating reference values of primary spatial information parameters;
на фиг. 8 - алгоритм работы первого вычислителя;in FIG. 8 - the algorithm of the first calculator;
на фиг. 9 - алгоритм работы второго вычислителя;in FIG. 9 - the algorithm of the second calculator;
на фиг. 10 - алгоритм работы третьего вычислителя;in FIG. 10 - algorithm of the third computer;
на фиг. 11 - алгоритм работы четвертого вычислителя;in FIG. 11 - the algorithm of the fourth calculator;
на фиг. 12 - алгоритм работы пятого вычислителя;in FIG. 12 - algorithm of the fifth calculator;
на фиг. 13 - алгоритм работы шестого вычислителя;in FIG. 13 - algorithm of the sixth calculator;
на фиг. 14 - алгоритм работы седьмого вычислителя;in FIG. 14 - algorithm of the seventh calculator;
на фиг. 15 - алгоритм работы восьмого вычислителя;in FIG. 15 - algorithm of the eighth calculator;
на фиг. 16 - алгоритм работы девятого вычислителя;in FIG. 16 - algorithm of the ninth calculator;
на фиг. 17 - алгоритм работы блока расчета координат;in FIG. 17 - the algorithm of the block calculation of coordinates;
на фиг. 18 - алгоритм работы десятого вычислителя.in FIG. 18 - the algorithm of the tenth computer.
Известно, что большинство способов определения координат ИРИ с ЛПС, реализующих угломерный, углодальномерный способы местоопределения, базируются на использовании глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) (см. B.C. Шебшаевич, П.П. Дмитриев, Н.В. Иванцевич и др. Спутниковые радионавигационные системы / Под ред. B.C. Шебшаевича. - М.: Радио и связь, 1993 г., стр. 261-275). Кроме информации о собственном местоположении ЛПС и направлении его перемещения при решении задач местоопределения ИРИ в прототипе определяют его пространственную ориентацию: углы крена тангажа и курсового угла (угла сноса или склонения ). Информация об этих параметрах может быть получена с помощью известных устройств (см. Пат. РФ №2374659, 2371733, 2553270). Учет названных параметров в совокупности с большим объемом вычислительных процедур анналога приводит к значительным временным затратам на получение координат ИРИ. Сложная сигнально-помеховая обстановка (большое число излучателей в полосе анализа), кратковременность работы ИРИ существенно осложняет определение их координат. Отдельно следует отметить ситуацию, когда на одной частоте одновременно работают несколько пространственно разнесенных ИРИ. Последнее регулярно наблюдается при использовании пеленгатора на борту ЛПС. Поэтому основной акцент в прототипе сделан на сокращение временных затрат на определение координат ИРИ.It is known that most of the methods for determining the coordinates of IRI with LPS, which implement the goniometric, anglomeric methods of positioning, are based on the use of global navigation satellite systems (GNSS) (see BC Shebshaevich, PP Dmitriev, NV Ivantsevich and others. Satellite radio navigation systems / Under the editorship of BC Shebshaevich. - M .: Radio and communications, 1993, pp. 261-275). In addition to information about the LPS’s own location and the direction of its movement when solving IRI location problems, the prototype determines its spatial orientation: roll angles pitch and heading angle (drift or declination angle ) Information about these parameters can be obtained using known devices (see Pat. RF №2374659, 2371733, 2553270). Accounting for these parameters in conjunction with a large amount of computational procedures of the analogue leads to significant time costs for obtaining the coordinates of the IRI. A difficult signal-noise situation (a large number of emitters in the analysis band), the short duration of the IRI operation significantly complicates the determination of their coordinates. Separately, it should be noted the situation when several spatially separated IRIs simultaneously operate on the same frequency. The latter is regularly observed when using a direction finder on board the LPS. Therefore, the main emphasis in the prototype is on reducing the time spent on determining the coordinates of the IRI.
Однако на точность определения координат ИРИ существенно влияют выбросы и систематические ошибки измерений, обусловленные различными причинами (см. фиг. 1). Последние не обнаруживаются в аналогах и прототипе и как следствие - ведут к существенным ошибкам измерения координат ИРИ, ограничивающим их применение. В предлагаемых способе и устройстве это устраняется. Исключение из расчетов заведомо ложных направлений (содержащих, например, грубые ошибки, которые не описываются нормальным законом распределения) при нахождении координат (Bs, Ls)' проводят следующим образом. В начале выполняют вычисление предварительных координат (Bs, Ls) в соответствии со способом-прототипом. Далее для каждого направления из совокупности ψj m-ной локальной зоны определяют угловое расстояние на сфере между этим направлением и полученными координатами (Bs, Ls). На следующем этапе вычисляют порог фильтрации, равный среднестатистическому отклонению набора полученных угловых расстояний. Благодаря его использованию удается отбросить пеленги, угловые расстояния которых его превышают, а поэтому в получении уточненных координат ИРИ (Bs, Ls)' они не участвуют.However, the accuracy of determining the coordinates of the IRI is significantly affected by outliers and systematic measurement errors due to various reasons (see Fig. 1). The latter are not found in analogs and prototypes and, as a result, lead to significant errors in measuring the coordinates of the IRI, limiting their use. In the proposed method and device, this is eliminated. An exception to the calculation of deliberately false directions (containing, for example, gross errors that are not described by the normal distribution law) when finding the coordinates (B s , L s ) 'is carried out as follows. In the beginning, the preliminary coordinates (B s , L s ) are calculated in accordance with the prototype method. Next for each direction From the set ψ j of the m-th local zone, the angular distance on the sphere between this direction and the obtained coordinates (B s , L s ) is determined. In the next step, the filtering threshold is calculated equal to the average deviation of the set of obtained angular distances. Through its use possible to discard bearings, angular distances which exceed it and therefore in obtaining the refined coordinates IRI (B s, L s) 'they are not involved.
Реализация заявляемого способа поясняется следующим образом (см. фиг. 2-5). На подготовительном этапе измеряют ориентацию антенной системы пеленгатора в трех плоскостях принятых в авиации как крена тангажа и склонения относительно корпуса ЛПС. Значение запоминают и в последующем используют для уточнения результатов θi. Дополнительно в географических координатах задают границы зоны поиска ИРИ первого уровня. С этой целью учитываются координаты крайних точек маршрута полета ЛПС. В результате получают прямоугольник со сторонами, параллельными меридианам и параллелям. Полученную зону обычно расширяют во все стороны на заданное значение, зависящее от потенциальной дальности работы пеленгатора. На полученную зону поиска ИРИ первого уровня (В1, L1) накладывают равномерно распределенное количество J контрольных точек (см. фиг. 2). Выбор в пользу количества контрольных точек J, а не в пользу размера шага между ними (в отличии от второго уровня) сделан с целью получения гарантированного времени измерения координат ИРИ.The implementation of the proposed method is illustrated as follows (see Fig. 2-5). At the preparatory stage, the orientation of the antenna system of the direction finder is measured in three planes adopted in aviation as a roll pitch and declensions relative to the LPS body. Value memorized and subsequently used to refine the results of θ i . Additionally, in the geographical coordinates, the boundaries of the first-level Iranian search zone are set. For this purpose, the coordinates of the extreme points of the LPS flight route are taken into account. The result is a rectangle with sides parallel to the meridians and parallels. The resulting zone is usually extended in all directions by a predetermined value, depending on the potential range of the direction finder. A uniformly distributed number J of control points is applied to the obtained first-level IRI search zone (B 1 , L 1 ) (see Fig. 2). The choice in favor of the number of control points J, and not in favor of the step size between them (in contrast to the second level) was made in order to obtain a guaranteed time for measuring the coordinates of the IRI.
На подготовительном этапе также задают размеры {B2, L2} по широте и долготе зоны поиска ИРИ второго уровня (в метрах). Целесообразно, чтобы размеры ее сторон были не меньше расстояния d между контрольными точками j зоны контроля ИРИ первого уровня. Кроме того, для этой зоны задается М контрольных точек второго уровня. В связи с тем, что размеры зоны поиска ИРИ второго уровня определены совместно с М контрольными точками, это эквивалентно формированию шага Δr сетки контрольных точек m, m∈М. Дополнительно задают минимально необходимое количество η пеленгов для принятия решения о начале расчета координат (Bs, Ls) s-го источника радиоизлучения.At the preparatory stage, the sizes {B 2 , L 2 } are also set according to the latitude and longitude of the second-level IRI search zone (in meters). It is advisable that the dimensions of its sides are not less than the distance d between the control points j of the first-level IRI control zone. In addition, M control points of the second level are specified for this zone. Due to the fact that the dimensions of the second-level IRI search zone are determined in conjunction with M control points, this is equivalent to the formation of the step Δr of the grid of control points m, m∈M. Additionally set the minimum required number η bearings to decide on the start of the calculation of the coordinates (B s , L s ) of the s-th radio emission source.
В процессе полета ЛПС по аналогии со способом-прототипом (см. фиг. 3) в заданной полосе частот ΔF осуществляют поиск и прием сигналов ИРИ, измерение их пространственных параметров: азимута θi и угла места βi в системе координат антенной системы. Одновременно в момент времени и с помощью ГНСС определяют местоположение собственно ЛПС - соответственно широта, долгота и высота ЛПС.In the process of LPS flight, by analogy with the prototype method (see Fig. 3) in a given frequency band ΔF, they search and receive IRI signals, measure their spatial parameters: azimuth θ i and elevation angle β i in the coordinate system of the antenna system. At the same time at the time point and with the help of GNSS determine the location of the actual LPS - respectively, the latitude, longitude and height of the LPS.
Данные результаты получены без учета ориентации антенной системы (АС) пеленгатора относительно корпуса ЛПС и собственно ориентации ЛПС в пространстве, а выполненную операцию можно интерпретировать следующим образом. По измеренному направлению (θi, βi) получают вектор - направление на источник в системе координат АС.These results were obtained without taking into account the orientation of the antenna system (AS) of the direction finder relative to the LPS body and the actual orientation of the LPS in space, and the performed operation can be interpreted as follows. From the measured direction (θ i , β i ), a vector is obtained — the direction to the source in the AS coordinate system.
Далее в способе-прототипе определяют координаты ИРИ в соответствии с выражениямиFurther, in the prototype method, the coordinates of the IRI are determined in accordance with the expressions
Для удобства работы (см. фиг. 4) последние переводят в географические координаты For ease of operation (see Fig. 4), the latter are translated into geographical coordinates
Изначально учитывают ориентацию АС пеленгатора относительно ЛПС и положение ЛПС в пространстве. Это достигается путем последовательного перехода из одной системы координат в другую, что удобнее и быстрее выполнять в декартовой системе координат. Координаты ЛПС измеренные в момент времени ti, преобразуют в геоцентрическую систему координат:Initially, the orientation of the direction finder AS relative to the LPS and the position of the LPS in space are taken into account. This is achieved by a sequential transition from one coordinate system to another, which is more convenient and faster to perform in a Cartesian coordinate system. LPS coordinates measured at time t i transform into a geocentric coordinate system:
где R* - радиус Земли, R*=6370000 м.where R * is the radius of the Earth, R * = 6370000 m.
