RU2718618C1 - Способ определения по измеренным относительным дальностям координат источника радиоизлучения - Google Patents

Способ определения по измеренным относительным дальностям координат источника радиоизлучения Download PDF

Info

Publication number
RU2718618C1
RU2718618C1 RU2019137985A RU2019137985A RU2718618C1 RU 2718618 C1 RU2718618 C1 RU 2718618C1 RU 2019137985 A RU2019137985 A RU 2019137985A RU 2019137985 A RU2019137985 A RU 2019137985A RU 2718618 C1 RU2718618 C1 RU 2718618C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radio
quadrature components
components
digital quadrature
given
Prior art date
Application number
RU2019137985A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Петрович Панов
Виктор Владимирович Приходько
Original Assignee
Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро (АО "НРТБ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро (АО "НРТБ") filed Critical Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро (АО "НРТБ")
Priority to RU2019137985A priority Critical patent/RU2718618C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2718618C1 publication Critical patent/RU2718618C1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/46—Indirect determination of position data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/46—Indirect determination of position data
    • G01S13/48—Indirect determination of position data using multiple beams at emission or reception
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • 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
    • G01S13/522—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves
    • G01S13/524—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi
    • G01S13/5242—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi with means for platform motion or scan motion compensation, e.g. airborne MTI
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться для определения пространственных координат (ПК) источника радиоизлучения (ИР), находящегося на стационарном или подвижном объекте. Достигаемый технический результат - обеспечение однозначного определения ПК ИР. Указанный результат достигается за счет того, что на объекте синхронизированно формируют и передают радиосигнал в виде трех компонент, каждая из которых является гармоническим колебанием с заданной частотой. На каждой станции синхронизированно квадратурно принимают передаваемый с объекта радиосигнал. Потактно с заданными частотой дискретизации и количеством тактов в цикле формируют его цифровые квадратурные компоненты (ЦКК). По сформированным ЦКК формируют потактно заданным образом последующие три пары квадратурных компонент (КК), соответствующих компонентам передаваемого сигнала. Затем из них формируют три пары квадратурных компонент посредством суммирования каждой из полученных КК соответствующей пары. С использованием полученных КК формируют приведенные в способе параметры и по сформированным параметрам определяют временные задержки. Временные задержки передают в единый центр приема и обработки радиосигналов, где их корректируют, исключая известные в центре временные сдвиги, возникающие при приеме радиосигналов и их обработке на станциях. По скорректированным временным задержкам и при выполнении заданных условий однозначно определяют относительные дальности до ИР от антенн станций. По относительным дальностям однозначно определяют пространственные координаты ИР.

