RU2731682C1 - Способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения - Google Patents

Способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения Download PDF

Info

Publication number
RU2731682C1
RU2731682C1 RU2020105725A RU2020105725A RU2731682C1 RU 2731682 C1 RU2731682 C1 RU 2731682C1 RU 2020105725 A RU2020105725 A RU 2020105725A RU 2020105725 A RU2020105725 A RU 2020105725A RU 2731682 C1 RU2731682 C1 RU 2731682C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bearing
iri
coordinates
point
bearings
Prior art date
Application number
RU2020105725A
Other languages
English (en)
Inventor
Михаил Леонидович Артемов
Олег Владимирович Афанасьев
Дмитрий Иванович Воропаев
Михаил Павлович Сличенко
Екатерина Сергеевна Артемова
Original Assignee
Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
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 "Концерн "Созвездие" filed Critical Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2020105725A priority Critical patent/RU2731682C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2731682C1 publication Critical patent/RU2731682C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • 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
    • 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

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в одно- и многопозиционных системах воздушного радиомониторинга для повышения эффективности отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения (ИРИ). Технический результат – повышение вероятности правильного отождествления пеленгов к одному и тому же наземному ИРИ и точности определения координат ИРИ. Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе обеспечивается учет как ошибок пеленгования ИРИ, так и ошибок при определении координат ИРИ триангуляционным способом за счет использования при отождествлении эллиптической доверительной области, параметры ориентации которой и значения полуосей эллипса определяются текущими параметрами расположения опорных точек пеленгования и ИРИ, а также заданной требуемой доверительной вероятностью отождествления и в общем случае различными по величине среднеквадратическими ошибками пеленгования. 5 ил.