Далее осуществляют перевод вектора направления на источник в левостороннюю систему декартовых координат следующим образомNext, the direction vector is transferred to the source to the left-handed Cartesian coordinate system in the following way
В первом преобразовании вектора направления на s-й ИРИ учитывают априорно известную ориентацию АС относительно ЛПС на основе данных, полученных на подготовительном этапе. Коррекцию осуществляют в плоскости трех углов Эйлера: крена тангажа и склонения Исходный вектор последовательно перемножают на три соответствующие углам Эйлера матрицы поворотаIn the first transformation of the direction vector to the s-th IRI take into account the a priori known orientation of the speakers relative to the LPS based on the data obtained at the preparatory stage. Correction carried out in the plane of three Euler angles: roll pitch and declensions Source vector successively multiply rotation matrices by three corresponding Euler angles
На следующем этапе в нормальной системе координат осуществляют преобразование скорректированного вектора направления на s-й ИРИ с целью учета ориентации ЛПС относительно земной поверхности и положения ЛПС в пространстве, что позволяет получить уточненное значение вектора направления на ИРИ Переход через эту систему координат продиктован тем, что в ней измеряются углы ориентации ЛПС. Получение вектора направления на источник в нормальной системе координат также предпочтительно. Ориентация ЛПС обычно задается углами которые определяют в каждой точке относительно плоскости, касательной к сферической модели земной поверхности. Ось крена лежит в этой плоскости и направлена на географический север, ось склонения перпендикулярна указанной плоскости и направлена к центру земли, ось тангажа лежит в указанной плоскости таким образом, что осей представляет правую декартову систему координат (см. Авиация: Энциклопедия. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1994 г.). Полученный на предыдущем этапе вектор последовательно перемножают на три соответствующие матрицы поворота (относительно каждой из названных осей)At the next stage, in the normal coordinate system, the corrected direction vector is converted to the s-th IRI in order to take into account the orientation of the LPS relative to the earth's surface and the position of the LPS in space, which allows you to get the updated value of the direction vector to the IRI The transition through this coordinate system is dictated by the fact that LPS orientation angles are measured in it. Getting the direction vector to the source in a normal coordinate system is also preferable. LPS orientation is usually given by angles which define at each point relative to the plane tangent to a spherical model of the earth's surface. Roll axis lies in this plane and is directed to geographical north, the declination axis perpendicular to the indicated plane and directed towards the center of the earth, pitch axis lies in the indicated plane in such a way that the axis represents the right Cartesian coordinate system (see Aviation: Encyclopedia. - M.: Big Russian Encyclopedia, 1994). The vector obtained in the previous step successively multiplied by three corresponding rotation matrices (relative to each of the named axes)
Уточненное значение азимута определяют из выражения (5) следующим образом:Refined azimuth value determined from the expression (5) as follows:
Здесь вектор находится в нормальной системе координат: - направление на север, - на восток, - к центру Земли.Here is the vector is in the normal coordinate system: - direction to the north, - to the East, - to the center of the earth.
На первом этапе анализа полученные значения пеленгов с учетом местоположения ЛПС (пеленгатора) накладывают на зону поиска ИРИ первого уровня. Необходимая скважность измерения зависит от скорости и маршрута полета ЛПС (взаимного расположения j-x контрольных точек, j=1, 2, …, J, и расположения ЛПС). Последняя определяет необходимое количество измерений полученных для каждой j-й контрольной точки.At the first stage of the analysis, the obtained values of bearings taking into account the location of the LPS (direction finder) is superimposed on the first level IRI search zone. Necessary measurement duty cycle depends on the speed and route of the LPS flight (the relative position of jx control points, j = 1, 2, ..., J, and the location of the LPS). The latter determines the required number of measurements obtained for each j-th control point.
Определяют контрольную точку j первого уровня (см. фиг. 2) с наибольшим количеством проходящих в пределах зоны с радиусом R пеленгов (см. Приложение 1, пат. РФ №2659810). Значение R выбирают из условия R≥d/2, где d - расстояние между контрольными точками первого уровня. Следует отметить, что выбор в пользу количества J контрольных точек зоны поиска ИРИ первого уровня, а не в пользу размера d сделан с целью получения гарантированного (минимизированного) по времени определения координат ИРИ.Determine the control point j of the first level (see Fig. 2) with the largest number of bearings passing within the zone with a radius R (see
В результате выполненного анализа выбирают контрольную точку j с координатами (В, L)jmax с наибольшим количеством рядом с ней проходящих пеленгов As a result of the analysis, the control point j is selected with the coordinates (B, L) jmax with the largest number of passing bearings next to it
Отталкиваясь от координат (В, L)jmax контрольной точки j, выбранной в качестве приближения первого уровня, строят зону поиска ИРИ второго уровня. Центром зоны назначают координаты j-й контрольной точки (В, L)jmax. Размеры зоны поиска ИРИ второго уровня {В2, L2} задают в метрах. Целесообразно, чтобы последние были не менее d×d.Based on the coordinates (B, L) jmax of the control point j selected as an approximation of the first level, a second-level IRI search area is built. The center of the zone is assigned the coordinates of the j-th control point (B, L) jmax . The dimensions of the second-level IRI search zone {В 2 , L 2 } are set in meters. It is advisable that the latter were not less than d × d.
На сформированной на втором этапе зоне поиска ИРИ второго уровня равномерно распределяют М контрольных точек. Последнее эквивалентно заданию шага сетки контрольных точек m с шагом Δr второго уровня, m∈М. В свою очередь Δr определяется заданной точностью определения координат ИРИ. В результате в предлагаемом способе достигают оптимум между быстродействием и точностью поиска.In the second-level IRI search zone formed at the second stage, M control points are evenly distributed. The latter is equivalent to defining the step of the grid of control points m with the step Δr of the second level, m∈M. In turn, Δr is determined by the specified accuracy of determining the coordinates of the IRI. As a result, in the proposed method achieve the optimum between speed and accuracy of the search.
Определяют координаты (B, L)m, m=1, 2, …, М, всех М контрольных точек зоны поиска ИРИ второго уровня. Находят контрольную точку m∈М зоны поиска ИРИ второго уровня (В2, L2) с наибольшим количеством Ψj проходящих в пределах зоны с радиусом R'≥Δr/2 пеленгов Сравнивают количество Ψj полученных пеленгов с заданным на подготовительном этапе порогом η. При выполнении пороговых условий Ψj≥η принимают решение об обнаружении s-го ИРИ и приступают к расчету его предварительных координат:The coordinates (B, L) m , m = 1, 2, ..., M, of all M control points of the second-level IRI search zone are determined. Find the control point m∈M of the second-level IRI search zone (В 2 , L 2 ) with the greatest number Ψ j passing within the zone with the radius R'≥Δr / 2 of bearings Compare the number Ψ j received bearings with the threshold η given at the preparatory stage. When the threshold conditions Ψ j ≥η are fulfilled, they decide to detect the s-th IRI and proceed to calculate its preliminary coordinates:
где Bs и Ls - соответственно широта и долгота местоположения s-го ИРИ,where B s and L s are the latitude and longitude of the location of the s-th Iran, respectively
- соответственно широта и долгота начала пеленга i-го измерения (координаты ЛПС в ti момент времени); - respectively, the latitude and longitude of the beginning of the bearing ith measurement (LPS coordinates at t i point in time);
Ψj - количество измерений.Ψ j is the number of measurements.
В пат. РФ №2659810 (Приложении 2) приведено предложение по минимизации временных затрат на расчет (7) и (8).In US Pat. RF №2659810 (Appendix 2) provides a proposal to minimize the time spent on the calculation of (7) and (8).
Далее выделяют очередную k-тую контрольную точку зоны поиска ИРИ первого уровня, k∈J, c наибольшим после j-й точки количеством проходящих рядом пеленгов и начинают новый цикл анализа по обнаружению очередного s+1-го ИРИ и определению его предварительных координат (см. фиг. 3). В противном случае, когда Ψk<η, завершают анализ полученных результатов и приступают к новому циклу приема сигналов в заданных полосе частот ΔF и зоне поиска ИРИ первого уровня и измерению их пространственно-информационных параметров.Next, the next k-th control point of the first-level IRI search zone, k∈J, is selected with the largest number of bearings passing near the jth point and begin a new analysis cycle to detect the next s + 1-th IRI and determine its preliminary coordinates (see Fig. 3). Otherwise, when Ψ k <η, they complete the analysis of the results and begin a new cycle of receiving signals in the given frequency band ΔF and the first-level IRI search zone and measuring their spatial information parameters.
Для повышения точности определения координат ИРИ на следующем этапе исключают из расчетов заведомо ложные направления (грубы ошибки измерений, которые на описываются нормативным законом распределения). С этой целью для каждого s-го ИРИ с предварительными координатами (Bs, Ls) определяют угловое расстояние на сфере δj между каждым пеленгом из совокупности ψj и найденной точкой с координат (Bs, Ls)To improve the accuracy of determining the coordinates of the IRI at the next stage, deliberately false directions are excluded from the calculations (gross measurement errors, which are not described by the normative distribution law). For this purpose, for each s-th IRI with preliminary coordinates (B s , L s ), the angular distance on the sphere δ j between each bearing is determined from the set ψ j and the found point with coordinates (B s , L s )
где - значение пеленга, проходящего через координаты ЛПС и предварительные координаты s-го ИРИ (Bs, Ls), который определяют какWhere - value of the bearing passing through the LPS coordinates and preliminary coordinates of the s-th IRI (B s , L s ), which is defined as
После этого вычисляют порог фильтрации σj, равный среднеквадратическому отклонению набора ψj полученных угловых расстояний на сфере δj в соотвествии с выражениемAfter that, the filtering threshold σ j equal to the standard deviation of the set ψ j of the obtained angular distances on the sphere δ j is calculated in accordance with the expression
На завершающем этапе осуществляют нахождение уточненных координат s-го ИРИ (Bs, Ls)' используя для этого только пеленги угловые расстояния на сфере которых δj не превышают пороговое значение δj.At the final stage, the specified coordinates of the sth IRI (B s , L s ) 'are found using only bearings angular distances on the sphere of which δ j do not exceed the threshold value δ j .
Выполнена сравнительная оценка предлагаемого способа и прототипа. В качестве исходных данных для моделирования было принято: ИРИ неподвижен, ЛПС проводит его облет по траектории близкой к круговой со скоростью 500 км/ч на удалении 30 км. Моделирование выполнено для углов облета от 10 до 180 градусов с шагом 10 градусов. Измерение ППИП осуществляют один раз в секунду. Результатом измерений является истинный азимут с добавлением нормальной ошибки (среднеквадратическое отклонение (СКО) составляет 3 градуса). Эксперимент повторяют 10000 раз. Результатом моделирования является СКО всех промахов за 10000 экспериментов.A comparative assessment of the proposed method and prototype. As the initial data for the simulation, it was accepted: IRI is stationary, LPS conducts its flyby along a path close to circular at a speed of 500 km / h at a distance of 30 km. The simulation was performed for flight angles from 10 to 180 degrees in increments of 10 degrees. PPIP measurement is carried out once per second. The measurement result is the true azimuth with the addition of normal error (standard deviation (RMS) is 3 degrees). The experiment is repeated 10,000 times. The simulation result is the standard deviation of all misses for 10,000 experiments.
При отсутствии выбросов и систематических ошибок оба способа ожидаемо дают одинаковые результаты (см. фиг. 5а). Здесь и далее по оси абсцисс нанесен угол облета в градусах, по оси ординат - промах в процентах от дальности.In the absence of outliers and systematic errors, both methods are expected to give the same results (see Fig. 5a). Here and further along the abscissa axis, the angle of flight in degrees is plotted, along the ordinate axis, a miss as a percentage of the range.