Description

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для определения пространственных координат фазового центра (ФЦ) антенны источника радиоизлучения (ИР), находящегося на передающем радиосигналы объекте, в том числе подвижном, и управления его движением в зоне навигации. Радиосигнал формирует и передает источник радиоизлучения. Его принимают системой стационарных наземных станций с заданными координатами ФЦ их антенн, передают результаты принятых и обработанных на станциях радиосигналов в единый центр приема и обработки и в нем определяют пространственные координаты ФЦ антенны ИР по измеренным относительным дальностям. Реализация способа позволит, в том числе, упростить соответствующие системы позиционирования, обеспечить точность и однозначность измерения координат ФЦ антенны ИР.
Известны способы определения координат ИР, основанные на применении угломерных, дальномерных, разностно и суммарно-дальномерных и комбинированных методов определения местоположения объекта с амплитудными, временными, частотными, фазовыми и импульсно-фазовыми методами измерения параметров радиосигнала (Патенты РФ №№2115137, 2213979, 2258242, 2264598, 2309420, 2325666, 2363117, 2371737, 2378660, 2430385, 2439617, 2506605, 2507529, 2510518, 2539968, 2558640, 2559813, 2567114, 2568104, 2572589, 2584976, 2597007, 2598000, 2599984, 2602506, 2617711, 2617448, 2620359, 2653506, 2657237; Патенты США №№9423502 В2, 9465099 В2, 9485629 В2, 9488735 В2, 9661604 В1, 9681267 В2, 2016/0327630 А1. 2016/0330584 А1, 2016/0337933 А1; Основы испытаний летательных аппаратов/ Е.И. Кринецкий и др. Под ред. Е.И. Кринецкого. - М.: Машиностр., 1979, с. 64-89; Радиотехнические системы/Ю.М. Казаринов и др. Под ред. Ю.М. Казаринова. - М.: ИЦ «Академия», 2008, с. 7, 17-18, п.п. 7.1-7.4, гл. 10.; Мельников Ю.П., Попов С.В. Радиотехническая разведка. Методы оценки эффективности местоопределения источников излучения. - М.; «Радиотехника», 2008, гл. 5; Кинкулькин И.Е. и др. Фазовый метод определения координат. - М.: Сов. радио, 1979, с. 10-11, 97-100). Известные способы имеют те или иные недостатки, например, необходимость механического перемещения антенной системы, невозможность однозначного определения координат объекта, необходимость априорной информации о местоположении объекта, необходимость общей синхронизации передающих и принимающих радиосигналы радиотехнических объектов, не учитывают влияние на результат отражения радиоволн, например, от земли, не исключают случайные фазы гетеродинов, имеют недостаточные быстродействие и точность.
По критерию минимальной достаточности наиболее близким является способ определения координат ИР по патенту RU №2646595.
Преимуществом заявляемого способа определения координат ФЦ антенны ИР по сравнению с известными способами является обеспечение однозначного определения пространственных координат ФЦ антенны ИР. Это достигается тем, что на объекте синхронизировано формируют и передают радиосигнал в виде трех компонент, каждая из которых является гармоническим колебанием с заданной частотой. На каждой станции синхронизировано квадратурно принимают передаваемый с объекта радиосигнал. Потактно с заданными частотой дискретизации и количеством тактов в цикле формируют цифровые квадратурные компоненты (ЦКК). По сформированным ЦКК формируют три пары цифровых квадратурных компонент (К), соответствующих компонентам передаваемых радиосигналов. Затем формируют три пары цифровых квадратурных компонент посредством суммирования каждой из полученных К соответствующей пары. С использованием полученных таким образом цифровых квадратурных компонент формируют приведенные в способе параметры и по сформированным параметрам определяют временные задержки. Временные задержки передают в единый центр приема и обработки радиосигналов, где их корректируют, исключая известные в центре временные сдвиги, возникающие при приеме радиосигналов и их обработке на станциях. По скорректированным временным задержкам и при выполнении заданных в способе условий однозначно определяют относительные дальности до ФЦ антенны ИР от ФЦ антенн станций. И по относительным дальностям однозначно определяют пространственные координаты ФЦ антенны ИР.
Для достижения указанного технического результата в соответствии с настоящим изобретением в способе определения по измеренным относительным дальностям координат источника радиоизлучения, находящегося на передающем радиосигналы объекте, в том числе подвижном, передаваемые им радиосигналы принимают системой, состоящей из n-тых упорядоченно пронумерованных наземных станций, где индекс n изменяется от 1 до N и N≥4, с известными в заданной трехмерной декартовой системе координатами фазовых центров их антенн, а на объекте синхронизировано формируют и передают радиосигнал в виде трех компонент, каждая из которых является гармоническим колебанием с соответственно заданной частотой Fi=F0+(i-1)ΔF, где индекс i изменяется от 1 до 3, F0 - заданная частота, ΔF - заданный интервал между соседними i-тыми частотами, упомянутый радиосигнал синхронизировано квадратурно принимают на каждой наземной n-той станции, при этом либо осуществляют перенос его спектра посредством сдвига на частоту гетеродина, либо его не осуществляют, потактно с заданной частотой дискретизации dƒ на каждом j-ом такте, где индекс j изменяется от 0 до заданного в цикле количества тактов J, формируют соответствующие ему цифровые квадратурные компоненты In,j и Qn,j, по сформированным цифровым квадратурным компонентам формируют три пары цифровых квадратурных компонент xIn,j,i и xQn,j,i, соответствующих i-тым компонентам передаваемых радиосигналов, принимаемых на n-тых станциях, в соответствии с выражениями
