RU2714502C1 - Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system - Google Patents

Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system Download PDF

Info

Publication number
RU2714502C1
RU2714502C1 RU2019110518A RU2019110518A RU2714502C1 RU 2714502 C1 RU2714502 C1 RU 2714502C1 RU 2019110518 A RU2019110518 A RU 2019110518A RU 2019110518 A RU2019110518 A RU 2019110518A RU 2714502 C1 RU2714502 C1 RU 2714502C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coordinates
radio
vectors
iri
toac
Prior art date
Application number
RU2019110518A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Валерьевич Богдановский
Владимир Витальевич Севидов
Алексей Николаевич Симонов
Виталий Владимирович Григорьев
Original Assignee
федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2019110518A priority Critical patent/RU2714502C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2714502C1 publication Critical patent/RU2714502C1/en

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
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/08—Systems for determining direction or position line
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/46—Indirect determination of position data
    • G01S13/48—Indirect determination of position data using multiple beams at emission or reception
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/505—Systems of measurement based on relative movement of target using Doppler effect for determining closest range to a target or corresponding time, e.g. miss-distance indicator
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/56—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection
    • 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
    • G01S5/06—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
    • 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
    • G01S5/12—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 by co-ordinating position lines of different shape, e.g. hyperbolic, circular, elliptical or radial
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering; electronics.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used in radio monitoring systems when solving the problem of hidden determination of radio-frequency source (RFS) coordinates under conditions of a priori uncertainty relative to polarization and spatial parameters of radio signals, noise and interference, when restrictions on overall dimensions of direction-finding antenna system are imposed, in particular for determination of coordinates of radio-frequency source from aircraft board. Method is based on CTOAS measurement of orthogonal components Ex1, Ey1, Ez1 and Ex2, Ey2, Ez2 vectors of electric field intensity
Figure 00000103
and
Figure 00000104
as well as orthogonal components Hx1, Hy1, Hz1 and Hx2, Hy2, Hz2 vectors of magnetic field intensity
Figure 00000105
and
Figure 00000106
at different points of spacecraft location space at moments of time t1 and t2, determining orientation of vectors
Figure 00000107
Figure 00000108
Figure 00000109
, and
Figure 00000110
in space, constructing auxiliary planes ΩE1, ΩE2, ΩH1 and ΩH2, construction of the RFS position lines ɭ1 and ɭ2 at intersection of auxiliary planes ΩE1, ΩH1 and ΩE2, ΩH2 respectively, calculating coordinates of radio-frequency sources at the intersection of lines of position of radio-frequency source ɭ1 and ɭ2.
EFFECT: high accuracy of determining coordinates of radio-frequency sources based on use of a combined tri-orthogonal antenna system (CTOAS), consisting of three antenna elements in form of asymmetrical dipole-type dipoles and three frame antenna elements.
1 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиомониторинга при решении задачи скрытного определения координат источников радиоизлучений (ИРИ), в частности для определения координат ИРИ с борта летательного аппарата (ЛА).The invention relates to radio engineering and can be used in radio monitoring systems in solving the problem of secretive determination of the coordinates of radio emission sources (IRI), in particular for determining the coordinates of the IRI from an aircraft.

Известен способ определения местоположения пользовательского терминала с использованием двух спутников-ретрансляторов (CP) [1]. Указанный способ заключается в том, что на основе измерений временных задержек и частотных сдвигов между переданными и принятыми тестовыми сигналами системы, с учетом известных координат первого и второго спутников-ретрансляторов CP1, СР2, векторов их скоростей

Figure 00000001
координат узла межсетевого сопряжения (УМС) и предварительно заданных частот конвертирования
Figure 00000002
рабочих частот CP1, СР2, вычисляют широту ϕПТ и долготу λПТ пользовательского терминала (ПТ).A known method for determining the location of a user terminal using two satellite transponders (CP) [1]. The specified method consists in the fact that based on measurements of time delays and frequency shifts between transmitted and received test signals of the system, taking into account the known coordinates of the first and second satellite transponders CP 1 , CP 2 , their velocity vectors
Figure 00000001
the coordinates of the gateway node (UMC) and the predefined conversion frequencies
Figure 00000002
operating frequencies CP 1 , CP 2 , calculate the latitude ϕ PT and longitude λ PT user terminal (PT).

Для реализации указанного известного способа выполняют следующие этапы:To implement the specified known method, the following steps are performed:

определяют расстояние

Figure 00000003
между первым CP1 и ПТ;determine the distance
Figure 00000003
between the first CP 1 and PT;

определяют расстояние

Figure 00000004
между вторым СР2 и ПТ;determine the distance
Figure 00000004
between the second CP 2 and PT;

измеряют модуль

Figure 00000005
азимут αПТ вектора скорости пользовательского терминала и его высоту hПТ относительно земной поверхности;measure modulus
Figure 00000005
azimuth α PT speed vector of the user terminal and its height h PT relative to the earth's surface;

вычисляют в УМС доплеровские сдвиги частот

Figure 00000006
и
Figure 00000007
первого и второго узкополосных тестовых сигналов, обусловленные радиальными скоростями ПТ относительно CP1 и СР2, для чего предварительно определяют вероятные местоположения ПТ с учетом известных координат CP1, СР2 и определенных параметров
Figure 00000003
и
Figure 00000004
;Doppler frequency shifts are calculated in the UMC
Figure 00000006
and
Figure 00000007
the first and second narrow-band test signals due to the radial speeds of the PT relative to CP 1 and CP 2 , for which the probable locations of the PT are preliminarily determined taking into account the known coordinates of CP 1 , CP 2 and certain parameters
Figure 00000003
and
Figure 00000004
;

определяют, по меньшей мере, один из параметров: радиальную скорость

Figure 00000008
перемещения первого CP1 относительно ПТ, и/или радиальную скорость
Figure 00000009
перемещения второго СР2 относительно ПТ, с учетом доплеровских сдвигов частот
Figure 00000006
и
Figure 00000007
;determine at least one of the parameters: radial velocity
Figure 00000008
the movement of the first CP 1 relative to the PT, and / or radial velocity
Figure 00000009
movements of the second SR 2 relative to the PT, taking into account Doppler frequency shifts
Figure 00000006
and
Figure 00000007
;

вычисляют широту ϕПТ и долготу λПТ ПТ.calculate the latitude ϕ PT and longitude λ PT PT.

При таком способе обеспечивается высокая точность определения координат пользовательского терминала в широком диапазоне скоростей его перемещения за счет определения частотных сдвигов сигналов системы.With this method, high accuracy is obtained for determining the coordinates of the user terminal in a wide range of speeds of its movement by determining the frequency shifts of the system signals.