При внесении в модель выбросов (каждое пятое измерение абсолютно случайно и равномерно распределено в диапазоне от 0 до 360 градусов) ошибка значительно возрастает (см. фиг. 5б). Например, на 30-градусах облета ИРИ для способа-прототипа она составляет 74,2% против 10,2% при их отсутствии. Использование предлагаемого способа позволяет снизить ошибку на тех же 30 градусах с 74,2% до 58,7%. При облете ЛПС в 90 и 180 градусов относительно ИРИ эти значения составляют соответственно с 36,8% до 13,1% и с 15,2% до 3,8% соответственно.When introducing emissions into the model (every fifth measurement is absolutely random and evenly distributed in the range from 0 to 360 degrees), the error increases significantly (see Fig. 5b). For example, at a 30-degree round-trip of the IRI for the prototype method, it is 74.2% versus 10.2% in the absence thereof. Using the proposed method allows to reduce the error at the same 30 degrees from 74.2% to 58.7%. With an LPS flight of 90 and 180 degrees relative to the IRI, these values are from 36.8% to 13.1%, respectively, and from 15.2% to 3.8%, respectively.
Внесение в модель систематической ошибки (каждое пятое измерение искусственно завышается на 15 градусов) также влечет за собой рост ошибок измерений (см. фиг. 5в). В способе-прототипе на 30 градусах облета ИРИ ошибки составляют 37,3% против тех же 10,2%. Использование предлагаемого способа позволяет снизить ошибку с 37,3% до 32,6%. В свою очередь при 90 и 180 градусах облета ошибка падает с 8,2% до 3,6% и с 6,6% до 1,6% соответственно.The introduction of a systematic error into the model (every fifth measurement is artificially overestimated by 15 degrees) also entails an increase in measurement errors (see Fig. 5c). In the prototype method, at 30 degrees of IRI flight, errors are 37.3% against the same 10.2%. Using the proposed method allows to reduce the error from 37.3% to 32.6%. In turn, at 90 and 180 degrees of flight, the error falls from 8.2% to 3.6% and from 6.6% to 1.6%, respectively.
Оценены дополнительные временные затраты на реализацию предлагаемого способа. В способе-прототипе затраты линейно зависят от количества обрабатываемых измерений. В предлагаемом способе дополнительно обрабатываются пеленги и рассчитывается пороговый уровень σj при этом временные затраты также носят линейный характер и возрастают в 1,4 раза по сравнению с прототипом.Estimated additional time costs for the implementation of the proposed method. In the prototype method, the costs depend linearly on the number of processed measurements. In the proposed method, bearings are further processed and the threshold level σ j is calculated, while the time costs are also linear and increase by 1.4 times in comparison with the prototype.
Предлагаемый способ апробирован на прототипе. Результаты практического его применения хорошо согласуются с результатами моделирования.The proposed method is tested on the prototype. The results of its practical application are in good agreement with the simulation results.
Устройство определения координат источников радиоизлучения (см. фиг. 6), содержит антенную решетку 5, выполненную из N>2 идентичных антенных элементов, расположенных в плоскости пеленгования, антенный коммутатор 6, N входов которого подключены к соответствующим N выходам антенной решетки 5, а сигнальный и опорный выходы коммутатора 6 подключены соответственно к сигнальному и опорному входам двухканального приемника 7, выполненного по схеме с общими гетеродинами, аналого-цифровой преобразователь 8, выполненный двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, причем сигнальный и опорный выходы промежуточной частоты двухканального приемника 7 соединены соответственно с сигнальным и опорным входами аналого-цифрового преобразователя 8, блок преобразования Фурье 9, выполненный двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, сигнальный и опорный входы которого соединены соответственно с сигнальным и опорным выходами аналого-цифрового преобразователя 8, первый 11 и второй 2 блоки памяти, блок вычитания 12, блок формирования эталонных значений первичных пространственно-информационных параметров (ППИП) 3, блок вычисления ППИП 10, первый информационный вход которого соединен с сигнальным выходом блока преобразования Фурье 9, а второй информационный вход - с опорным выходом блока преобразования Фурье 9, группа информационных выходов блока вычисления ППИП 10 соединена с группой информационных входов первого блока памяти 11, группа информационных выходов которого соединена с группой входов вычитаемого блока вычитания 12, группа входов уменьшаемого которого соединена с группой информационных выходов второго блока памяти 2, группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов блока формирования эталонных значений ППИП 3, группа информационных входов которого является первой входной установочной шиной 4 устройства определения координат ИРИ, последовательно соединенные умножитель 13, сумматор 14, третий блок памяти 15, блок определения азимута и угла места 16, причем первая и вторая группы информационных входов умножителя 13 объединены поразрядно и соединены с группой информационных выходов блока вычитания 12, первый вычислитель 17, предназначенный для перевода пространственных параметров летно-подъемного средства в геоцентрическую систему координат а вектора направления на s-й ИРИ - в левостороннюю систему декартовых координат второй вычислитель 18, предназначенный для коррекции вектора направления на s-й ИРИ с учетом априорно известной ориентации антенной системы бортового пеленгатора третий вычислитель 19, предназначенный для вычисления в нормальной системе координат уточненного вектора направления на s-й ИРИ с учетом измеренных в момент времени ti пространственных углов ЛПС, четвертый вычислитель 20, предназначенный для вычисления значений азимутального угла пятый вычислитель 22, предназначенный для определения контрольной точки j зоны поиска ИРИ первого уровня с наибольшим количеством проходящих в пределах локальной зоны с радиусом R пеленгов шестой вычислитель 27, предназначенный для определения контрольной точки m, m∈М, зоны поиска ИРИ второго уровня с наибольшим количеством Ψj проходящих в пределах локальной зоны с радиусом R', R'<<R, пеленгов седьмой вычислитель 40, предназначенный для определения границ зоны поиска ИРИ второго уровня (В2, L2) с центром с координатами контрольной точки j зоны поиска ИРИ первого уровня (В, L)jmax, восьмой вычислитель 41, предназначенный для равномерного распределения и определения координат (В, L)m контрольных точек m зоны поиска ИРИ второго уровня, m=1, 2, …, М, девятый вычислитель 44, предназначенный для равномерного распределения и определения координат (В, L)j контрольных точек j, j=1, 2, …, J, зоны поиска ИРИ первого уровня, четвертый 33, пятый 26, шестой 21, седьмой 38 и восьмой 24 блоки памяти, радионавигатор 34, вторая 32, третья 36, четвертая 23, пятая 25 и шестая 30 входные установочные шины устройства определения координат ИРИ, блок сравнения 39 и блок угловой ориентации ЛПС 35, предназначенный для измерения углов крена тангажа и склонения ЛПС, причем первый 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 вычислители подключены последовательно, первая и вторая группы информационных входов первого вычислителя 17 соединены соответственно с первой и второй группами информационных выходов блока определения азимута и угла места 16, третья группа информационных входов первого вычислителя 17 объединена со второй группой информационных входов четвертого вычислителя 20, первой группой информационных входов блока угловой ориентации ЛПС 35 и группой информационных выходов радионавигатора 34, вторая входная установочная шина 32 устройства определения координат ИРИ соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти 33, группа информационных выходов которого соединена с второй группой информационных входов второго вычислителя 18, вход синхронизации которого объединен с выходом генератора синхроимпульсов 1 и со входами синхронизации первого 17, третьего 19, четвертого 20, пятого 22, шестого 27, седьмого 40, восьмого 41 и девятого 44 вычислителей, первого 11, второго 2, третьего 15, четвертого 33 и пятого 26 блоков памяти, с управляющим входом антенного коммутатора 6, входами синхронизации аналого-цифрового преобразователя 8, блока преобразования Фурье 9, блока вычитания 12, умножителя 13, сумматора 14, блока определения азимута и угла места 16, блока формирования эталонных значений ППИП 3 и блока вычисления ППИП 10, блока угловой ориентации ЛПС 35, группа информационных выходов которого соединена со второй группой информационных входов третьего вычислителя 19, а вторая группа информационных входов является третьей входной установочной шиной 36 устройства определения координат ИРИ, первая группа информационных входов блока сравнения 39 соединена с группой информационных выходов четвертого вычислителя 20, а входы обнуления первого 17, второго 18 и третьего 19 вычислителей объединены, при этом блок сравнения 39 предназначен для принятия решения о прохождении очередного пеленга через зону поиска ИРИ первого уровня (B1, L1), группа информационных входов седьмого блока памяти 38 является восьмой входной установочной шиной 37 устройства определения координат ИРИ, предназначенной для задания границ зоны поиска ИРИ первого уровня (B1, L1), а группа информационных выходов соединена с третьей группой информационных входов блока сравнения 39 и с первой группой информационных входов девятого вычислителя 44, вторая группа информационных входов которого является одиннадцатой входной установочной шиной 45 устройства определения координат ИРИ, предназначенной для задания количества контрольных точек J, J≥10, зоны поиска ИРИ первого уровня, а группа информационных выходов девятого вычислителя 44 соединена с третьей группой информационных входов пятого вычислителя 22, первая группа информационных входов которого является четвертой входной установочной шиной 23 устройства определения координат ИРИ, предназначенной для задания радиуса R локальных зон поиска ИРИ первого уровня с центрами в контрольных точках j, j=1, 2, …, J, а вторая группа информационных входов соединена с группой информационных выходов шестого блока памяти 21, первая группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов четвертого вычислителя 20 и первой группой информационных входов блока сравнения 39, вторая группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов радионавигатора 34 и второй группой информационных входов шестого блока памяти 21, а выход блока сравнения 39 соединен с входом управления шестого блока памяти 21, первая группа информационных выходов пятого вычислителя 22 соединена с первой группой информационных входов восьмого блока памяти 24, вторая группа информационных входов которого является пятой входной установочной шиной 25 устройства определения координат ИРИ и предназначена для задания максимально необходимого количества I используемых в обработке пеленгов вторая группа информационных выходов пятого вычислителя 22 соединена с первой группой информационных входов седьмого вычислителя 40, вторая группа информационных входов которого является девятой входной установочной шиной 42 устройства определения координат ИРИ и предназначена для задания размеров зоны поиска ИРИ второго уровня {B2, L2}, а группа информационных выходов соединена с первой группой информационных входов восьмого вычислителя 41, вторая группа информационных входов которого является десятой входной установочной шиной 43 устройства определения координат ИРИ, предназначенная для задания количества контрольных точек М зоны поиска ИРИ второго уровня, а группа информационных выходов восьмого вычислителя 41 соединена с группой информационных входов пятого блока памяти 26, группа информационных выходов которого соединена со второй группой информационных входов шестого вычислителя 27, первая группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов восьмого блока памяти 24, а третья группа информационных входов является шестой входной установочной шиной 30 устройства определения координат ИРИ и предназначена для задания радиуса R' локальных зон поиска ИРИ второго уровня с центрами в контрольных точках m, m=1, 2, … М, первый блок расчета координат 29, предназначенный для расчета предварительных координат ИРИ, и блок принятия решения 28, первая группа информационных входов которого соединена с первой группой информационных выходов шестого вычислителя 27, вторая группа информационных входов является седьмой входной установочной шиной 31 устройства определения координат ИРИ и предназначена для задания порога в виде количества η пеленгов необходимого для принятия решения о расчете предварительных координат (Bs, Ls) s-го ИРИ, первый выход блока принятия решения 28 соединен с входами обнуления восьмого блока памяти 24, пятого 22, четвертого 20 и третьего 19 вычислителей, а второй выход блока принятия решения 28 соединен со входами управления пятого вычислителя 22 и первого блока расчета координат 29, группа информационных входов которого соединена с второй группой информационных выходов шестого вычислителя 27, а входы синхронизации первого 24 и второго 39 блоков сравнения, шестого 21 и седьмого 38 блоков памяти, блока принятия решения 28 объединены и соединены с выходом генератора синхроимпульсов 1. Последовательно соединенные десятый вычислитель 46, предназначенный для нахождения угловых расстояний на сфере δj между пеленгами и блок расчета пороговых уровней σj 47, селектор пеленгов 48 и второй блок расчета координат, предназначенный для расчета уточненных координат ИРИ (Bs, Ls)' 49, группа информационных выходов которого является выходной шиной 50 устройства определения координат ИРИ. Первая группа информационных входов десятого вычислителя 46 соединена с первой группой информационных выходов первого блока расчета координат 29, вторая группа информационных входов соединена с группой информационных выходов радионавигатора 34, третья группа информационных входов десятого вычислителя 36 объединена со второй группой информационных входов селектора пеленгов 48 и второй группой информационных выходов шестого вычислителя 27. Третья группа информационных входов селектора пеленгов 48 объединена с первой группой информационных входов блока расчета пороговых уровней 