Figure 00000001
где ICj,i=cos (2π jƒi / dƒ), QSj,i=sin (2π jfi / dƒ), ƒI - соответственно, либо частоты, полученные из упомянутых частот Fi посредством сдвига на частоту гетеродина при указанном переносе спектра, либо частоты, равные Fi в противном случае, а
Figure 00000002
где s - заданное число, для сформированных таким образом трех пар цифровых квадратурных компонент формируют путем суммирования каждой из полученных цифровых квадратурных компонент соответствующей пары три пары цифровых квадратурных компонент в соответствии с выражением
Figure 00000003
для каждого принимаемого на n-той станции сигнала последовательно с использованием ранее сформированных цифровых квадратурных компонент формируют параметры
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
где a tan2(x, y) равно величине угла (в радианах), образованного осью х и прямой, содержащей начало (0, 0) и точку (х, у), в интервале от -π до π, исключая (-π),
Figure 00000010
по сформированным таким образом параметрам определяют временные задержки dtn в соответствии с выражением
Figure 00000011
Где sing(х) равно 0, если х=0, равно 1, если х>0, и равно -1, если х<0, передают значения dtn в единый центр приема и обработки радиосигналов по соответствующим n-тым линиям связи, в нем корректируют dtn, исключая из них известные в центре временные сдвиги, возникающие при приеме радиосигналов и их обработке на станциях, по скорректированным временным задержкам однозначно с учетом скорости распространения радиосигнала определяют относительные дальности до фазового центра антенны источника радиоизлучения от указанных фазовых центров антенн станций dn при условии, что расстояние между фазовыми центрами антенн станций для любой пары из N станций, отнесенное к скорости распространения радиосигнала и увеличенное на абсолютную величину разности известных в центре упомянутых временных сдвигов, не должно превышать значение периода Т, равного 1/ΔF, и по относительным дальностям однозначно определяют пространственные координаты фазового центра антенны источника радиоизлучения, указанный цикл последовательных действий повторяют.
Совокупность всех признаков позволяет определить пространственные координаты ФЦ антенны ИР с достижением указанного технического результата.
В существующем уровне техники не выявлено источников информации, которые содержали бы сведения о способах того же назначения с указанной совокупностью признаков. Ниже изобретение описано более детально.
Сущность способа заключается в следующем.
Источник радиоизлучения находится на передающем радиосигналы объекте, в том числе подвижном. Радиосигнал принимают системой, состоящей из n-тых упорядоченно пронумерованных наземных станций, где индекс n изменяется от 1 до N и N≥4,с известными в заданной трехмерной декартовой системе координатами ФЦ их антенн.
На объекте синхронизировано формируют и передают радиосигнал в виде трех компонент, каждая из которых является гармоническим колебанием с соответственно заданной частотой Fi=F0+(i-1)ΔF, где индекс i изменяется от 1 до 3, F0 - заданная частота, ΔF - заданный интервал между соседними i-тыми частотами. Этот радиосигнал синхронизировано квадратурно принимают на каждой наземной n-той станции. При этом либо осуществляют перенос его спектра посредством сдвига на частоту гетеродина, либо его не осуществляют (в зависимости от располагаемой при реализации способа элементной базы и используемого частотного диапазона). Затем потактно с заданной частотой дискретизации dƒ на каждом j-том такте, где индекс j изменяется от 0 до заданного в цикле количества тактов J, формируют соответствующие ему цифровые квадратурные компоненты (ЦКК) In,j и Qn,j. По сформированным ЦКК формируют три пары квадратурных компонент xIn,j,i и xQn,j,i, соответствующих i-тым компонентам передаваемых сигналов, принимаемых на n-тых станциях, в соответствии с выражениями (1), в которых р(j) - функция Гаусса с математическим ожиданием
Figure 00000012
и среднеквадратическим отклонением (СКО)
Figure 00000013