Недостатками аналога являются: длительное время определения координат ПТ, связанное с необходимостью проведения дополнительных измерений модуля, азимута вектора скорости ПТ и его высоты относительно земной поверхности; необходимость ответной передачи тестовых сигналов с ПТ, чьи координаты необходимо определить в УМС через СР.The disadvantages of the analogue are: a long time to determine the coordinates of the PT associated with the need for additional measurements of the module, the azimuth of the velocity vector of the PT and its height relative to the earth's surface; the need for reciprocal transmission of test signals from PT, whose coordinates must be determined in UMC through SR.

Известен способ определения координат ИРИ с использованием летательного аппарата [2]. Указанный способ заключается в том, что:A known method of determining the coordinates of the IRI using an aircraft [2]. The specified method is that:

выбирают 3-мерную декартову систему координат (ДСК) для производства измерений и расчетов;choose a 3-dimensional Cartesian coordinate system (DSC) for measurements and calculations;

размещают измеритель на ЛА;place the meter on the aircraft;

перемещают указанный ЛА в пространстве;move the specified aircraft in space;

принимают радиосигнал ИРИ в заданной полосе частот ΔF;receive a radio signal IRI in a given frequency band ΔF;

измеряют и запоминают первичные координатно-информативные параметры принятого радиосигнала, в качестве которых используют амплитуды напряженности электрического поля (АНЭП), создаваемее ИРИ в точках приема;measure and remember the primary coordinate-informative parameters of the received radio signal, which are used as the amplitude of the electric field (ANEP) created by the IRI at the points of reception;

измеряют и запоминают вторичные параметры (ВП) - координаты местоположения ЛА;measure and store secondary parameters (VP) - the coordinates of the location of the aircraft;

многократно измеряют и запоминают совокупности АНЭП En (где n=1…N) и ВП - координаты ЛА в 3-х мерной ДСК xn, yn и zn в процессе перемещения ЛА;repeatedly measure and remember the ANEP sets E n (where n = 1 ... N) and VP - the coordinates of the aircraft in a 3-dimensional DSC x n , y n and z n in the process of moving the aircraft;

вычисляют N-1 коэффициентов окружностей Апполония, как отношений АНЭП, перемноженных на обратные отношения высот ЛА в соответствующих точках измерения;calculate N-1 coefficients of the circles of Apollonia, as the ANEP relations multiplied by the inverse relations of the aircraft heights at the corresponding measurement points;

формируют N-1 сферических поверхностей положения (СПП) ИРИ путем построения и последующего вращения окружностей Апполония вокруг осей, соединяющих соответствующие фокусы;form N-1 spherical position surfaces (SPP) of IRI by constructing and subsequent rotation of the Apolonia circles around the axes connecting the corresponding foci;

в качестве координат ИРИ в пространстве принимают координаты точки пересечения N-1 указанных СПП ИРИ.as the coordinates of the IRI in space, take the coordinates of the intersection point N-1 of these SPP IRI.

В указанном способе компенсируется ошибка определения координат ИРИ на плоскости на основе использования СПП ИРИ, формируемых вращением окружностей Апполония вокруг осей, соединяющих соответствующие фокусы.In this method, the error in determining the coordinates of the IRI on the plane is compensated by using the SPP IRI formed by the rotation of the Apollonius circles around the axes connecting the corresponding foci.

Недостатком аналога являются длительное время определения координат ИРИ, связанное с необходимостью измерения N≥5 раз совокупности АНЭП и ВП в процессе перемещения ЛА.The disadvantage of the analogue is the long time it takes to determine the coordinates of the IRI, associated with the need to measure N≥5 times the aggregate of AED and VP in the process of moving the aircraft.

Из известных способов наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого способа по своей технической сущности является способ определения координат источника радиоизлучений с борта летательного аппарата [3] заключающийся в том, что: принимают радиосигналы триортогональной антенной системы (ТОАС), измеряют координаты центров и углы ориентации ТОАС в различные моменты времени, затем формируют вспомогательные плоскости положения ИРИ, определяют линии положения ИРИ как линии пересечения каждой из вспомогательных плоскостей положения ИРИ с поверхностью Земли и вычисляют координаты ИРИ в точке пересечения линий положения ИРИ.Of the known methods, the closest analogue (prototype) of the proposed method in its technical essence is a method for determining the coordinates of a source of radio emissions from an aircraft [3] consisting in that: receive radio signals of the triorthogonal antenna system (TOAS), measure the coordinates of the centers and the orientation angles of the TOAS at different points in time, then the auxiliary Iranian position planes are formed, the Iranian position lines are defined as the intersection lines of each of the auxiliary positional planes IRI with the Earth’s surface and calculate the coordinates of the IRI at the point of intersection of the lines of position of the IRI.

Недостатком способа прототипа является относительно низкая точность определения координат ИРИ с борта летательного аппарата, обусловленная предположением, что ИРИ находится на поверхности Земли, причем в качестве поверхности Земли выступает плоскость.The disadvantage of the prototype method is the relatively low accuracy of determining the coordinates of the IRI from the aircraft, due to the assumption that the IRI is on the surface of the Earth, and the plane acts as the surface of the Earth.

Целью изобретения является разработка способа, обеспечивающего более высокую точность определения координат ИРИ при возможном нахождении его на некоторой высоте от поверхности Земли в условиях априорной неопределенности относительно поляризационных и пространственных параметров радиосигналов, шумов и помех, когда налагаются ограничения на габаритные размеры пеленгаторной АС.The aim of the invention is to develop a method that provides higher accuracy in determining the coordinates of the IRI when it can be located at a certain height from the Earth’s surface under conditions of a priori uncertainty regarding the polarization and spatial parameters of radio signals, noise and interference, when restrictions are placed on the overall dimensions of the direction-finding speaker.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения координат ИРИ с борта ЛА с использованием ТОАС, заключающемся в том, что выбирают декартову систему координат (ДСК) OЗXЗYЗZЗ для производства измерений и расчетов, размещают измерительную аппаратуру, оснащенную ТОАС, на летательном аппарате, который перемещают в пространстве, измеряют координаты центров ТОАС О1 и O2 и углы ориентации ТОАС в моменты времени t1 и t2, выбирают дополнительные ДСК O1X1Y1Z1 и O2X2Y2Z2 для производства измерений и расчетов с учетом координат центров ТОАС и углов ориентации ТОАС в моменты времени t1 и t2, измеряют в моменты времени t1 и t2 с помощью ТОАС ортогональные компоненты Ех1, Еу1, Ez1 и Ех2, Еу2, Ez2 векторов напряженности электрического поля