47. Вход синхронизации блока 46 объединен со входами синхронизации блока расчета пороговых уровней 47, селектора пеленгов 48 и соединен с выходом генератора синхроимпульсов 1.A device for determining the coordinates of radio emission sources (see Fig. 6) contains an antenna array 5 made of N> 2 identical antenna elements located in the direction-finding plane, antenna switch 6, N inputs of which are connected to the corresponding N outputs of antenna array 5, and a signal and the reference outputs of the switch 6 are connected respectively to the signal and reference inputs of the two-channel receiver 7, made according to the scheme with common local oscillators, analog-to-digital Converter 8, made two-channel, respectively, with signal and reference channels, and the signal and reference outputs of the intermediate frequency of the two-channel receiver 7 are connected respectively to the signal and reference inputs of the analog-to-digital converter 8, the Fourier transform unit 9, made two-channel, respectively, with the signal and reference channels, the signal and reference inputs of which are connected respectively to the signal and reference outputs of the analog-to-digital converter 8, the first 11 and second 2 memory blocks, a subtraction unit 12, a unit for generating reference values of primary spatial information parameters (PPIP) 3, the calculation unit PPIP 10, the first information input of which is connected to the signal output of the Fourier transform unit 9, and the second information input is connected to the reference output of the Fourier transform unit 9, the group of information outputs of the calculation unit PPIP 10 is connected to the group information inputs of the first memory block 11, the group of information outputs of which is connected to the group of inputs of the subtracted subtraction block 12, the group of inputs of which is reduced which is connected to the group of information in moves of the second memory block 2, the group of information inputs of which is connected to the group of information outputs of the block for generating standard values PPIP 3, the group of information inputs of which is the first input installation bus 4 of the device for determining the coordinates of the IRI, serially connected multiplier 13, adder 14, the third memory block 15, a block for determining the azimuth and elevation angle 16, the first and second groups of information inputs of the multiplier 13 are combined bitwise and connected to the group of information outputs of the deduction block Niya 12, the first calculator 17, designed to translate the spatial parameters of the flight-lifting means to geocentric coordinate system and direction vectors to the s-th IRI - to the left-handed Cartesian coordinate system the second computer 18, designed to correct the direction vector on the s-th IRI taking into account the a priori known orientation of the antenna system of the direction finder the third computer 19, designed to calculate in the normal coordinate system of the updated direction vector on the s-th IRI taking into account the measured LPS spatial angles measured at time t i , the fourth calculator 20, designed to calculate the azimuthal angle fifth calculator 22, designed to determine the control point j of the first-level IRI search zone with the largest number of bearings passing within the local zone with a radius R the sixth calculator 27, designed to determine the control point m, m∈M, the second-level IRI search zone with the greatest number Ψ j passing within the local zone with a radius R ', R'<< R, bearings seventh calculator 40, designed to determine the boundaries of the second-level IRI search zone (B 2 , L 2 ) centered on the coordinates of the control point j of the first-level IRI search zone (B, L) jmax , eighth calculator 41, designed for uniform distribution and determination of coordinates (B, L) m control points m of the second-level IRI search zone, m = 1, 2, ..., M, ninth calculator 44, designed for uniform distribution and determination of coordinates (B, L) j of control points j, j = 1, 2, ..., J, first-level Iranian search zones, fourth 33, fifth 26, sixth 21, seventh mine 38 and eighth 24 memory blocks, radio navigator 34, second 32, third 36, fourth 23, fifth 25 and sixth 30 input installation buses of the IRI coordinate determination device, comparison unit 39 and angular orientation block LPS 35, designed to measure roll angles pitch and declensions LPS, with the first 17, second 18, third 19 and fourth 20 calculators connected in series, the first and second groups of information inputs of the first calculator 17 are connected respectively to the first and second groups of information outputs of the azimuth and elevation unit 16, the third group of information inputs of the first calculator 17 is combined with the second group of information inputs of the fourth computer 20, the first group of information inputs of the block of the angular orientation LPS 35 and the group of information outputs of the radio navigator 34, sec I input installation bus 32 of the IRI coordinate determination device is connected to the group of information inputs of the fourth memory block 33, the group of information outputs of which is connected to the second group of information inputs of the second computer 18, the synchronization input of which is combined with the output of the clock generator 1 and with the synchronization inputs of the first 17, third 19, fourth 20, fifth 22, sixth 27, seventh 40, eighth 41 and ninth 44 calculators, the first 11, second 2, third 15, fourth 33 and fifth 26 memory blocks, with a control the input of the antenna switch 6, the synchronization inputs of the analog-to-digital converter 8, the Fourier transform unit 9, the subtraction unit 12, the multiplier 13, the adder 14, the azimuth and elevation angle determination unit 16, the PPIP 3 reference value generating unit and the PPIP 10 calculation unit, the corner unit orientation LPS 35, the group of information outputs of which are connected to the second group of information inputs of the third computer 19, and the second group of information inputs is the third input installation bus 36 of the device for determining the coordination IRI, the first group of information inputs of the comparator 39 is connected to the fourth group of information outputs of the calculator 20, and reset inputs of the first 17, second 18 and third calculators 19 are combined, the comparing unit 39 for making a decision on the passage of another bearing through the first-level IRI search zone (B 1 , L 1 ), the group of information inputs of the seventh memory block 38 is the eighth input installation bus 37 of the IRI coordinate determination device, designed to set the boundaries of the first level IRI search zone (B 1 , L 1 ), and the group of information outputs is connected to the third group of information inputs of the comparison unit 39 and to the first group of information inputs of the ninth calculator 44, the second group of information inputs of which is the eleventh input installation bus 45 of the device coordinates of the IRI, designed to set the number of control points J, J≥10, the first-level IRI search zone, and the group of information outputs of the ninth calculator 44 is connected to the third group of information inputs of the fifth calculator 22, the first group of information inputs of which is the fourth input installation bus 23 a device for determining the coordinates of the IRI, designed to set the radius R of the local search zones of the first level IRI with centers at the control points j, j = 1, 2, ..., J, and the second group of information inputs is connected on with a group of information outputs of the sixth memory unit 21, the first group of information inputs of which is connected to the group of information outputs of the fourth calculator 20 and the first group of information inputs of the comparison unit 39, the second group of information inputs of which is connected to the group of information outputs of the radio navigator 34 and the second group of information inputs of the sixth of the memory unit 21, and the output of the comparison unit 39 is connected to the control input of the sixth memory unit 21, the first group of information outputs of the fifth calculator 22 connected to the first group of information inputs of the eighth memory unit 24, the second group of information inputs of which is the fifth input installation bus 25 of the IRI coordinate determination device and is designed to set the maximum required number I used in bearing processing the second group of information outputs of the fifth calculator 22 is connected to the first group of information inputs of the seventh calculator 40, the second group of information inputs of which is the ninth input installation bus 42 of the IRI coordinate determination device and is intended to set the dimensions of the second-level IRI search area {B 2 , L 2 }, and the group of information outputs is connected to the first group of information inputs of the eighth calculator 41, the second group of information inputs of which is the tenth input installation bus 43 properties of determining the coordinates of the IRI, designed to set the number of control points M of the search zone of the IRI of the second level, and the group of information outputs of the eighth calculator 41 is connected to the group of information inputs of the fifth memory block 26, the group of information outputs of which is connected to the second group of information inputs of the sixth calculator 27 the group of information inputs which is connected to the group of information outputs of the eighth memory unit 24, and the third group of information inputs is the sixth input the new tire 30 of the IRI coordinate determination device and is intended to set the radius R 'of the local second-level IRI search zones with centers at the control points m, m = 1, 2, ... M, the first coordinate
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
На подготовительном этапе в географических координатах задают границы зоны поиска ИРИ первого уровня (рабочей зоны). С этой целью учитывают координаты крайних точек маршрута полета ЛПС. В результате получают прямоугольник со сторонами, параллельными меридианам и параллелям. Полученную зону обычно расширяют во все стороны на заданное значение, зависящее от потенциальной дальности работы пеленгатора. Значение полученной зоны поиска ИРИ первого уровня (B1, L1) по восьмой входной установочной шине 31 записывают в седьмой блок памяти 38. На полученную зону поиска ИРИ первого уровня в блоке 44 накладывают равномерно распределенные J контрольных точек. От выбора значения J зависит гарантированное время измерения координат ИРИ. Так, необоснованное увеличение на первом этапе количества контрольных точек J влечет за собой увеличение суммарных временных затрат на нахождение местоположения ИРИ.At the preparatory stage, the boundaries of the first-level IRI search zone (work area) are set in geographical coordinates. For this purpose, the coordinates of the extreme points of the LPS flight route are taken into account. The result is a rectangle with sides parallel to the meridians and parallels. The resulting zone is usually extended in all directions by a predetermined value, depending on the potential range of the direction finder. The value of the obtained first-level IRI search zone (B 1 , L 1 ) via the eighth
Далее для каждой контрольной точки j зоны поиска ИРИ первого уровня, j=1, 2, …, J, определяют ее географические координаты (В, L)j. С этой целью значение J по одиннадцатой входной шине 45 подают на вторую группу информационных входов девятого вычислителя 44, на первую группу информационных входов с группы информационных выходов седьмого блока памяти поступают данные о границах зоны поиска ИРИ первого уровня (В1, L1). В задачу вычислителя 44 входит равномерно распределить по данной площади J контрольных точек и определить их географические координаты (В, L)j. Полученные в блоке 44 значения координат поступают на третью группу информационных входов пятого вычислителя 22. Значение I подается по пятой входной установочной шине 25 на вторую группу информационных входов первого блока сравнения 24 и определяет максимально необходимое количество пеленгов для определения координат ИРИ. Необоснованное завышение I приведет к увеличению временных затрат на обнаружение s-го ИРИ и определение его координат.Further, for each control point j of the first-level IRI search zone, j = 1, 2, ..., J, its geographical coordinates (B, L) j are determined. To this end, the value of J via the
На подготовительном этапе также задают размеры зоны поиска ИРИ второго уровня {B2, L2} по девятой входной установочной шине 42. Ее размеры поступают на вторую группу информационных входов седьмого вычислителя 40. По десятой входной установочной шине 43 задают значение М контрольных точек для зоны поиска ИРИ второго уровня. В связи с тем, что размеры зоны поиска ИРИ второго уровня постоянны для всех возможных ситуаций в зоне поиска ИРИ первого уровня, то задание равномерной сетки из М контрольных точек второго уровня эквивалентно формированию необходимого шага Δr (Δr=const), между ними. Последний определяет необходимую (заданную) точность определения координат ИРИ. В результате заданием количества контрольных точек J, М и площадью (В2, L2) в заявленном устройстве достигается необходимое гарантированное сокращение временных затрат на определение координат ИРИ при сохранении точностных характеристик измерителя.At the preparatory stage, the dimensions of the second-level IRI search zone {B 2 , L 2 } are also set on the ninth
По четвертой входной установочной шине 23 задают радиус R локальной зоны анализа вокруг контрольных точек j первого уровня, R≥d/2. Значение R поступает на первую группу информационных входов пятого вычислителя 22.The fourth
По шестой входной установочной шине задают радиус локальной зоны анализа R' вокруг М контрольных точек зоны поиска ИРИ второго уровня, R'≥Δr/2.The sixth input installation bus sets the radius of the local analysis zone R 'around the M control points of the second-level IRI search zone, R'≥Δr / 2.