заданное число s позволяет изменять СКО. Для сформированных таким образом трех пар цифровых квадратурных компонент формируют (путем суммирования по j каждой из полученных цифровых квадратурных компонент соответствующей пары) три пары цифровых квадратурных компонент в соответствии с выражением (2). Для каждого принимаемого на n-той станции радиосигнала последовательно с использованием ранее сформированных цифровых квадратурных компонент (2) формируют параметры (3). По сформированным таким образом параметрам (3) определяют временные задержки dtn в соответствии с выражением (4). Значения dtn передают в единый центр (ЕЦ) приема и обработки радиосигналов по соответствующим n-тым линиям связи (электрическим, оптическим и др.). В ЕЦ корректируют dtn, исключая из них известные в ЕЦ временные сдвиги, возникающие при приеме радиосигналов и их обработке на станциях. Если эти временные сдвиги одинаковые, то их можно не учитывать. По скорректированным временным задержкам однозначно с учетом скорости распространения радиосигнала определяют относительные дальности до ФЦ антенны ИР от указанных ФЦ антенн станций dn. При этом должно быть выполнено условие, что расстояние между ФЦ антенн станций для любой пары из N станций, отнесенное к скорости распространения радиосигнала и увеличенное на абсолютную величину разности известных в ЕЦ упомянутых временных сдвигов, не должно превышать значение периода Т, равного 1/ΔF. Далее по относительным дальностям однозначно определяют пространственные координаты ФЦ антенны ИР. Указанный цикл (с количеством тактов J) последовательных действий повторяют.
В принципе, хотя это и не обязательно, значения величин ΔF, dƒ, J могут быть заданы таким образом, чтобы отношение продолжительности цикла, равной J/dƒ, к упомянутому периоду Т было целым числом. В этой ситуации определенные относительные задержки, например, для покоящегося объекта от цикла к циклу не будут изменяться во времени. Если это условие не выполняется, тогда каждая из относительных дальностей смещается на одну и ту же величину, что не влияет на точность определения координат по относительным дальностям. В принципе, можно после каждого цикла центрировать относительные дальности посредством исключения из каждой полученной в цикле относительной дальности среднего значения всех относительных дальностей, полученных в цикле, тогда относительные задержки, например, для покоящегося объекта также не будут изменяться во времени.
Представление квадратурных компонент в цифровом виде дает определенное преимущество при решении задачи за счет простоты ее программной реализации. Кроме того, входящие в выражение (1) параметры IСj,i, QSj,i и р(j) могут быть вычислены заранее по заданным значениям ƒi, dƒ м J, что вычислительно упрощает формирование соответствующих квадратур и существенно сокращает объем вычислений.
В качестве метода определения пространственных координат ФЦ антенны ИР по измеренным относительным дальностям до него можно использовать любой из известных методов, например, из защищенных патентами RU (№№2530231, 2530239, 2530240, 2624463, 2640032) или из защищенных международными заявками в системе РСТ (WO/2015/012737, WO/2015/012733, WO/2015/012734) или из опубликованных в статьях автора (Алгоритм определения пространственных координат объекта по относительным дальностям до него // Нелинейный мир. 2015. №5. С. 38-41; Итерационный алгоритм определения пространственных координат объекта // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2016. Т. 14. №7. С. 64-69).
Способ может найти применение для построения навигационно-посадочной системы. Перечислим основные достоинства способа:
- обеспечивает однозначное определение пространственных координат ФЦ антенны ИР,
- между ИР и совокупностью принимающих станций не требуется общая синхронизация,
- исключает влияние отраженных, например, от земли, сигналов,
- позволяет исключить случайные фазы гетеродина передатчика и гетеродинов приемников,
- существенно упрощает прием и обработку радиосигналов,
- сигналы, заданные в аналитическом виде, проще формировать и преобразовывать, благодаря, в том числе, этому повышается точность измерений,
- обеспечивает возможность производить измерения с использованием существующей элементной базы, программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) и микропроцессорной техники.
Результативность и эффективность использования заявляемого способа состоит в том, что он может быть применен на практике для развития и совершенствования радиотехнических систем определения координат ИР, и в других приложениях. Способ позволяет однозначно определять координаты с большой точностью и более просто по сравнению с известными способами.
Таким образом, заявляемый способ обеспечивает появление новых свойств, не достигаемых в аналогах. Проведенный анализ позволил установить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию «новизны».
Также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения действий на достижение указанного результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Таким образом, заявленное изобретение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень», а также критерию «промышленная применимость».