Figure 00000010
и
Figure 00000011
принятого аналогового радиосигнала, определяют ориентацию векторов напряженности электрического поля
Figure 00000012
и
Figure 00000013
в ДСК O1X1Y1Z1 и O2X2Y2Z2 соответственно путем векторного сложения ортогональных компонент Ех1, Еу1, Ez1 и Ех2, Еу2, Ez2, строят вспомогательные плоскости ΩE1 и ΩE2, так, что бы они были перпендикулярны векторам
Figure 00000014
и
Figure 00000015
соответственно и проходили через начала координат О1 и O2, вычисляют координаты ИРИ с учетом вспомогательных плоскостей ΩE1 и ΩE2 в качестве ТОАС используют комбинированную триортогональную антенную систему (КТОАС), состоящую из трех антенных элементов (АЭ) в виде несимметричных вибраторов штыревого типа и трех рамочных АЭ.This goal is achieved by the fact that in the known method of determining the coordinates of the IRI from the aircraft using TOAS, which consists in choosing a Cartesian coordinate system (DSC) O З X З Y З Z З for making measurements and calculations, place measuring equipment equipped with TOAC, on an aircraft that moves in space, the coordinates of the TOAC centers O 1 and O 2 and the TOAC orientation angles at time t 1 and t 2 are measured, additional DSCs O 1 X 1 Y 1 Z 1 and O 2 X 2 Y are selected 2 Z 2 for making measurements and calculations taking into account the coordinates TOAC centers and TOAC orientation angles at time t 1 and t 2 , measure at time t 1 and t 2 using TOAC the orthogonal components Е х1 , Е у1 , E z1 and Е х2 , Е у2 , E z2 electric field vectors
Figure 00000010
and
Figure 00000011
received analog radio signal, determine the orientation of the electric field strength vectors
Figure 00000012
and
Figure 00000013
in the DSC, O 1 X 1 Y 1 Z 1 and O 2 X 2 Y 2 Z 2, respectively, by vector addition of the orthogonal components E x1 , E y1 , E z1 and E x2 , E y2 , E z2 , auxiliary planes Ω E1 and Ω are constructed E2 , so that they are perpendicular to the vectors
Figure 00000014
and
Figure 00000015
accordingly, they passed through the coordinates O 1 and O 2 , the coordinates of the IRI are calculated taking into account the auxiliary planes Ω E1 and Ω E2 as a TOAC, a combined triorthogonal antenna system (KTOAS) consisting of three antenna elements (AE) in the form of asymmetric pin-type vibrators is used and three frame AEs.

Дополнительно в моменты времени t1 и t2 измеряют с помощью трех рамочных АЭ ортогональные компоненты Hx1, Hy1, Hz1 и Hx2, Hy2, Hz2 векторов напряженностей магнитного поля

Figure 00000016
и
Figure 00000017
принятых аналоговых радиосигналов. Определяют ориентацию векторов
Figure 00000016
и
Figure 00000017
в ДСК O1X1Y1Z1 и O2X2Y2Z2 соответственно путем векторного сложения ортогональных компонент Hx1, Hy1, Hz1 и Hx2, Hy2, Hz2.Additionally, at time instants t 1 and t 2, the orthogonal components H x1 , H y1 , H z1 and H x2 , H y2 , H z2 of the magnetic field strength vectors are measured using three frame AEs
Figure 00000016
and
Figure 00000017
received analogue radio signals. Determine the orientation of the vectors
Figure 00000016
and
Figure 00000017
in DSC, O 1 X 1 Y 1 Z 1 and O 2 X 2 Y 2 Z 2, respectively, by vector addition of the orthogonal components H x1 , H y1 , H z1 and H x2 , H y2 , H z2 .

Строят вспомогательные плоскости ΩH1 и ΩH1 так, что бы они были перпендикулярны векторам

Figure 00000018
и
Figure 00000019
и проходили через начала координат O1 и O2. Строят линии положения ИРИ
Figure 00000020
и
Figure 00000021
на пересечении вспомогательных плоскостей ΩE1, ΩH1 и ΩE2, ΩH2 соответственно.Construct auxiliary planes Ω H1 and Ω H1 so that they are perpendicular to the vectors
Figure 00000018
and
Figure 00000019
and passed through the origin O 1 and O 2 . Lines of position of Iran are being built
Figure 00000020
and
Figure 00000021
at the intersection of the auxiliary planes Ω E1 , Ω H1 and Ω E2 , Ω H2, respectively.

Вычисляют координаты ИРИ в точке пересечения линий положения ИРИ

Figure 00000022
и
Figure 00000023
The coordinates of the Iran at the point of intersection of the lines of position of the Iran
Figure 00000022
and
Figure 00000023

Благодаря указанной новой совокупности существенных признаков, в том числе за счет использования КТОАС, состоящей из трех АЭ в виде несимметричных вибраторов штыревого типа и трех рамочных АЭ, достигается цель изобретения: повышение точности определения координат ИРИ в условиях априорной неопределенности относительно поляризационных и пространственных параметров радиосигналов, шумов и помех, когда налагаются ограничения на габаритные размеры пеленгаторной АС. Повышение точности определения координат ИРИ объясняется устранением погрешности, связанной с определением высоты ИРИ над поверхностью Земли, которая в способе прототипе принимается равной нулю, а в предлагаемом способе может быть произвольной.Thanks to this new set of essential features, including through the use of KTOAS, consisting of three AEs in the form of asymmetric pin-type vibrators and three frame AEs, the aim of the invention is achieved: to increase the accuracy of determining the coordinates of the IRI under conditions of a priori uncertainty regarding the polarization and spatial parameters of radio signals, noise and interference when restrictions are imposed on the overall dimensions of the direction-finding speaker. Improving the accuracy of determining the coordinates of the IRI is explained by eliminating the error associated with determining the height of the IRI above the Earth's surface, which in the prototype method is assumed to be zero, and in the proposed method can be arbitrary.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых показаны:The claimed invention is illustrated by drawings, which show:

на фиг. 1 положение вектора Пойтинга

Figure 00000024
а также векторов
Figure 00000025
и
Figure 00000026
в момент времени t1;in FIG. 1 position of the Poiting vector
Figure 00000024
as well as vectors
Figure 00000025
and
Figure 00000026
at time t 1 ;

на фиг. 2 положение вектора Пойтинга

Figure 00000027
а также векторов
Figure 00000028
и
Figure 00000029
в момент времени t2;in FIG. 2 position of the Poiting vector
Figure 00000027
as well as vectors
Figure 00000028
and
Figure 00000029
at time t 2 ;

на фиг. 3 конфигурация КТОАС в ДСК;in FIG. 3 KTOAS configuration in DSC;

на фиг. 4 конфигурация части КТОАС - трех АЭ в виде несимметричных вибраторов штыревого типа в ДСК;in FIG. 4 configuration of the KTOAS part — three AEs in the form of asymmetric pin-type vibrators in a DSC;