По седьмой входной установочной шине задают необходимое количество η пеленгов проходящих через локальную зону с радиусом R' с центром в m-й контрольной точке для принятия решения об обнаружении s-го ИРИ и начале расчета его координат.On the seventh input installation bus set the required number η bearings passing through a local zone with a radius R 'centered at the m-th control point to make a decision on the detection of the s-th IRI and the beginning of the calculation of its coordinates.
Заявляемое устройство (см. фиг. 6) представляет из себя фазовый интерферометр (блоки 1-16), дополненный элементами навигации (блоки 34, 35) в совокупности с вычислительными модулями (блоки 17-20, 22, 40, 44) и элементами 26-29, обеспечивающими принятие решения и расчет предварительных координат ИРИ, элементами 46-49, обеспечивающими расчет уточненных координат ИРИ.The inventive device (see Fig. 6) is a phase interferometer (blocks 1-16), supplemented by navigation elements (
Работа фазового интерферометра аналогична устройству-прототипу (см. пат. РФ №2659810, G01S 13/46, опубл. 04.07.2018, бюл. №19). На подготовительном этапе выполняют следующие операции. Измеряют взаимные расстояния между антенными элементами решетки 5 при их размещении на плоскости. Результаты измерений по первой входной установочной шине 4 (см. фиг. 6) поступают на вход блока формирования эталонных значений ППИП 3. Весь заданный диапазон частот ΔF делят на поддиапазоны, размеры которых Δƒ определяются минимальной шириной пропускания приемных трактов 7. Поддиапазоны, количество которых V=ΔF/Δƒ, нумеруют v=1, 2, …, V. Рассчитывают средние частоты всех поддиапазонов по формуле Определяют эталонные значения ППИП (блокThe operation of the phase interferometer is similar to the prototype device (see US Pat. RF No. 26659810,
3) для средних частот всех поддиапазонов ƒy. В качестве ППИП используют значения разностей фаз сигналов для всех возможных парных комбинаций антенных элементов в рамках антенной решетки 5.3) for the middle frequencies of all subbands ƒ y . As PPIP use the values of the phase difference of the signals for all possible pair combinations of antenna elements within the
Выбор в качестве ППИП основан на следующем. Одним из наиболее перспективных направлений развития измерителей пространственных параметров является использование интерферометрических пеленгаторов (см. Клименко Н.Н. Современное состояние теории и практики радиоинтерферометрии // Зарубежная радиоэлектроника, №1, 1990, с. 3-14). Интерферометры существуют двух типов: фазовые и корреляционные. В материалах Пат. US №4728959 «Радиопеленгационная система», МПК G01S 5/04, опубл. 08.08.1986 г. отмечается, что в сильно пересеченной местности и городских условиях в меньшей степени подлежат искажению фазовые параметры сигнала. Кроме того, Torrieri D.J. Principles of military communications system. Dedham. Massachusetts. Artech House, inc., 1981. - 298 p. отмечается, что: «потенциальные возможности оценки угла прихода сигнала путем сравнения фазы выше, чем у корреляционного интерферометра, если оцениваемый сигнал узкополосен и имеет малую нестабильность несущей частоты».The choice as PPIP is based on the following. One of the most promising directions for the development of spatial parameter meters is the use of interferometric direction finders (see Klimenko N.N. The Current State of Theory and Practice of Radio Interferometry // Foreign Radio Electronics, No. 1, 1990, p. 3-14). Interferometers exist of two types: phase and correlation. In the materials Pat. US No. 4728959 "Radio direction finding system",
В процессе расчета эталонных ППИП в блоке 3 моделируют размещение эталонного источника поочередно вокруг АС измерителя с дискретностью Δθ и Δβ на удалении нескольких длин волн. В блоке 3 по известному алгоритму (см. Пат. РФ №2283505, G01S 13/46, опубл. 24.05.2004 г., бюл. №30) вычисляют значение разностей фаз которые в дальнейшем хранятся во втором блоке памяти 2 (см. фиг. 6).In the process of calculating the reference PPIP in
В процессе работы устройства с помощью блоков 5-16 осуществляют поиск и обнаружение сигналов ИРИ в заданной полосе частот ΔF. Принимаемые решеткой 5 сигналы на частоте поступают на соответствующие входы антенного коммутатора 6. В задачу последнего входит обеспечение синхронного подключения в едином промежутке времени любых пар антенных элементов к опорному и сигнальному выходам. В результате последовательно во времени на оба входа двухканального приемника 7 поступают сигналы со всех возможных пар антенных элементов (АЭ) решетки 5. При этом все антенные элементы периодически выступают как в качестве сигнальных, так и в качестве опорных (при условии использования полнодоступного коммутатора 6). Этим достигается максимальный набор статистики о пространственных параметрах электромагнитного поля.In the process of operation of the device using blocks 5-16, they search and detect IRI signals in a given frequency band ΔF. Received by the
Сигналы, поступившие на входы приемника 7, усиливают, фильтруют и переносят на промежуточную частоту, например 10,7 МГц. С опорного и сигнального выходов промежуточной частоты блока 7 сигналы поступают на соответствующие входы аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 8, где их синхронно преобразуют в цифровую форму. Полученные цифровые отсчеты сигналов антенных элементов и в блоке 8 перемножают на цифровые отсчеты двух гармонических сигналов одной и той же частоты, сдвинутые друг относительно друга на π/2. В результате в блоке 8 формируют четыре последовательности отсчетов (квадратурные составляющие отсчетов от двух АЭ и ). Для реализации необходимой импульсной характеристики цифровых фильтров в АЦП 8 выполняют операцию перемножения отсчетов каждой квадратурной составляющей сигнала на соответствующие отсчеты временного окна. Порядок выполнения этих операций подробно рассмотрен в пат. РФ №2263328 и пат. РФ №2283505.The signals received at the inputs of the
На завершающем этапе в блоке 8 формируют две комплексные последовательности отсчетов путем попарного объединения соответствующих отсчетов скорректированных последовательностей, которые поступают на входы блока преобразования Фурье 9.At the final stage, in block 8, two complex sequences of samples are formed by pairwise combining the corresponding samples of the corrected sequences, which are fed to the inputs of the
В результате выполнения в блоке 9 операции в соответствии с выражением получают две преобразованные последовательности, характеризующие спектры сигналов, принимаемых в АЭ и а следовательно, и их фазовые характеристики. Однако этого недостаточно для измерения в парах и Ah. Последнее предполагает вычисление функции взаимной корреляции сигналов в соответствии с выражениемAs a result of execution in
где h=1, 2, …, N, - номер АЭ. На его основе определяют какWhere h = 1, 2, ..., N, - AE number. On its basis determine as
Эти функции выполняются блоком вычисления ППИП 10. В предлагаемом устройстве измеренное значение очередным импульсом генератора 1 записывают в первый блок памяти 11. Данная операция повторяется до тех пор, пока не будут записаны в блок 11 значения ППИП для всех возможных сочетаний пар АЭ. Выполнение этой операции соответствует формированию массива измеренных ППИП These functions are performed by the
Основное назначение блоков 12, 13, 14, 15, 16 и 2, 3 состоит в том, чтобы оценить отличия измеренных параметров от эталонных значений рассчитанных для всех направлений прихода сигнала Δθk и Δβk и всех The main purpose of
По аналогии с прототипом данную операцию осуществляют следующим образом. Эталонные значения хранящиеся в запоминающем устройстве 2, поступают на вход уменьшаемого блока вычитания 12 (см. фиг. 6). На вход вычитаемого блока 12 поступают измеренные значения с выхода блока 11. Операция вычитания осуществляется в строгом соответствии с порядком формирования пар АЭ.By analogy with the prototype, this operation is as follows. Reference values stored in the
На следующем этапе полученные разности возводят в квадрат в блоке 13. Данная операция необходима для того, чтобы все результаты операции вычитания имели положительное значение. В противном случае могла возникнуть бы ситуация, когда сумма положительных и отрицательных разностей компенсировали друг друга. Для возведения в квадрат каждый результат вычислений умножают на себя в блоке 13. Полученные квадраты разностей складывают в сумматоре 14 и записывают в третий блок памяти 15. В результате в блоке 15 формируют массив данных на основе которого получают пространственные параметры θi и βi в системе координат АС. Эта операция осуществляется блоком 16 путем поиска минимальной суммы в массиве данных Очередным импульсом синхронизации генератора 1 значения θi и βi из блока 16 по соответствующим выходам поступает на первую и вторую группы информационных входов первого вычислителя 17. После этого содержимое первого 11 и третьего 15 блоков памяти обнуляют и начинают новый цикл измерения пространственных параметров θi+1 и βi+1.In the next step, the differences obtained are squared in
В функции первого вычислителя входит преобразование пространственных параметров ЛПС в геоцентрическую систему координат в соответствии с (2). Кроме того, блок 17 осуществляет преобразование вектора направления на s-й ИРИ в левостороннюю систему декартовых координат в соответствии с выражением (3). Для реализации этих функций на первую группу информационных входов блока 17 поступает значение θi, на вторую группу информационных входов - βi, а на третью группу информационных входов - пространственное параметры ЛПС: с группы информационных выходов навигатора 34.The functions of the first computer include the transformation of the spatial parameters of the LPS to geocentric coordinate system in accordance with (2). In addition, block 17 converts the direction vector to the s-th IRI to the left-handed Cartesian coordinate system in accordance with the expression (3). To implement these functions, the value θ i is supplied to the first group of information inputs of
Результаты преобразований с группы информационных выходов блока 17 поступают на первую группу информационных входов второго вычислителя 18. В функции блока 18 входит коррекция вектора направления на s-й ИРИ на основе априорно известной ориентации антенной системы измерителя относительно борта ЛПС. Последняя поступает по второй входной установочной шине 32 на информационные входы четвертого блока памяти 33, представляющего собой буферное запоминающее устройство. С информационных выходов блока 33 значения следуют на вторую группу информационных входов второго вычислителя 18. Скорректированный вектор находят путем последовательного умножения вектора на три соответствующие углам Эйлера матрицы поворота в соответствии с (4).Conversion Results from the group of information outputs of
Значение скорректированного вектора с выходов блока 18 поступает на первую группу информационных входов третьего вычислителя 19. В функции этого блока входит определение уточненного вектора направления на s-й ИРИ с учетом измеренных в момент времени ti пространственных углов ЛПС: крена тангажа и склонения Для этого используют нормальную систему координат. В результате на вторую группу информационных входов с информационных выходов блока угловой ориентации ЛПС 35 подают значения углов характеризующих ориентацию ЛПС в пространстве в момент измерения заявляемым устройством параметров ИРИ {θ, β}i. Определение уточненного вектора направления на s-й ИРИ в блоке 19 выполняют в соответствии с выражением (5). Информация о пространственном положении ЛПС определяемая радионавигатором 34 используется в блоке 35 для нахождения угловой ориентации ЛПС По этой причине она поступает с группы информационных выходов блока 34 на первую группу информационных входов блока 35.The value of the adjusted vector from the outputs of