Claims (21)

  1. Способ определения по измеренным относительным дальностям координат источника радиоизлучения, находящегося на передающем радиосигналы объекте, в том числе подвижном, при котором передаваемые им радиосигналы принимают системой, состоящей из n-х упорядоченно пронумерованных наземных станций, где индекс n изменяется от 1 до N и N≥4, с известными в заданной трехмерной декартовой системе координатами фазовых центров их антенн, а на объекте синхронизированно формируют и передают радиосигнал в виде трех компонент, каждая из которых является гармоническим колебанием с соответственно заданной частотой Fi=F0+(i-1)ΔF, где индекс i изменяется от 1 до 3, F0 - заданная частота, ΔF - заданный интервал между соседними i-ми частотами, упомянутый радиосигнал синхронизированно квадратурно принимают на каждой наземной n-й станции, при этом либо осуществляют перенос его спектра посредством сдвига на частоту гетеродина, либо его не осуществляют, потактно с заданной частотой дискретизации dƒ на каждом j-м такте, где индекс j изменяется от 0 до заданного в цикле количества тактов J, формируют соответствующие ему цифровые квадратурные компоненты In,j и Qn,j, по сформированным цифровым квадратурным компонентам формируют три пары цифровых квадратурных компонент xIn,j,i и xQn,j,i, соответствующих i-м компонентам передаваемых радиосигналов, принимаемых на n-х станциях, в соответствии с выражениями
  2. xIn,j,i=(In,jICj,i+Qn,jQSj,i)p(j),
  3. xQn,j,i=(Qn,jICj,i-In,jQSj,i)p(j),
  4. где ICj,i=cos (2π jƒi / dƒ), QSj,i=sin(2π jƒi / dƒ), ƒ - соответственно либо частоты, полученные из упомянутых частот Fi посредством сдвига на частоту гетеродина при указанном переносе спектра, либо частоты, равные Fi в противном случае, а
    Figure 00000014
    где s - заданное число, для сформированных таким образом трех пар цифровых квадратурных компонент формируют путем суммирования каждой из полученных цифровых квадратурных компонент соответствующей пары три пары цифровых квадратурных компонент в соответствии с выражением
  5. Figure 00000015
  6. для каждого принимаемого на n-й станции сигнала последовательно с использованием ранее сформированных цифровых квадратурных компонент формируют параметры
  7. Figure 00000016
  8. Figure 00000017
  9. Figure 00000018
  10. Figure 00000019
  11. Figure 00000020
  12. Figure 00000021
  13. где atan2(x,y) равно величине угла (в радианах), образованного осью х и прямой, содержащей начало (0, 0) и точку (х, у), в интервале от -π до π, исключая (-π),
    Figure 00000022
  14. Figure 00000023
  15. Figure 00000024
  16. Figure 00000025
  17. y1n=c3n-c2n, y2n=c2n-c1n
  18. st1n=|x11ny1n-x12ny2n|, st2n=|x21ny1n-x22ny2n|,
  19. по сформированным таким образом параметрам определяют временные задержки dtn в соответствии с выражением
  20. dtn=0.5[(1- sign (stln-st2n)) t1n+(l+sign (st1n-st2n)) t2n],
  21. где sign(x) равно 0, если x=0, равно 1, если x>0, и равно -1, если х<0, передают значения dtn в единый центр приема и обработки радиосигналов по соответствующим n-м линиям связи, в нем корректируют dtn, исключая из них известные в центре временные сдвиги, возникающие при приеме радиосигналов и их обработке на станциях, по скорректированным временным задержкам однозначно с учетом скорости распространения радиосигнала определяют относительные дальности до фазового центра антенны источника радиоизлучения от указанных фазовых центров антенн станций dn при условии, что расстояние между фазовыми центрами антенн станций для любой пары из N станций, отнесенное к скорости распространения радиосигнала и увеличенное на абсолютную величину разности известных в центре упомянутых временных сдвигов, не должно превышать значение периода Т, равного 1/ΔF, и по относительным дальностям однозначно определяют пространственные координаты фазового центра антенны источника радиоизлучения, указанный цикл последовательных действий повторяют.
RU2019137985A 2019-11-25 2019-11-25 Способ определения по измеренным относительным дальностям координат источника радиоизлучения RU2718618C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137985A RU2718618C1 (ru) 2019-11-25 2019-11-25 Способ определения по измеренным относительным дальностям координат источника радиоизлучения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137985A RU2718618C1 (ru) 2019-11-25 2019-11-25 Способ определения по измеренным относительным дальностям координат источника радиоизлучения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2718618C1 true RU2718618C1 (ru) 2020-04-09