на фиг. 5 ортогональные компоненты Ех1, Еу1, Ez1 вектора напряженности электрического поля

Figure 00000030
в момент времени t1 в ДСК O1X1Y1Z1;in FIG. 5 orthogonal components E x1 , E y1 , E z1 of the electric field vector
Figure 00000030
at time t 1 in the DSC O 1 X 1 Y 1 Z 1 ;

на фиг. 6 конфигурация части КТОАС - трех рамочных АЭ в ДСК;in FIG. 6 configuration of the KTOAS part — three frame AEs in DSC;

на фиг. 7 ортогональные компоненты Нх1, Ну1, Hz1 вектора напряженности магнитного поля

Figure 00000031
в момент времени t1 в ДСК O1X1Y1Z1;in FIG. 7 orthogonal components H x1 , H y1 , H z1 of the magnetic field vector
Figure 00000031
at time t 1 in the DSC O 1 X 1 Y 1 Z 1 ;

на фиг. 8 временные диаграммы ортогональных компонент Ех, Еу, Ez, принятых на АЭ 4, 5 и 6 КТОАС, а также их значения Ех1, Еу1, Ez1 и Ех2, Еу2, Ez2, измеренные в моменты времени t1 и t2 соответственно;in FIG. 8 time diagrams of the orthogonal components E x , E y , E z taken on AET 4, 5 and 6 KTOAS, as well as their values E x1 , E y1 , E z1 and E x2 , E y2 , E z2 , measured at time t 1 and t 2, respectively;

на фиг. 9 временные диаграммы ортогональных компонент Нх, Ну, Hz, принятых на АЭ 7, 8 и 9 КТОАС, а также их значения Нх1, Ну1, Hz1 и Hx2, Hy2, Hz2, измеренные в моменты времени t1 и t2 соответственно;in FIG. 9 time diagrams of the orthogonal components H x , H y , H z taken on the AET 7, 8 and 9 KTOAS, as well as their values H x1 , H y1 , H z1 and H x2 , H y2 , H z2 , measured at time instants t 1 and t 2, respectively;

на фиг. 10 графическое представление вспомогательных плоскостей ΩE1 и ΩH1 в ДСК O1X1Y1Z1;in FIG. 10 is a graphical representation of the auxiliary planes Ω E1 and Ω H1 in a DSC O 1 X 1 Y 1 Z 1 ;

на фиг. 11 графическое представление вспомогательных плоскостей ΩE2 и ΩH2 в ДСК O2X2Y2Z2,in FIG. 11 is a graphical representation of the auxiliary planes Ω E2 and Ω H2 in the DSC O 2 X 2 Y 2 Z 2 ,

на фиг. 12 графическое представление определения координат ИРИ как пересечения линий положения ИРИ

Figure 00000032
и
Figure 00000033
in FIG. 12 graphical representation of the determination of the coordinates of the IRI as the intersection of the lines of position of the IRI
Figure 00000032
and
Figure 00000033

Определение координат ИРИ является важным составным элементом мониторинга сигналов. Достоинством системы ОМП ИРИ является скрытность при определении координат вследствие отсутствия активного излучения. Размещение технических средств системы ОМП на ЛА и в том числе на беспилотных ЛА позволяет существенно расширить зону мониторинга с возможностью осуществлять обнаружение и определение координат ИРИ в труднодоступных районах.The determination of the coordinates of the IRI is an important component of signal monitoring. The advantage of the IRI OMP system is stealth when determining coordinates due to the absence of active radiation. Placing the technical means of the WMD system on aircraft, including on unmanned aircraft, can significantly expand the monitoring zone with the ability to detect and determine the coordinates of Iran in hard-to-reach areas.

Использование ЛА в качестве платформы для развертывания средств радиомониторинга приводит к возникновению ряда проблем, основными из которых являются:The use of aircraft as a platform for the deployment of radio monitoring tools leads to a number of problems, the main of which are:

увеличение уровня помех и связанное с ним снижение отношения сигнал/шум на входе бортового радиоприемного устройства;an increase in the level of interference and a related decrease in the signal-to-noise ratio at the input of the on-board radio receiver;

ограничение массогабаритных показателей полезной нагрузки на ЛА, которые не позволяют разместить на нем эффективные антенные системы и многоканальные радиоприемные устройства;the limitation of weight and size indicators of the payload on the aircraft, which do not allow placing effective antenna systems and multichannel radio receivers on it;

нестабильность ориентации ЛА в пространстве, которая приводит к резкому увеличению ошибок пеленгования и к снижению точности определения координат ИРИ.the instability of the orientation of the aircraft in space, which leads to a sharp increase in direction finding errors and to a decrease in the accuracy of determining the coordinates of the IRI.

Большинство способов определения координат ИРИ основано на пеленговании радиосигналов несколькими измерителями, либо одним, перемещающимся в пространстве измерителем. При этом точность пеленгования радиосигналов неизвестной поляризации классическими способами, ориентированными на обработку электромагнитного поля определенной поляризации, дает значительные погрешности пеленгования, если поляризационные характеристики пеленгаторной АС не согласованы с поляризацией падающих волн. Повышение точности пеленгования в большинстве случаев достигается увеличением базы пеленгаторной антенной системы, то есть разнесением в пространстве антенных элементов пеленгаторной антенной системы.Most methods for determining the coordinates of an IRI are based on direction finding of radio signals by several meters, or by one measuring instrument moving in space. In this case, the accuracy of direction finding of radio signals of unknown polarization by classical methods oriented to processing an electromagnetic field of a certain polarization gives significant direction finding errors if the polarization characteristics of the direction-finding speaker are not consistent with the polarization of the incident waves. Improving the accuracy of direction finding in most cases is achieved by increasing the base of the direction-finding antenna system, that is, the separation in space of the antenna elements of the direction-finding antenna system.

Существует возможность определения координат ИРИ с помощью сосредоточенной АС, способной определить поляризацию радиосигнала в точке приема.There is the possibility of determining the coordinates of the IRI using a concentrated speaker capable of determining the polarization of the radio signal at the receiving point.

Поляризация электромагнитной волны является ее пространственно-временной характеристикой и определяется видом траектории, описываемой концом вектора напряженности магнитного

Figure 00000034
или электрического
Figure 00000035
поля в фиксированной точке пространства.The polarization of an electromagnetic wave is its spatio-temporal characteristic and is determined by the type of trajectory described by the end of the magnetic
Figure 00000034
or electric
Figure 00000035
fields at a fixed point in space.

На фиг. 1 отображены ИРИ 1 и измеритель 2 параметров электромагнитной волны в момент времени t1.In FIG. 1 shows the IRI 1 and the meter 2 of the parameters of the electromagnetic wave at time t 1 .