Уточненное значение вектора направления на s-й ИРИ с информационных выходов блока 19 далее следует на первую группу информационных входов четвертого вычислителя 20. В функции блока 20 входит уточнение азимутального угла Пространственный угол находят из (5) в соответствии с выражением (6). Для обеспечения вычислений на вторую группу информационных входов блока 20 поступают значения с группы информационных выходов радионавигатора 34.The adjusted value of the direction vector on the s-th IRI from the information outputs of
Значение уточненного азимутального угла с группы информационных выходов блока 20 поступает на первую группу информационных входов шестого блока памяти 21 и первую группу информационных входов второго блока сравнения 39. На вторые группы информационных входов блоков 21 и 39 поступает информация о текущем местоположении ЛПС с группы информационных выходов радионавигатора 34. На третьей группе информационных входов блока 39 присутствует информация о границах зоны поиска ИРИ первого уровня (В1, L1), поступающая с группы информационных выходов блока 38.The value of the specified azimuth angle from the group of information outputs of
В функцию блока 39 входит принятие решения о прохождении очередного пеленга через зону поиска ИРИ первого уровня (В1, L1) на основе поступивших исходных данных: (В1, L1) и В случае положительного результата на выходе блока 39 формируется импульс, поступающий на управляющий вход шестого блока памяти 21. В результате в него записывается информация о полученном значении азимутального угла и координатах ЛПС полученных в i-й момент времени.The function of
Под действием очередного тактового импульса блока 1 данные о и поступают на вторую группу информационных входов пятого вычислителя 22. Пройдя через блок 22 (с его первого информационного выхода) они далее следуют на вторую группу информационных входов восьмого блока памяти 24 (представляет собой буферное запоминающее устройство) и сохраняются в нем. Кроме того, эта информация используется в блоке 22 для нахождения j-й контрольной точки с наибольшим количеством проходящих рядом пеленгов На третью группу его информационных входов блока 22 с группы информационных выходов девятого вычислителя 44 поступают данные о географических координатах всех контрольных точек первого уровня (В, L)j, j=1, 2, …, J. На первую группу информационных входов пятого вычислителя 22 по четвертой входной установочной шине 23 поступает значение радиуса R локальной зоны анализа вокруг каждой j-й контрольной точки первого уровня.Under the action of the next clock pulse of
На основе полученных исходных данных в функции пятого вычислителя 22 входит определение контрольной точки у зоны поиска ИРИ первого уровня с наибольшим количеством проходящих рядом пеленгов в пределах локальной зоны с радиусом R.Based on the obtained source data, the functions of the
Координаты найденной в блоке 22 j-й контрольной точки (В, L)jmax с максимальным значением проходящих рядом пеленгов с второй группы информационных выходов поступают на первую группу седьмого вычислителя 40. На вторую группу информационных входов блока 40 по девятой входной установочной шине 42 задают размеры зоны поиска ИРИ второго уровня {В2, L2}. В качестве центра последней блоком 40 используются координаты (В, L)jmax j-й контрольной точки. Блок 40 предназначен для расчета географических координат границ второй зоны поиска ИРИ (B2, L2) Полученные результаты с группы информационных выходов блока 40 поступают на первую группу информационных входов восьмого вычислителя 41. На вторую группу его информационных входов по десятой входной установочной шине 43 задают количество М контрольных точек второго уровня. Блок 41 предназначен для равномерного размещения М контрольных точек в пределах зоны поиска ИРИ второго уровня (В2, L2) и определения их географических координат (B, L)m.The coordinates of the jth control point (B, L) jmax found in
Значения найденных координат с группы информационных выходов блока 41 поступают на группу информационных входов пятого блока памяти 26. Последний представляет собой буферное запоминающее устройство.The values of the coordinates found from the group of information outputs of the
С приходом очередного синхроимпульса блока 1 содержимое блока 26 поступает на вторую группу информационных входов шестого вычислителя 27. На первую группу его информационных входов поступает последовательность значений азимутального угла i=1, 2, …, I, совместно с соответствующими координатами ЛПС с группы информационных выходов блока 24. По шестой входной установочной шине 30 задают значение радиуса R'≥Δr/2 локальной зоны анализа вокруг m-ных контрольных точек зоны поиска ИРИ второго уровня, m=1, 2, …, М. В задачу блока27 входит определение контрольной точки m, m∈М, зоны поиска ИРИ второго уровня с наибольшим количеством ψi проходящих рядом пеленгов в пределах локальной зоны с радиусом R', R'<<R. Количество ψi прошедших рядом с m-ной контрольной точкой пеленгов подсчитанное блоком 27, с первой группы информационных выходов поступает на первую группу информационных входов блока принятия решения 28 и первую группу информационных входов блока расчета пороговых уровней 47. На вторую группу информационных входов блока 28 с помощью седьмой установочной шины 31 поступает пороговое значение η, определенное на подготовительном этапе. С помощью величины η можно судить о надежности полученных координат ИРИ. На второй группе информационных выходов блока 27 формируют значения и необходимые для расчета координат. Кроме того, значения пеленгов поступают на вторую группу информационных входов селектора пеленгов 48 и третью группу информационных входов десятого вычислителя 46. Значения и со второй группы информационных выходов блока 27 поступают на группу информационных входов первого блока расчета координат 29. При выполнении пороговых условий ψi≥η на втором выходе блока 28 формируется импульс, поступающий на управляющие входы блоков 22 и 29. В результате исходная информация для расчета координат, поступившая от блока 27 записывается в буфер блока 29. Одновременно блок 22 возвращается в исходное состояние и готов к новому циклу поиска очередной контрольной точки первого уровня k с максимальным количеством (без учета точки j) рядом проходящих пеленгов k∈J.With the arrival of the next sync pulse of
Блок 29 предназначен для расчета предварительных координат обнаруженных ИРИ (Bs, Ls) на основе выражений (7) и (8). После завершения расчетов на группе информационных выходов блока 29 формируют координаты s-го ИРИ (Bs, Ls), которые поступают на первую группу информационных входов десятого вычислителя 46.
Далее начинают новый цикл поиска и определения координат s+1 ИРИ. Пятый вычислитель 22 приступает к поиску очередной k-й, k∈J контрольной точки с максимальным среди оставшихся количеством проходящих рядом пеленгов Дальнейшая работа устройства осуществляется по выше написанному алгоритму.Next, begin a new cycle of searching and determining the coordinates s + 1 IRI. The
В случае наступления ситуации, когда пороговые условия в блоке 28 не выполняются (ψi<η), на первом его выходе формируется управляющий импульс, поступающий на входы обнуления блоков 17, 18, 19, 20, 22. В результате заявляемое устройство возвращается в исходное состояние и готово к началу нового цикла работы. Синхронизация работы блоков заявляемого устройства обеспечивается импульсами генератора синхроимпульсов 1.In the event of a situation when the threshold conditions in
Блоки 46-47 предназначены для уточнения полученных в блоке 29 результатов расчета координат ИРИ (Bs, Ls) (исключения из расчетов заведомо ложных направлений, содержащих грубые ошибки измерений, которые не описываются нормальным законом распределения). Данная задача решается с помощью определения степени разброса полученных пеленгов путем определения угловых расстояний на сфере σj для каждого из них в соответствие (10-12). Эту задачу решает десятый вычислитель 46. Для нахождения значений δj на его первую группу информационных входов поступают предварительные координаты s-го ИРИ (Bs, Ls) с группы информационных выходов блока 29. На вторую группу информационных входов блока 46 поступают значение координат ЛПС на момент времени ti с группы информационных выходов радионавигатора 34. На третью группу информационных входов поступают значения пеленгов Найденные в блоке 46 значения δj (см. фиг. 18) поступают на первую группу информационных входов блока расчета пороговых уровней 47 и третью группу информационных входов селектора пеленгов 48.Blocks 46-47 are intended to clarify the results of calculating the coordinates of the IRI (B s , L s ) obtained in block 29 (exceptions from the calculation of false directions containing gross measurement errors that are not described by the normal distribution law). This problem is solved by determining the degree of dispersion of the received bearings by determining the angular distances on the sphere σ j for each of them in accordance with (10-12). This problem is solved by the
В функции блока расчета пороговых уровней σj 47входит нахождение в соответствии с (13) среднеквадратического отклонения исходных пеленгов от предварительно полученных в блоке 29 координат s-го ИРИ (Bs, Ls). Для этого на вторую группу информационных входов блока 47 дополнительно поступает значение ψi об общем количестве пеленгов в m-й локальной зоне с группы информационных выходов блока 27.The function of the block for calculating threshold levels σ j 47 includes finding, in accordance with (13), the standard deviation of the initial bearings from the coordinates of the sth IRI (B s , L s ) previously obtained in
Значение порогового уровня σj с группы информационных выходов блока 47 поступает на первую группу информационных входов селектора пеленгов 48.The value of the threshold level σ j from the group of information outputs of
Селектор пеленгов 48 предназначен для отбрасывания ложных измерений из их общего числа ψi. С этой целью на вторую группу его информационных входов поступают все измеренные для m-й локальной зоны значения пеленгов с группы информационных выходов блока 27, а на третью группу информационных входов - соответствующие этим пеленгам значения угловых расстояний на сфере δj с группы информационных выходов блока 46. В блоке 48 выполняют сравнение величин δj для каждого измеренного пеленга с пороговым уровнем σj. При выполнении пороговых условий δj≥σj соответствующей пеленг с выхода блока 48 поступает на первую группу информационных входов второго блока расчета координат 49. В противном случае измеренное значение пеленга блокируется и в дальнейших расчетах блока 49 не используется.Bearing
Второй блок расчета координат 49 предназначен для нахождения уточненных координат s-го ИРИ (Bs, Ls)' на основе поступивших на его вход значений пеленгов среди которых отсутствуют ложные измерения и систематические ошибки.The second coordinate
Синхронизацию работы блоков 46, 47 и 48 обеспечивают синхроимпульсы блока 1.The synchronization of the operation of
В устройстве (см. фиг. 6), реализующем предложенный способ, используют известные элементы и блоки, описанные в научно-технической литературе. Блоки с 1 по 20, 33-35, 38-41 выполняют аналогично соответствующим блокам устройства-прототипа.In the device (see Fig. 6) that implements the proposed method, using known elements and blocks described in the scientific and technical literature.