Family

ID=70156616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019137985A RU2718618C1 (ru) 2019-11-25 2019-11-25 Способ определения по измеренным относительным дальностям координат источника радиоизлучения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2718618C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2790348C1 (ru) * 2021-12-14 2023-02-16 Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" Разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998029756A1 (en) * 1997-01-02 1998-07-09 Raytheon Company Digital direction finding receiver
US7002510B1 (en) * 1987-01-28 2006-02-21 Raytheon Company Method and apparatus for air-to-air aircraft ranging
JP2009229393A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Fujitsu Ltd 無線測位システム及び無線測位方法
US8862157B2 (en) * 2009-04-10 2014-10-14 Lg Electronics Inc. Method for determining position of user equipment and apparatus for performing same in wireless mobile communication system
RU2594759C1 (ru) * 2015-10-28 2016-08-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Способ и устройство определения координат источника радиоизлучения
RU2646595C1 (ru) * 2017-07-25 2018-03-06 Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") Способ определения координат источника радиоизлучения
RU2647496C1 (ru) * 2017-07-25 2018-03-16 Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") Способ определения координат объекта
RU2649411C1 (ru) * 2016-12-21 2018-04-03 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) Способ измерения параметров движения летательного аппарата в фазовых угломерно-дальномерных системах и устройство его реализующее
RU2695807C1 (ru) * 2019-01-23 2019-07-29 Акционерное общество "Национальное Радио Техническое Бюро" (АО "НРТБ") Способ определения координат движущегося объекта по дальностям

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7002510B1 (en) * 1987-01-28 2006-02-21 Raytheon Company Method and apparatus for air-to-air aircraft ranging
WO1998029756A1 (en) * 1997-01-02 1998-07-09 Raytheon Company Digital direction finding receiver
JP2009229393A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Fujitsu Ltd 無線測位システム及び無線測位方法
US8862157B2 (en) * 2009-04-10 2014-10-14 Lg Electronics Inc. Method for determining position of user equipment and apparatus for performing same in wireless mobile communication system
RU2594759C1 (ru) * 2015-10-28 2016-08-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Способ и устройство определения координат источника радиоизлучения
RU2649411C1 (ru) * 2016-12-21 2018-04-03 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) Способ измерения параметров движения летательного аппарата в фазовых угломерно-дальномерных системах и устройство его реализующее
RU2646595C1 (ru) * 2017-07-25 2018-03-06 Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") Способ определения координат источника радиоизлучения
RU2647496C1 (ru) * 2017-07-25 2018-03-16 Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") Способ определения координат объекта
RU2695807C1 (ru) * 2019-01-23 2019-07-29 Акционерное общество "Национальное Радио Техническое Бюро" (АО "НРТБ") Способ определения координат движущегося объекта по дальностям

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2790348C1 (ru) * 2021-12-14 2023-02-16 Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" Разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2718593C1 (ru) Способ определения по измеренным относительным дальностям координат объекта
RU2723986C1 (ru) Способ определения по измеренным относительным дальностям координат объекта
Zand et al. A high-accuracy phase-based ranging solution with Bluetooth Low Energy (BLE)
US20170322294A1 (en) System and method for enhanced point-to-point direction finding
CN109001675B (zh) 一种基于相位差测量距离差的定位方法
RU2695807C1 (ru) Способ определения координат движущегося объекта по дальностям
RU2647496C1 (ru) Способ определения координат объекта
RU2624457C1 (ru) Способ определения координат объекта
US20160109553A1 (en) Method for locating and positioning using broadcast fm signals and phase difference computation technique
CN105785385A (zh) 基于同步采样和多重相位测量的激光测距方法及装置
RU2248584C2 (ru) Способ местоопределения источников радиоизлучений
US11555881B2 (en) Locating method for localizing at least one object using wave-based signals and locating system
RU2687057C1 (ru) Способ определения координат движущегося объекта
RU2646595C1 (ru) Способ определения координат источника радиоизлучения
Kuptsov et al. High-precision analytical TDoA positioning algorithm for eliminating the ambiguity of coordinates determination
RU2718618C1 (ru) Способ определения по измеренным относительным дальностям координат источника радиоизлучения
RU2579983C1 (ru) Способ передачи радиосигналов
RU2742925C1 (ru) Способ определения относительных дальностей от источника радиоизлучения
RU2578750C1 (ru) Способ передачи радиосигналов
RU2722617C1 (ru) Способ определения по измеренным относительным дальностям координат источника радиоизлучения
RU2602432C1 (ru) Широкополосная фазоразностная локальная радионавигационная система
Panta et al. Distance Variation Monitoring with Wireless Two-way Interferometry (Wi-Wi).
RU2617448C1 (ru) Способ определения координат объекта
RU2743573C1 (ru) Способ определения относительных дальностей до объекта
RU2743665C1 (ru) Способ определения относительных дальностей от источника радиоизлучения