На фиг. 2 отображены ИРИ 1 и измеритель 3 параметров электромагнитной волны в момент времени t2.In FIG. 2 shows the IRI 1 and the meter 3 of the parameters of the electromagnetic wave at time t 2 .

Распространение электромагнитной волны сопровождается переносом энергии. Для характиристики этого явления вводят вектор Пойтинга

Figure 00000036
Он определяет направление и величину плотности потока мощности электромагнитного поля от ИРИ в каждой точке пространства.The propagation of an electromagnetic wave is accompanied by energy transfer. For the characteristic of this phenomenon, the Poyting vector is introduced.
Figure 00000036
It determines the direction and magnitude of the power flux density of the electromagnetic field from the IRI at each point in space.

Вектор Пойтинга

Figure 00000037
совпадает с направлением распространения электромагнитной волны и является результатом векторного произведения векторов напряженности электрического
Figure 00000038
и магнитного
Figure 00000039
полей, то есть образует вместе с ними правую тройку векторов.Poiting vector
Figure 00000037
coincides with the direction of propagation of the electromagnetic wave and is the result of a vector product of electric intensity vectors
Figure 00000038
and magnetic
Figure 00000039
fields, that is, forms with them the right triple of vectors.

На фиг. 1 и фиг. 2 отображены положения векторов Пойтинга

Figure 00000040
Figure 00000027
а также векторов напряженности электрического
Figure 00000041
Figure 00000042
и магнитного
Figure 00000043
Figure 00000044
полей в разнесенных точках пространства в моменты времени t1 и t2 соответственно.In FIG. 1 and FIG. 2 displays the positions of the Poiting vectors
Figure 00000040
Figure 00000027
as well as electric tension vectors
Figure 00000041
Figure 00000042
and magnetic
Figure 00000043
Figure 00000044
fields at separated points of space at time t 1 and t 2 respectively.

Кроме того, на фиг. 1 и фиг. 2 показана часть фазовых фронтов волны Ω1 и Ω2, определяемых как поверхность одинаковых фаз векторов поля (

Figure 00000045
или
Figure 00000046
) перпендикулярных направлению распространения электромагнитной волны.In addition, in FIG. 1 and FIG. Figure 2 shows part of the phase fronts of the wave Ω 1 and Ω 2 , defined as the surface of the identical phases of the field vectors
Figure 00000045
or
Figure 00000046
) perpendicular to the direction of propagation of the electromagnetic wave.

Сопоставив векторы напряженностей магнитного поля

Figure 00000047
Figure 00000048
Figure 00000031
и
Figure 00000049
в моменты времени t1 и t2 возможно определить координаты ИРИ.Comparing the vectors of the magnetic field
Figure 00000047
Figure 00000048
Figure 00000031
and
Figure 00000049
at time t 1 and t 2 it is possible to determine the coordinates of the IRI.

В способе используют КТОАС, состоящая из трех АЭ в виде несимметричных вибраторов штыревого типа 4, 5 и 6 и трех рамочных АЭ 7, 8 и 9 (см. фиг. 3).The method uses KTOAS, consisting of three AEs in the form of asymmetric pin type vibrators 4, 5 and 6 and three frame AEs 7, 8 and 9 (see Fig. 3).

В предлагаемом способе для момента времени t1 используют ДСК O1X1Y1Z1, в которой центр координат O1 совмещен с центром КТОАС, оси O1X1, O1Y1 и O1Z1 направлены вдоль АЭ 4, 5 и 6. Кроме того, оси O1X1, O1Y1 и O1Z1 перпендикулярны АЭ 7, 8 и 9 соответственно (см. фиг. 3).In the proposed method for time t 1 use DSC O 1 X 1 Y 1 Z 1 in which the center of coordinates O 1 is aligned with the center KTOAS, the axes O 1 X 1 , O 1 Y 1 and O 1 Z 1 are directed along AE 4, 5 and 6. In addition, the axes O 1 X 1 , O 1 Y 1 and O 1 Z 1 are perpendicular to the AE 7, 8 and 9, respectively (see Fig. 3).

Аналогично, для момента времени t2 используют ДСК O2X2Y2Z2, в которой центр координат О2 совмещен с центром КТОАС, оси О2Х2, O2Y2 и O2Z2 направлены вдоль АЭ 4, 5 и 6. Кроме того, оси О2Х2, O2Y2 и O2Z2 перпендикулярны АЭ 7, 8 и 9 соответственно.Similarly, for time t 2 , DSC O 2 X 2 Y 2 Z 2 is used , in which the O 2 coordinate center is aligned with the KTOAS center, the O 2 X 2 , O 2 Y 2 and O 2 Z 2 axes are directed along AE 4, 5 and 6. In addition, the axes O 2 X 2 , O 2 Y 2 and O 2 Z 2 are perpendicular to the AEs 7, 8 and 9, respectively.

Для измерения ортогональных компонент вектора напряженности электрического поля

Figure 00000050
в заявленном способе используют часть КТОАС, состоящую из трех АЭ в виде несимметричных вибраторов штыревого типа АЭ 4, 5 и 6 (см. фиг. 4).To measure the orthogonal components of the electric field vector
Figure 00000050
in the claimed method, a part of KTOAS is used, consisting of three AEs in the form of asymmetrical pin type vibrators AE 4, 5 and 6 (see Fig. 4).

Векторная сумма ортогональных компонент напряженностей электрического поля Ех1, Еу1, Ez1, измеренных на АЭ 4, 5 и 6 КТОАС соответственно в момент времени t1 составляет вектор напряженности электрического поля

Figure 00000051
(см. фиг. 5).The vector sum of the orthogonal components of the electric field strengths E x1 , E y1 , E z1 , measured on AET 4, 5 and 6 KTOAS, respectively, at time t 1 is the vector of electric field strength
Figure 00000051
(see Fig. 5).

Аналогично, векторная сумма ортогональных компонент напряженностей электрического поля Ех2, Еу2, Ez2, измеренных на АЭ 4, 5 и 6 КТОАС в момент времени t2 составляет вектор напряженности электрического поля

Figure 00000052
Similarly, the vector sum of the orthogonal components of the electric field strengths E x2 , E y2 , E z2 , measured on AET 4, 5 and 6 KTOAS at time t 2 is the vector of electric field strength
Figure 00000052

На фиг. 8 представлены временные диаграммы ортогональных компонент Ех, Еу, Ez, принятого в общем случае эллиптически поляризованного аналогового радиосигнала на АЭ 4, 5 и 6 КТОАС соответственно. В моменты времени t1 и t2 измеряют и запоминают значения компонент Ех1, Еу1, Ez1 и Ех2, Еу2, Ez2 с помощью АЭ 4, 5 и 6 КТОАС соответственно.In FIG. Figure 8 shows the time diagrams of the orthogonal components E x , E y , E z , adopted in the general case of an elliptically polarized analogue radio signal at AEC 4, 5, and 6 of KTOAS, respectively. At time t 1 and t 2 measure and store the values of the components E x1 , E y1 , E z1 and E x2 , E y2 , E z2 using AE 4, 5 and 6 KTOAS, respectively.