Варианты исполнения антенных элементов и антенной решетки 5 широко рассмотрены в литературе (см. Саидов А.С. и др. Проектирование фазовых автоматических радиопеленгаторов. - М: Радио и связь. 1997; Torrieri D.J. Principles of military communications system. Dedham. Massachusetts. Artech House, inc., 1981. - 298 p.). Тип используемых антенных элементов определяется местом размещения антенной решетки 5. Под фюзеляжем в антенной системе, как правило, используют ненаправленные антенные элементы. При размещении антенной решетки 5 в других местах применяют направленные АЭ. В качестве последних могут быть использованы широкополосные трехдиапазонные рупорно-микрополосковые антенны (см. Пат. РФ №2360338, Пат. РФ №2345453, а также Пат. РФ №2349005, Пат. РФ №2382450). Антенные коммутаторы 6 широко известны (см. Вениаминов В.Н. и др. Микросхемы и их применение. - М.: Радио и связь, 1989. - 240 с.; Вайсблат А.В. Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах. - М.: Радио и связь, 1987. - 120 с.) Двухканальный приемник 7 может быть реализован с помощью двух профессиональных приемников типа IC-R8500 фирмы ICOM (см. Communication Receiver IC-R8500. Instruction Manual). При этом первый и второй гетеродины одного из приемников используют одновременно в качестве первого и второго гетеродинов соответственно второго приемника. Кроме того, в качестве приемника 7 могут попарно использоваться и другие приемники фирмы ICOM: 1С-R7000, IC-R1000.The options for the implementation of antenna elements and
Двухканальный АЦП 8 и блок преобразования Фурье 9, а также блок вычисления ППИП 10, первое запоминающее устройство 11 могут быть реализованы с помощью стандартных плат: субмодуля цифрового приема ADMDDC2WB и ADP60PCI v.3.2 на процессоре Shark ADSP-21062 (см. руководство пользователя e-mail:insys@arc.ru www-сервер www.insys.ru).The dual-channel ADC 8 and the
Построение генератора синхроимпульсов 1 известно и широко освещено в литературе (см. Радиоприемные устройства: учебное пособие для радиотехн. спец. ВУЗов / Ю.Т. Давыдов и др.; Высшая школа, 1989. - 342 с.; Функциональные узлы адаптивных компенсаторов помех: Часть II. В.В. Никитченко. - Л.: ВАС. - 1990. - 176 с.).The construction of a
С помощью блоков 12, 13 и 14 реализуют выражение (11) описания. Варианты выполнения сумматора 14, блока вычитания 12 приведены, например, в (Ред Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике: Схемы, блоки, 50-омная техника: пер. с нем. - М.: Мир, 1990. - 256 с.).Using
Второе 2 и третье 15 запоминающие устройства реализуют по известным схемам (см. Большие интегральные схемы запоминающих устройств: Справочник / А.Ю. Горденов и др. - М.: Радио и связь, 1990. - 288 с.; Лебедев О.Н. Микросхемы памяти и их применение. - М.: Радио и связь, 1990. - 160 с.).The second 2 and third 15 storage devices are implemented according to well-known schemes (see Large Integrated Circuits of Storage Devices: Reference Book / A.Yu. Gordenov et al. - M.: Radio and Communications, 1990. - 288 p .; O. Lebedev. Memory chips and their application. - M.: Radio and communications, 1990. - 160 p.).
Умножитель 13 реализует операцию возведения в квадрат, а его выполнение освещено в (Ред Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. Схемы, блоки, 50-омная техника: Пер. с нем. - М.: Мир, 1990. - 256 с.).The
Блок формирования эталонных ППИП предназначен для создания таблиц эталонных значений разностей фаз для различных пар АЭ решетки 5 и различных поддиапазонов ν. На подготовительном этапе по входной установочной шине 4 задают следующие исходные данные:The block forming the reference PPIP is designed to create tables of reference values of phase differences for different pairs of
сектор обработки по азимуту (θmin, θmax) и углу места (βmin, βmax);processing sector in azimuth (θ min , θ max ) and elevation (β min , β max );
точность нахождения угловых параметров Δθ и Δβ;the accuracy of finding the angular parameters Δθ and Δβ;
удаление эталонного источника D;removing reference source D;
топология размещения АЭ {rn}, где rn={Xn, Yn, Zn}.AE placement topology {r n }, where r n = {X n , Y n , Z n }.
Задача блока 3 состоит в том, чтобы для данного подвижного пеленгатора, каждого частотного поддиапазона ΔF для заданной топологии антенной решетки 5 с дискретностью по азимуту Δθ и углу места Δβ рассчитать идеальные (эталонные) значения разностей фаз для всех пар антенных элементов с учетом того, что эталонный источник перемещается на удаление D от решетки. Блок 3 может быть реализован в виде автомата на базе микропроцессора (см. Шевкоплес Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 512 с.) и работающего в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг. 7. В качестве последнего целесообразно использовать 16-разрядный микропроцессор Л1810ВМ86.The task of
Реализация блока определения азимута и угла места 16 известна и широко освещена в литературе. Предназначен для поиска минимальной суммы и может быть реализован по пирамидальной схеме с использованием быстродействующих компараторов (см. Шевкоплес Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 512 с.).The implementation of the block for determining the azimuth and
Реализация четвертого 33, пятого 26 и восьмого 24 блоков памяти трудностей не вызывает. Блоки 26 и 33 представляют собой буферные запоминающие устройства и могут быть реализованы аналогично блоку 2.The implementation of the fourth 33, fifth 26 and eighth 24 memory blocks is not difficult.
Радионавигатор 34 предназначен для измерения путевого угла широты долготы и высоты нахождения ЛПС в момент времени ti (момент измерения параметров угловой ориентации ЛПС и местоположения ИРИ). Данная функция может быть реализована с помощью навигатора GPS (см. Garmin. GPS навигаторы 12, 12XL, 12СХ. Руководство пользователя www.jj.connect.ru).
Первый 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 вычислители предназначены для определения истинного вектора направления на s-й ИРИ в геоцентрической системе координат, а также значение азимутального угла (см. фиг. 4). Это достигается благодаря учету ориентации АС измерителя относительно борта ЛПС и собственно угловой ориентации ЛПС в пространстве. Каждый из вычислителей выполняет строго определенные в выражениях (2-7) операции, реализация которых сложностей не вызывает. Для повышения быстродействия названные блоки могут быть реализованы на программируемых постоянных запоминающих устройствах, например серии К541 и К500. Алгоритмы работы блоков 17-20 приведены на фиг. 8-11. Для уменьшения массогабаритных характеристик, потребляемого тока блоки 17, 18, 19 и 20 целесообразно реализовать на специализированном микропроцессоре TMS320c6416 (см. TMS320c6416: http://focus/ti/com/docs/prod/folers/print/TMS320c6416.html), алгоритм работы которого приведен на фиг. 4. Одновременно на микропроцессоре TMS320c6416 могут быть реализованы блоки 12-16.The first 17, second 18, third 19 and fourth 20 calculators are designed to determine the true direction vector to the s-th IRI in the geocentric coordinate system, as well as the value of the azimuthal angle (see Fig. 4). This is achieved by taking into account the orientation of the AS of the meter relative to the side of the LPS and the actual angular orientation of the LPS in space. Each of the calculators performs operations strictly defined in expressions (2-7), the implementation of which does not cause difficulties. To improve performance, these blocks can be implemented on programmable read-only memory devices, for example, the K541 and K500 series. The operation algorithms of blocks 17-20 are shown in FIG. 8-11. To reduce the overall dimensions and current consumption, it is advisable to implement
Блок угловой ориентации ЛПС 35 предназначен для измерения пространственных параметров ЛПС: крена тангажа и склонения Реализация блока 35 известна (см. Пат. РФ №2374659, Пат. РФ №2371733, Пат. РФ 2553270) и трудностей не вызывает. Изготовление блока 30 на дискретных элементах нецелесообразно из-за недостаточного быстродействия, значительных габаритных размеров, большого веса и потребляемой энергии. В связи с этим блок 35 совместно с блоками 12-16, 17-20 и 33 целесообразно реализовать на одном сигнальном процессоре TMS320c6416 (см. http://focus/ti/com/docs/prod/folers/print/TMS320c6416.html).The block of
Пятый вычислитель 22 предназначен для определения контрольной точки у зоны поиска ИРИ первого уровня с наибольшим количеством проходящих рядом пеленгов в пределах локальной зоны с радиусом R. С этой целью на первую группу информационных входов блока 22 по четвертой входной шине 23 задают значение R. Данная операция выполняется на подготовительном этапе. На вторую группу информационных входов с группы информационных выходов шестого блока памяти 21 поступают значения азимутальных углов совместно с координатами ЛПС На третью группу информационных входов блока 22 следуют значения координат (В, L)j всех J контрольных точек первого уровня, j=1, 2, …, J. Пятый вычислитель 22 формирует локальные зоны анализа радиусом R вокруг каждой j-й контрольной точки, прокладывает пеленги с учетом местоположения ЛПС в t£ - момент времени и осуществляет подсчет пеленгов проходящих через эти локальные зоны первого уровня. Далее полученные результаты ранжируются. На второй группе его информационных выходов вначале формируется значение координат j-й контрольной точки с максимальным количеством проходящих рядом пеленгов (B, L)jmax. Далее следуют координаты k-й точки (B, L)k, уступающей по количеству рядом проходящих пеленгов только j-й контрольной точке и т.д. На первой группе информационных выходов блока 22 формируют (ретранслируются) значения и соответствующие им координаты ЛПС поступившие на вычислитель по второй группе информационных входов от блока 21.The
Реализация блока 22 трудностей не вызывает. Целесообразно реализовать на сигнальном процессоре TMS 320с6416 совместно с блоками 17-20. Алгоритм работы блока 22 приведен на фиг. 12.The implementation of
Шестой вычислитель 27 выполняет аналогичные с блоком 22 функции и предназначен для определения контрольной точки m, m∈М, зоны поиска ИРИ второго уровня с наибольшим количеством ψj проходящих в пределах зоны с радиусом R', R'<<R, пеленгов Для этого на первую группу его информационных входов поступают значения пеленгов и координаты ЛПС с группы информационных выходов восьмого блока памяти 24. На вторую группу его информационных входов поступают координаты М контрольных точек поиска ИРИ второго уровня (В, L)m, m=1, 2, …, М. По третьей группе информационных входов блока 27 на подготовительном этапе задают значение радиуса R' локальной зоны анализа по шестой входной установочной шине 30. Алгоритм работы блока 27 и его реализация во многом совпадает с реализацией пятого вычислителя 22. Отличие состоит в том, что на первой группе информационных выходов формируется значение ψj рядом проходящих с m-й контрольной точкой пеленгов А на второй группе информационных выходов присутствуют только значения пеленгов (из их общего числа ) и соответствующие им координаты ЛПС Может быть реализован на втором сигнальном процессоре TMS 320с6416, а алгоритм работы блока 27 приведен на фиг. 13.The
Седьмой вычислитель 40 предназначен для определения границ зоны поиска ИРИ второго уровня (B2, L2) с центром с координатами (B, L)jmax контрольной точки j. Для этого на первую группу информационных входов блока 40 подают координаты (В, L)jmax со второй группы информационных выходов пятого вычислителя 22. По второй группе информационных входов блока 40 на подготовительном этапе по входной установочной шине 42 задают размеры зоны поиска ИРИ второго уровня {В2, L2}. Размеры {В2, L2} для всех контрольных точек j, j=1, 2, …, J является величиной постоянной и как правило задается в метрах. Блок 40 рассчитывает географические границы зоны поиска ИРИ (В2, L2) второго уровня на основе поступивших значений (В, L)jmax и {В2, L2}.The
Реализация блока 40 трудностей не вызывает. Может быть реализован совместно с блоком 27 на втором сигнальном процессоре TMS 320с6416, а алгоритм работы блока 40 приведен на фиг. 14.The implementation of
Восьмой вычислитель 41 предназначен для равномерного распределения на площади (В2, L2) и определения координат (В, L)m контрольных точек зоны поиска ИРИ второго уровня, m=1, 2, …, М. Для реализации названных функций на первую группу информационных входов поступают географические координаты (B2, L2) зоны поиска ИРИ второго уровня (задаются координаты угловых точек зоны).The
По второй группе информационных входов блока 41 на подготовительном этапе задают (вторая шина 43) количество М контрольных точек. В связи с тем, что площадь зоны поиска ИРИ второго уровня постоянна, количество М контрольных точек (иначе, расстояние между ними Δr) определяют заданную точность местоопределения ИРИ. На основе полученных исходных данных блок 41 равномерно распределяет М контрольных точек на площади (В2, L2) с интервалом Δr меду ними и определяет их географические координаты (B, L)m. Реализация блока 41 трудностей не вызывает. Может быть реализован совместно с блоками 40 и 27 на втором сигнальном процессоре TMS 320с6416, а алгоритм работы блока приведен на фиг. 15.The second group of information inputs of
Девятый вычислитель 44 предназначен для равномерного распределения и определения координат (B, L)j контрольных точек j зоны поиска ИРИ первого уровня, j=1, 2, … J. Для реализации названных функций (аналогичных блоку 41) на его первую группу информационных входов поступают географические координаты (B1, L1) зоны поиска ИРИ первого уровня с группы информационных выходов блока 38. Данная информация задается на подготовительном этапе через восьмую входную установочную шину 37 и хранится в блоке 38. На вторую группу информационных входов по входной установочной шине 45 на подготовительном этапе задают количество J контрольных точек зоны поиска ИРИ первого уровня. На основе полученных исходных данных блок 44 рассчитывает необходимые расстояния d между контрольными точками j, преобразует d в угловые координаты, определяет географические координаты (B, L)j контрольных точек j, j=1, 2, … J зоны поиска ИРИ первого уровня. Реализация блока 44 в основном совпадает с реализацией блока 41 и может быть реализован совместно с блоками 27, 40 и 41 на втором сигнальном процессоре TMSc6416, а алгоритм блока приведен на фиг. 16.The
Блок сравнения 39 предназначен для принятия решения о прохождении очередного пеленга через зону поиска ИРИ первого уровня (B1, L1). С этой целью на его первую группу информационных входов поступают значения пеленгов группы информационных выходов блока 20. На вторую группу информационных входов приходят данные о соответствующем местоположении ЛПС с группы информационных выходов блока 34. На третью группу информационных входов блока 39 поступают данные о границах зоны поиска ИРИ первого уровня с группы информационных выходов блока 38. На основе поступивших данных о и блок 39 принимает решение о прохождении пеленгов через зону поиска ИРИ первого уровня (В1, L1). В случае принятия положительного решения на выходе блока 39 формируется управляющий сигнал (импульс), разрешающий запись значений и в шестой блок памяти 21. Реализация блока 39 известна и трудностей не вызывает. Может быть реализован на программируемых постоянных запоминающих устройствах, например серии К541 или К500, в виде автомата.
Блок принятия решения 28 предназначен для принятия решения о достаточности полученных измерений для определения координат блоком 29. Представляет собой блок сравнения, на первую группу информационных входов которого поступает значение ψj о количестве полученных пеленгов на s-й ИРИ. На вторую группу его информационных входов по седьмой входной установочной шине 31 на подготовительном этапе задается пороговое значение η. В случае выполнения пороговых условий ψj≥η на втором выходе блока 28 формируется управляющий сигнал (импульс), разрешающий блоку 29 приступить к расчету координат s-го ИРИ. В противном случае ψj<η на первом выходе блока 28 формируется импульс, поступающий на входы обнуления блоков 17-20, 22 и 24 обнуляя их содержимое. Может быть реализован на дискретных элементах (элементарной логике) по известным схемам (см. Рэд Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. Схемы, блоки, 50-омная техника: Пер. с нем. - М.: Мир, 1990. - 256 с.).
Первый блок расчета координат 29 предназначен для расчета предварительных координат в соответствии с выражениями (7) и (8). Для реализации своих функций на его группу информационных входов поступают данные о пеленге и соответствующие координаты ЛПС со второй группы информационных выходов блока 27. К расчету координат блок 29 приступает после прихода управляющего сигнала со второго выхода блока 28. Рассчитанные значения координат Bs и Ls s-го ИРИ поступают на первую группу информационных входов блока 46. Реализация блока 29 трудностей не вызывает. Может быть реализован на программируемых постоянных запоминающих устройствах, например, серии К541 или К500. Алгоритм работы блока 29 приведен на фиг. 17. Для уменьшения массогабаритных характеристик, обеспечения достаточного быстродействия и уменьшения потребляемой энергии блоки 39, 28 и 29 целесообразно реализовать совместно с блоками 21, 22, 27, 40, 41 и 44 на втором сигнальном процессоре TMS 320с6416 (см. TMS320c6416: http://focus/ti/com/docs/prod/folders/print/TMS320c6416.html).The first coordinate
Второй блок расчета координат 49 предназначен для расчета уточненных координат ИРИ в соответствии с выражениями (7) и (8) и реализуется аналогично блоку 29. Может быть реализован на программируемых постоянных запоминающих устройствах серии К541 или К500.The second coordinate
Десятый вычислитель 46 предназначен для определения угловых расстояний на сфере δj между каждым пеленгом из совокупности ψj и найденной точкой (предварительными координатами) блоком 29. Для реализации своих функций в соответствии с выражениями (10), (11) и (12) на его первую группу информационных входов подают значение предварительных координат (Bs, Ls) с группы информационных выходов блока 29. На вторую группу информационных входов поступают значения координат ЛПС с группы информационных выходов радионавигатора 34. На третью группу информационных входов поступают ψj значений пеленгов m-й локальной зоны. Может быть реализован на втором сигнальном процессоре NMS320c6416, алгоритм работы блока 46 приведен на фиг. 18.The
Блок расчета пороговых уровней 47 предназначен для определения порогового значения σj в соответствии с выражением (13) для s-го ИРИ в m-й локальной зоне. Для реализации своих функций на первую группу информационных входов блока 47 поступают значения δj для всех ψj пеленгов с группы информационных выходов блока 46.The threshold
На вторую группу информационных входов поступает информация об общем количестве пеленгов ψj, присутствующих в m-й локальной зоне. Может быть реализован на программируемых постоянных запоминающих устройствах, например, серии К541 или К500.The second group of information inputs receives information about the total number of bearings ψ j present in the m-th local zone. It can be implemented on programmable read-only memory devices, for example, K541 or K500 series.
Селектор пеленгов 48 предназначен для исключения из совокупности ψj пеленгов заведомо ложных на основании измеренных значений угловых расстояний на сфере δj для каждого из них. Критерием фильтрации является СКО исходных пеленгов от предварительных координат (Bs, Ls), полученных в блоке 29. В качестве решающего правила выступает сравнение значений δj с порогом σj:δj≥σj является основанием для участия соответствующего пеленга в расчетах уточненных координат s-го ИРИ (Bs, Ls)'. Реализация блока аналогична реализации блока сравнения 28 прототипа. Может быть реализован на дискретных элементах (элементарной логике) по известным схемам (см. Рэд Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. Схемы, блоки, 50-омная техника: Пер. с нем. - М: Мир, 1990. - 256 с.)Bearing
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018139855A RU2700767C1 (en) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Method and device for determining coordinates of radio emission sources |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018139855A RU2700767C1 (en) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Method and device for determining coordinates of radio emission sources |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2700767C1 true RU2700767C1 (en) | 2019-09-20 |
Family
ID=67990015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018139855A RU2700767C1 (en) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Method and device for determining coordinates of radio emission sources |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2700767C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2773307C1 (en) * | 2021-06-24 | 2022-06-01 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for determining the geographical coordinates of radio emission sources in a multi-purpose environment |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10307178A (en) * | 1997-05-06 | 1998-11-17 | Mitsubishi Electric Corp | Position detector |
US6307503B1 (en) * | 1998-05-07 | 2001-10-23 | Hughes Electronics Corporation | Method and system of determining user terminal position using a measured signal propagation delay and Doppler shift of a communications link |
RU2294546C2 (en) * | 2005-04-26 | 2007-02-27 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр радиоэлектронной борьбы и оценки эффективности снижения заметности" МО РФ (ФГУ "ФГНИИЦ РЭБ ОЭСЗ" Минобороны России) | Method for identification of radio-radiation |
EP1843169A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-10 | Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe B.V. | A method and apparatus for object localization from multiple bearing lines |
RU2510044C1 (en) * | 2012-08-07 | 2014-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" | Method and apparatus for determining coordinates of radio-frequency radiation sources |
RU2551355C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method of coordinates determination of radio emission source |
RU2659810C1 (en) * | 2017-04-07 | 2018-07-04 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method and apparatus for determining coordinates of radio emission sources |
-
2018
- 2018-11-12 RU RU2018139855A patent/RU2700767C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10307178A (en) * | 1997-05-06 | 1998-11-17 | Mitsubishi Electric Corp | Position detector |
US6307503B1 (en) * | 1998-05-07 | 2001-10-23 | Hughes Electronics Corporation | Method and system of determining user terminal position using a measured signal propagation delay and Doppler shift of a communications link |
RU2294546C2 (en) * | 2005-04-26 | 2007-02-27 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр радиоэлектронной борьбы и оценки эффективности снижения заметности" МО РФ (ФГУ "ФГНИИЦ РЭБ ОЭСЗ" Минобороны России) | Method for identification of radio-radiation |
EP1843169A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-10 | Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe B.V. | A method and apparatus for object localization from multiple bearing lines |
RU2510044C1 (en) * | 2012-08-07 | 2014-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" | Method and apparatus for determining coordinates of radio-frequency radiation sources |
RU2551355C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method of coordinates determination of radio emission source |
RU2659810C1 (en) * | 2017-04-07 | 2018-07-04 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method and apparatus for determining coordinates of radio emission sources |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2773307C1 (en) * | 2021-06-24 | 2022-06-01 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for determining the geographical coordinates of radio emission sources in a multi-purpose environment |
RU2787946C1 (en) * | 2022-01-12 | 2023-01-13 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method for manufacturing a multilayer coil heat exchanger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2419106C1 (en) | Method and device for determining coordinates of radio-frequency radiation source | |
RU2283505C1 (en) | Method and device for determining coordinates of a radio radiation source | |
RU2510044C1 (en) | Method and apparatus for determining coordinates of radio-frequency radiation sources | |
RU2465613C1 (en) | Method and apparatus for determining location of radio source | |
RU2594759C1 (en) | Method and device for determining coordinates of a radio emission | |
RU2432580C1 (en) | Method to determine coordinates of radio-wave radiation source in process of amplitude-phase direction finding on board of aircraft | |
RU2423719C1 (en) | Method for adaptive measurement of spatial parameters of radio-frequency radiation sources and device for realising said method | |
CN104076353A (en) | Area target echo beam center velocity measurement method | |
RU2632922C2 (en) | Multiposition passive radar complex implementing combined one-step method of determining aircraft location at stage of landing | |
CN110531315B (en) | Satellite interference source direct positioning method and positioning device based on signal intensity change rate | |
RU2608583C1 (en) | Method of determining position and motion parameters of object as per measurements of angular coordinates | |
RU2684321C1 (en) | Phase direction finder | |
CN109507635A (en) | Utilize the array amplitude phase error evaluation method of two unknown orientation auxiliary sources | |
CN108983169B (en) | Meter wave radar terrain correction method based on digital elevation model | |
RU2661357C1 (en) | Method of reviewing passive single-positive monopulse triple-oriented angular-differential-doppler locations of moving in space of the radio-emitting objects | |
RU2506605C2 (en) | Ranging method and device to determine coordinates of radiation source | |
RU2659810C1 (en) | Method and apparatus for determining coordinates of radio emission sources | |
RU2610150C1 (en) | Method of determining ground radio-frequency source coordinates when performing on-board radio-direction finding | |
RU2613369C1 (en) | Method of aircraft navigation using high-precision single-phase direction finder and address-respond packet digital radio link in decameter waves range | |
WO2013176575A1 (en) | Radio engineering system | |
RU2700767C1 (en) | Method and device for determining coordinates of radio emission sources | |
RU2739486C1 (en) | Method for radio signal source direction finding | |
RU2379700C1 (en) | Method of object angular orientation by satellite radionavigation system signals | |
RU2536609C1 (en) | Method and device for determining coordinates of radio-frequency source | |
RU2526536C1 (en) | Amplitude-based radio direction-finder (versions) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201113 |