Строят вспомогательные плоскости ΩE1 и ΩE2, ортогональные векторам напряженности электрического поля

Figure 00000053
и
Figure 00000054
и проходящие через центры КТОАС в моменты времени t1 и t2, которые совмещены в свою очередь с началами ДСК O1X1Y1Z1 и O2X2Y2Z2 соответственно (см. фиг. 10 и фиг. 11). Вспомогательные плоскости ΩE1 и ΩE2 описываются уравнениями:The auxiliary planes Ω E1 and Ω E2 are constructed , orthogonal to the electric field vectors
Figure 00000053
and
Figure 00000054
and passing through the KTOAS centers at time instants t 1 and t 2 , which are in turn aligned with the beginning of DSC O 1 X 1 Y 1 Z 1 and O 2 X 2 Y 2 Z 2, respectively (see Fig. 10 and Fig. 11 ) The auxiliary planes Ω E1 and Ω E2 are described by the equations:

Figure 00000055
Figure 00000055

Figure 00000056
Figure 00000056

Для измерения ортогональных компонент вектора напряженности магнитного поля

Figure 00000057
в заявленном способе используют часть КТОАС, состоящую из трех ортогональных рамочных антенн АЭ 7, 8 и 9 (см. фиг. 6).To measure the orthogonal components of the magnetic field vector
Figure 00000057
in the claimed method, a part of KTOAS is used, consisting of three orthogonal loop antennas AE 7, 8 and 9 (see Fig. 6).

Векторная сумма ортогональных компонент напряженностей магнитного поля Hx1, Hy1, Hz1, измеренных на АЭ 7, 8 и 9 КТОАС соответственно в момент времени t1 составляет вектор напряженности магнитного поля

Figure 00000058
(см. фиг. 7).The vector sum of the orthogonal components of the magnetic field strengths H x1 , H y1 , H z1 , measured on AEC 7, 8 and 9 KTOAS, respectively, at time t 1 is the magnetic field vector
Figure 00000058
(see Fig. 7).

Аналогично, векторная сумма ортогональных компонент напряженностей магнитного поля Hx2, Hy2, Hz2, измеренных на АЭ 7, 8 и 9 КТОАС соответственно в момент времени t2 составляет вектор напряженности магнитного поля

Figure 00000059
Similarly, the vector sum of the orthogonal components of the magnetic field strengths H x2 , H y2 , H z2 measured on AEC 7, 8 and 9 KTOAS, respectively, at time t 2 is the magnetic field vector
Figure 00000059

На фиг. 9 представлены временные диаграммы ортогональных компонент Нх, Ну, Hz, принятого в общем случае эллиптически поляризованного аналогового радиосигнала на АЭ 7, 8 и 9 КТОАС соответственно. В моменты времени t1 и t2 измеряют и запоминают значения компонент Нх1, Ну1, Hz1 и Hx2, Hy2, Hz2 с помощью АЭ 7, 8 и 9 КТОАС соответственно.In FIG. Figure 9 shows the time diagrams of the orthogonal components H x , H y , H z , adopted in the general case of an elliptically polarized analog radio signal on AEC 7, 8, and 9 KTOAS, respectively. At time t 1 and t 2 measure and remember the values of the components H x1 , N y1 , H z1 and H x2 , H y2 , H z2 using AE 7, 8 and 9 KTOAS, respectively.

Строят вспомогательные плоскости ΩH1 и ΩH2, ортогональные векторам напряженности электрического поля

Figure 00000060
и
Figure 00000061
и проходящие через центры КТОАС в моменты времени t1 и t2, которые совмещены в свою очередь с началами ДСК O1X1Y1Z1 и O2X2Y2Z2 соответственно (см. фиг. 10 и фиг. 11). Вспомогательные плоскости ΩH1 и ΩH2 описываются уравнениями:Construct auxiliary planes Ω H1 and Ω H2 , orthogonal to the electric field vectors
Figure 00000060
and
Figure 00000061
and passing through the KTOAS centers at time instants t 1 and t 2 , which are in turn aligned with the beginning of DSC O 1 X 1 Y 1 Z 1 and O 2 X 2 Y 2 Z 2, respectively (see Fig. 10 and Fig. 11 ) The auxiliary planes Ω H1 and Ω H2 are described by the equations:

Figure 00000062
Figure 00000062

Figure 00000063
Figure 00000063

Строят линию положения ИРИ

Figure 00000064
на пересечении плоскостей ΩE1 и ΩH1. Алгебраически такое построение соответствует решению системы уравнении (1)и(3):Build a line of Iran
Figure 00000064
at the intersection of the planes Ω E1 and Ω H1 . Algebraically, such a construction corresponds to the solution of the system to equations (1) and (3):

Figure 00000065
Figure 00000065

Аналогично строят линию положения ИРИ

Figure 00000021
на пересечении плоскостей ΩE2 и ΩH2. Алгебраически такое построение соответствует решению системы уравнении (2) и (4):Similarly, the Iranian position line is built.
Figure 00000021
at the intersection of the planes Ω E2 and Ω H2 . Algebraically, such a construction corresponds to the solution of the system to equation (2) and (4):

Figure 00000066
Figure 00000066

Вычисляют координаты точки пересечения линий положения ИРИ

Figure 00000067
и
Figure 00000068
решая систему уравнений (1), (2), (3) и (4):The coordinates of the point of intersection of the lines of position of the Iran
Figure 00000067
and
Figure 00000068
solving the system of equations (1), (2), (3) and (4):

Figure 00000069
Figure 00000069

Решением данной системы будут координаты точки пересечения линий положения ИРИ

Figure 00000067
и
Figure 00000070
Полученные координаты принимают в качестве координат ИРИ.The solution to this system will be the coordinates of the intersection point of the Iranian position lines
Figure 00000067
and
Figure 00000070
The resulting coordinates are taken as the coordinates of the IRI.

Реализация заявленного способа преимущественно целесообразна при размещении КТОАС на подвижном объекте, в частности на ЛА. При этом необходимо с высокой точностью определять координаты ЛА и углы ориентации ЛА.The implementation of the inventive method is mainly advisable when placing KTOAS on a moving object, in particular on an aircraft. In this case, it is necessary to accurately determine the coordinates of the aircraft and the orientation angles of the aircraft.

Совместное имитационное моделирование заявленного способа определения координат источника радиоизлучений с борта летательного аппарата и способа прототипа показало повышение точности определения координат ИРИ на 5…15% (в зависимости от высоты ИРИ над поверхностью Земли), в условиях априорной неопределенности относительно поляризационных и пространственных параметров радиосигналов, шумов и помех, когда налагаются ограничения на габаритные размеры пеленгаторной антенной системы, что указывает на возможность достижения указанного технического результата.Joint simulation of the claimed method for determining the coordinates of the source of radio emissions from the aircraft and the prototype method showed an increase in the accuracy of determining the coordinates of the IRI by 5 ... 15% (depending on the height of the IRI above the Earth's surface), under conditions of a priori uncertainty regarding the polarization and spatial parameters of radio signals, noise and interference when restrictions are imposed on the overall dimensions of the direction-finding antenna system, which indicates the possibility of achieving the specified t to technical result.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1. Волков Р.В., Саяпин В.Н., Севидов В.В. Способ определения местоположения пользовательского терминала с использованием двух спутников-ретрансляторов. Патент RU №2605457, опубл. 20.12.2016 Бюл. №35.1. Volkov RV, Sayapin VN, Sevidov VV A method for determining the location of a user terminal using two satellite transponders. Patent RU №2605457, publ. 12/20/2016 Bull. Number 35.

2. Агиевич С.Н., Дворников С.В., Земсков Д.С., Севидов В.В., Федоренко И.В. Способ определения координат источника радиоизлучения с использованием летательного аппарата. Патент RU №2644580, опубл. 13.02.2018 Бюл. №5.2. Agievich S.N., Dvornikov S.V., Zemskov D.S., Sevidov V.V., Fedorenko I.V. A method for determining the coordinates of a radio source using an aircraft. Patent RU No. 2644580, publ. 02/13/2018 Bull. No. 5.

3. Богдановский С.В., Гайдин А.П., Клишин А.В., Симонов А.Н. Способ определения координат источника радиоизлучений с борта летательного аппарата Патент RUS №2619915, опубл. 19.05.2017 Бюл. №14.3. Bogdanovsky S.V., Gaidin A.P., Klishin A.V., Simonov A.N. The method of determining the coordinates of the source of radio emissions from the aircraft Patent RUS No. 2619915, publ. 05/19/2017 Bull. No. 14.

Claims (1)

Способ определения координат источника радиоизлучения (ИРИ) с борта летательного аппарата с использованием триортогональной антенной системы (ТОАС), заключающийся в том, что выбирают декартову систему координат (ДСК) O3X3Y3Z3 для производства измерений и расчетов, размещают измерительную аппаратуру, оснащенную ТОАС, на летательном аппарате, который перемещают в пространстве, измеряют координаты центров ТОАС O1 и O2 и углы ориентации ТОАС в моменты времени t1 и t2, выбирают дополнительные ДСК O1X1Y1Z1 и O2X2Y2Z2 для производства измерений и расчетов с учетом координат центров ТОАС и углов ориентации ТОАС в моменты времени t1 и t2, измеряют в моменты времени t1 и t2 с помощью ТОАС ортогональные компоненты Ех1, Ey1, Ez1 и Ех2, Ey2, Ez2 векторов напряженности электрического поля
Figure 00000071
и
Figure 00000072
принятого аналогового радиосигнала, определяют ориентацию векторов напряженности электрического поля
Figure 00000073
и
Figure 00000074
в ДСК O1X1Y1Z1 и O2X2Y2Z2 соответственно путем векторного сложения ортогональных компонент Ех1, Ey1, Ez1 и Ех2, Ey2, Ez2, строят вспомогательные плоскости ΩE1 и ΩE2 так, чтобы они были перпендикулярны векторам
Figure 00000075
и
Figure 00000076
соответственно и проходили через начала координат O1 и О2, вычисляют координаты ИРИ с учетом вспомогательных плоскостей ΩE1 и ΩE2, отличающийся тем, что в качестве ТОАС используют комбинированную триортогональную антенную систему (КТОАС), состоящую из трех антенных элементов (АЭ) в виде несимметричных вибраторов штыревого типа и трех рамочных АЭ, а в моменты времени t1 и t2 дополнительно измеряют с помощью трех рамочных АЭ ортогональные компоненты Нх1, Ну1, Hz1 и Нх2, Hy2, Hz2 векторов напряженностей магнитного поля
Figure 00000077
и
Figure 00000078
принятых аналоговых радиосигналов, определяют ориентацию векторов
Figure 00000077
и
Figure 00000078
в ДСК O1X1Y1Z1 и O2X2Y2Z2 соответственно путем векторного сложения ортогональных компонент Нх1, Ну1, Hz1 и Нх2, Hy2, Hz2, строят вспомогательные плоскости ΩH1 и ΩH2 так, чтобы они были перпендикулярны векторам
Figure 00000079
и
Figure 00000080
и проходили через начала координат O1 и О2, строят линии положения ИРИ
Figure 00000081
и
Figure 00000082
на пересечении вспомогательных плоскостей ΩE1 и ΩH1 и ΩE2 и ΩH2 соответственно, вычисляют координат ИРИ в точке пересечения линий положения ИРИ
Figure 00000083
и
Figure 00000084
A method for determining the coordinates of a radio emission source (IRI) from an aircraft using a triorthogonal antenna system (TOAS), which consists in choosing a Cartesian coordinate system (DSC) O 3 X 3 Y 3 Z 3 for making measurements and calculations, and placing measuring equipment equipped with TOAC, on the aircraft, which is moved in space, measure the coordinates of the TOAC centers O 1 and O 2 and the TOAC orientation angles at time t 1 and t 2 , select additional DSC O 1 X 1 Y 1 Z 1 and O 2 X 2 Y 2 Z 2 for the production of measurements calculation based on coordinate TOAC centers and orientation angles TOAC at time instants t 1 and t 2 are measured at the time points t 1 and t 2 by TOAC orthogonal components E x1, E y1, E z1 and E x2, E y2, E z2 electric field vectors
Figure 00000071
and
Figure 00000072
received analog radio signal, determine the orientation of the electric field strength vectors
Figure 00000073
and
Figure 00000074
in the DSC, O 1 X 1 Y 1 Z 1 and O 2 X 2 Y 2 Z 2, respectively, by vector addition of the orthogonal components E x1 , E y1 , E z1 and E x2 , E y2 , E z2 , auxiliary planes Ω E1 and Ω are constructed E2 so that they are perpendicular to the vectors
Figure 00000075
and
Figure 00000076
respectively, and passed through the origin O 1 and O 2 , the coordinates of the IRI are calculated taking into account the auxiliary planes Ω E1 and Ω E2 , characterized in that the combined triorthogonal antenna system (KTOAS) consisting of three antenna elements (AE) in in the form of asymmetric pin-type vibrators and three frame AEs, and at times t 1 and t 2, the orthogonal components H x1 , H y1 , H z1 and H x2 , H y2 , H z2 of the magnetic field strength vectors are additionally measured using three frame AEs
Figure 00000077
and
Figure 00000078
received analog radio signals, determine the orientation of the vectors
Figure 00000077
and
Figure 00000078
in the DSC, O 1 X 1 Y 1 Z 1 and O 2 X 2 Y 2 Z 2, respectively, by vector addition of the orthogonal components H x1 , H y1 , H z1 and H x2 , H y2 , H z2 , auxiliary planes Ω H1 and Ω are constructed H2 so that they are perpendicular to the vectors
Figure 00000079
and
Figure 00000080
and passed through the origin O 1 and O 2 , build a line of position of Iran
Figure 00000081
and
Figure 00000082
at the intersection of the auxiliary planes Ω E1 and Ω H1 and Ω E2 and Ω H2, respectively, calculate the coordinates of the IRI at the intersection of the lines of position of the IRI
Figure 00000083
and
Figure 00000084
RU2019110518A 2019-04-09 2019-04-09 Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system RU2714502C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019110518A RU2714502C1 (en) 2019-04-09 2019-04-09 Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019110518A RU2714502C1 (en) 2019-04-09 2019-04-09 Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2714502C1 true RU2714502C1 (en) 2020-02-18

Family

ID=69626144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019110518A RU2714502C1 (en) 2019-04-09 2019-04-09 Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2714502C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741074C1 (en) * 2020-07-23 2021-01-22 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal loop antenna system
RU2741068C1 (en) * 2020-07-28 2021-01-22 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a combined tri-orthogonal antenna system
RU2741072C1 (en) * 2020-07-27 2021-01-22 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal dipole antenna system
RU2822686C1 (en) * 2023-10-30 2024-07-11 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 of determining coordinates of radio-frequency source from aircraft using tri-orthogonal dipole antenna system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4533100A (en) * 1981-04-03 1985-08-06 R.E.O.S.C. (Recherches Et Etudes D'optique Et De Sciences Connexes) Mounting device for supporting a component, especially a mirror or an antenna reflector in a spacecraft
WO2007054724A2 (en) * 2005-11-11 2007-05-18 Innovision Research & Technology Plc Location information system
US7579988B2 (en) * 2006-06-27 2009-08-25 Sony Corporation Method, device and system for determining direction of arrival of signal
EP2209016A1 (en) * 2009-01-20 2010-07-21 Alcatel Lucent Localization method for mobile stations, receiver station and vehicle thereof
RU2619915C1 (en) * 2016-06-22 2017-05-19 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method for determining the source of radio emissions coordinate from the aircraft
RU2638177C1 (en) * 2016-06-29 2017-12-12 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method for determining source of radio emissions coordinate from aircraft
RU2649097C1 (en) * 2016-11-28 2018-03-29 Игорь Валерьевич Демичев Triorthogonal antenna
RU2659184C1 (en) * 2017-01-10 2018-06-28 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) Composite electrically small loop radiator with mirror symmetry of quartic and the receiving triorthogonal antenna system of hf range on its basis

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4533100A (en) * 1981-04-03 1985-08-06 R.E.O.S.C. (Recherches Et Etudes D'optique Et De Sciences Connexes) Mounting device for supporting a component, especially a mirror or an antenna reflector in a spacecraft
WO2007054724A2 (en) * 2005-11-11 2007-05-18 Innovision Research & Technology Plc Location information system
US7579988B2 (en) * 2006-06-27 2009-08-25 Sony Corporation Method, device and system for determining direction of arrival of signal
EP2209016A1 (en) * 2009-01-20 2010-07-21 Alcatel Lucent Localization method for mobile stations, receiver station and vehicle thereof
RU2619915C1 (en) * 2016-06-22 2017-05-19 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method for determining the source of radio emissions coordinate from the aircraft
RU2638177C1 (en) * 2016-06-29 2017-12-12 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method for determining source of radio emissions coordinate from aircraft
RU2649097C1 (en) * 2016-11-28 2018-03-29 Игорь Валерьевич Демичев Triorthogonal antenna
RU2659184C1 (en) * 2017-01-10 2018-06-28 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) Composite electrically small loop radiator with mirror symmetry of quartic and the receiving triorthogonal antenna system of hf range on its basis

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741074C1 (en) * 2020-07-23 2021-01-22 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal loop antenna system
RU2741072C1 (en) * 2020-07-27 2021-01-22 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal dipole antenna system
RU2741068C1 (en) * 2020-07-28 2021-01-22 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a combined tri-orthogonal antenna system
RU2822686C1 (en) * 2023-10-30 2024-07-11 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 of determining coordinates of radio-frequency source from aircraft using tri-orthogonal dipole antenna system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2709607C1 (en) Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system
RU2714502C1 (en) Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system
US4996533A (en) Single station radar ocean surface current mapper
RU2624449C1 (en) Method of polarisation deprecition of radiosignals
WO2011002934A1 (en) Self calibrating conformal phased array
US6407702B1 (en) Method and system for obtaining direction of an electromagnetic wave
RU2393498C2 (en) Method of polarisation sensitive radio signal direction finding (versions)
Xu et al. Holographic radio interferometry for target tracking in dense multipath indoor environments
RU2510038C2 (en) Ranging-differential-ranging method for determining coordinates of radio-frequency radiation sources and apparatus realising said method
JP7276447B2 (en) Receiving device, and radar device, vehicle and communication system provided with same
RU2643513C1 (en) Single-position method for determining coordinates of radio-frequency source location
US6583755B2 (en) Method and apparatus for locating a terrestrial transmitter from a satellite
RU2702102C1 (en) Method for polarization direction finding of radio signals using a tri-orthogonal antenna system
JP2003133835A (en) Ionozonde apparatus
RU2822686C1 (en) Method of determining coordinates of radio-frequency source from aircraft using tri-orthogonal dipole antenna system
RU2741072C1 (en) Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal dipole antenna system
RU2741068C1 (en) Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a combined tri-orthogonal antenna system
RU2534220C1 (en) Apparatus for determining motion parameters of object
RU2325666C2 (en) Differential-range technique of locating radio-frequency radiation source
Kelner et al. The empirical verification of the location method based on the Doppler effect
RU2741074C1 (en) Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal loop antenna system
RU2824445C1 (en) Method of determining coordinates of radio-frequency source from aircraft using tri-orthogonal frame antenna system
RU2668566C2 (en) One-position multiplicative difference-relative method for determining of radio frequencies sources location coordinates
RU2651587C1 (en) Multiplicative difference-relative method for determination of coordinates of position of pulsed radio-frequency source
RU2713866C1 (en) Method for polarization direction finding of radio signals using a tri-orthogonal antenna system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210410