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в одно- и многопозиционных системах воздушного радиомониторинга для повышения эффективности отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения (ИРИ).
Повышение вероятности правильного отождествления пеленгов к одному и тому же ИРИ и точности определения координат ИРИ обеспечивается за счет определения с заданной вероятностью координат положения, параметров ориентации и величин полуосей текущей доверительной области (ДО) эллиптической формы, принадлежности текущего измеренного пеленга к данному ИРИ и определению результирующих координат ИРИ в масштабе времени, близком к реальному.
Известный способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения по координатной информации рассматривается в [Мельников Ю.П., Попов С.В. Радиотехническая разведка. – М.:Радиотехника, 2008] включающий:
1. Пеленгование наземного неподвижного ИРИ из точек
Figure 00000001
 (i-я точка) для определения пеленгов по азимуту
Figure 00000002
, где
Figure 00000003
,
Figure 00000004
 – база пеленгования;
2. Нахождение опорных пеленгов, исходя из условия
Figure 00000005
, где
Figure 00000006
–угол пересечения двух пеленгов;
3. Нахождение координат
Figure 00000007
 точки пересечения опорных пеленгов;
4. Построение доверительной области (ДО). Радиус
Figure 00000008
 вычисляют по формуле
Figure 00000009
,
где
Figure 00000010
-дальность до ИРИ по лини траверза,
Figure 00000011
- среднеквадратическая ошибка измерения пеленгов;
5. Определение по известным координатам точки измерения пеленга, вычисленному R доi и оценочным значениям координат ИРИ углового размера ДО (сектора) по формуле
Figure 00000012
,
где
Figure 00000013
, (
Figure 00000014
) - угол наклона первой (второй) касательной к доверительной области из i-й точки пеленгования, в пределах которого происходит попадание в нее пеленга, измеренного из текущей точки пеленгования;
6. Проверка условия попадания пеленга на ИРИ из текущей точки пеленгования в пределы сектора
Figure 00000015
≤
Figure 00000016
≤
Figure 00000017
;
7. Отождествление пеленга, удовлетворяющего указанному условию, с ИРИ.
Наиболее близким к предлагаемому является способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения [Михеев В.А., Васильев А.В., Тетеруков А.Г., Кашевский П.А., Тупчиенко И.Н. Адаптивный способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения и система для его реализации, Патент РФ №2686481, G01S 5/04 ], принятый за прототип.
Способ-прототип включает выполнение следующих действий.
1. Пеленгование наземного неподвижного ИРИ из точек x i для определения пеленгов по азимуту αi, где
Figure 00000003
,
Figure 00000004
 – база пеленгования. Запоминание значений пеленгов и координат точек пеленгования (координат x i, y i ЛА в момент измерения первого пеленга).
2. Определение опорных пеленгов исходя из условия:
Figure 00000018
,
где
Figure 00000006
 – угол пересечения двух пеленгов;
3. Нахождение опорных координат ИРИ как точки их пересечения по формулам
, (1)
. (2)
где L12 – расстояние между 1-й и 2-й опорными точками нахождения ЛА в момент пеленгования, α1оп и α2оп - опорные пеленги на ИРИ из 1-й и 2-й опорных точек измерения соответственно.
4. Определение центра и радиуса ДО, а также вычисления оценочных значений дальностей до ИРИ из текущих точек пеленгования по формуле:
, (3)
где
Figure 00000019
 – расстояние от центра ДО до точки истинного МП ИРИ,
Figure 00000020
 – среднеквадратическая ошибка измерения пеленгов, D – дальность до ИРИ из точки пеленгования.
При значении Рдов мп=0,9, выражение для расчета R доi будет иметь вид:
, (4)
где D i – дальность до ИРИ из текущей (i-й) точки пеленгования,
Figure 00000003
.
5. Отождествление ранее поступивших и очередных (вновь полученных) пеленгов с ИРИ, включающий следующие операции:
- вычисление по известным координатам точки измерения пеленга, оценочным (опорным) значениям МП ИРИ и
Figure 00000021
 по формуле (4) радиуса доверительной области R доi для текущей точки пеленгования;
- определение по известным координатам точки измерения пеленга, вычисленному R доi и оценочным значениям координат ИРИ углового размера ДО (сектора)
Figure 00000022
, где
Figure 00000023
, (
Figure 00000024
) – угол наклона первой (второй) касательной к ДО из i-й точки пеленгования, в пределах которого происходит попадание в нее пеленга, измеренного из текущей точки пеленгования;
- проверку условия попадания пеленга на ИРИ из текущей точки пеленгования в пределы сектора
Figure 00000023
≤
Figure 00000016
≤
Figure 00000024
;
- отождествление пеленга, удовлетворяющего указанному условию, с ИРИ.
Недостатки способа-прототипа заключаются в следующем:
1. Используемая в прототипе доверительная область представляется в виде окружности с радиусом, вычисляемым по формуле (3), исходя из требуемой доверительной вероятности Р дов, ошибки измерения пеленгов и дальности до ИРИ из точки пеленгования. Однако результат определения координат ИРИ из опорных точек содержит ошибку, вследствие которой положение центра используемой в прототипе ДО носит случайных характер. В общем случае ДО имеет форму эллипса, параметры ориентации и величины полуосей которого зависят как от требуемой доверительной вероятности Р дов и среднеквадратических ошибок пеленгования, так и от взаимного расположения опорных точек пеленгования и ИРИ. Представление ДО в форме окружности является приближением, степень адекватности которого в зависимости от точности пеленгования и параметров взаимного расположения точек пеленгования и ИРИ может быть различным. Это приводит к ошибке в определении углового размера ДО (сектора), при попадании в пределы которого пеленга из текущей точки пеленгования принимается решение о принадлежности текущего измеренного пеленга к данному ИРИ. Возможны также ситуации, когда при использовании способа-прототипа круговой доверительной области луч пеленга ее не пересекает, т.е. пеленг не будет отождествлен с ИРИ, однако при использовании более корректной эллиптической ДО пересечение обеспечивается и отождествление произойдет. Указанные недостатки прототипа определяют снижение вероятности правильного определения принадлежности текущего измеренного пеленга к данному ИРИ, и в целом, приводят к снижению точности и достоверности определения координат ИРИ.
2. Среднеквадратические ошибки измерения пеленгов из различных точек (и, следовательно, в различные моменты времени) считаются одинаковыми. Как справедливо отмечено в прототипе, объективная необходимость использования координатной информации для отождествления пеленгов с ИРИ обусловлена свойством ее инвариантности к изменению радиотехнических параметров (в частности, частотно-временных параметров радиосигнала). В общем случае, при изменении частоты спектральных компонент излучения радиосигнала (например, при пеленговании ИРИ, работающего в режиме перестройки рабочей частоты) следует учитывать частотную зависимость точности пеленгования, обусловленную изменением характеристик направленности антенной системы обнаружителя-пеленгатора в рабочем диапазоне частот. Так как частота радиосигнала, принимаемого в различных точках траектории полета ЛА, в общем случае может быть различной для одного и того же ИРИ, то использование одинакового значения среднеквадратической ошибки пеленгования в различных точках пеленгования может приводить к снижению достоверности определения параметров зоны ДО и вероятности правильного определения принадлежности текущего измеренного пеленга к данному ИРИ и, как следствие, к снижению точности и достоверности определения координат ИРИ.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение эффективности отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения в системах воздушного радиомониторинга.
Для решения поставленной задачи в способе пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения (ИРИ), заключающемся в пеленговании наземного неподвижного ИРИ из i-й точек для определения пеленгов по азимуту αi, где
Figure 00000003
,
Figure 00000004
 – база пеленгования, запоминании значений пеленгов и координат точек пеленгования – координат x i, y i летательного аппарата в момент измерения первого пеленга, определении опорных пеленгов, нахождении опорных координат ИРИ как точки пересечения опорных пеленгов, вычислении доверительной области (ДО) ошибок координат местоположения ИРИ, имеющую вид окружности, с центром в точке предполагаемых координат местоположения ИРИ, определении углового размера ДО – сектора,
Figure 00000022
, где
Figure 00000023
, (
Figure 00000024
) – угол наклона первой или второй касательной к ДО из i-й точки пеленгования, в пределах углового размера происходит попадание в него пеленга, измеренного из текущей точки пеленгования, проверке условия попадания пеленга на ИРИ из текущей точки пеленгования в пределы сектора, отождествлении пеленга, удовлетворяющего указанному условию, с ИРИ, отличающийся тем, что определяют эллипс ошибок координат местоположения ИРИ с центром в точке (
Figure 00000025
,
Figure 00000026
) опорных координат ИРИ, с ориентацией и полуосями, определяемыми требуемой вероятностью
Figure 00000027
 попадания истинных координат ИРИ
Figure 00000028
 в пределы эллипса по формуле
Figure 00000029
где число k определяет размеры эллипсоида в соответствии с равенством:
Figure 00000030
Figure 00000031
 – матрица корреляции оценок координат ИРИ триангуляционным способом,
Figure 00000032
 – матрица производных измеренных пеленгов по координатам ИРИ x и y с элементами
Figure 00000033
,
Figure 00000034
,
Figure 00000035
 – порядковый номер опорной точки пеленгования,
Figure 00000036
.
Figure 00000037
 – координаты опорных точек пеленгования,
Figure 00000038
 – диагональная матрица корреляции оценок пеленгов на ИРИ из опорных точек,
Figure 00000039
,
Figure 00000040
 – среднеквадратические ошибки измерения пеленгов в опорных точках,
Figure 00000041
 – дальность от опорных точек пеленгования до ИРИ;
определяют координаты (
Figure 00000042
,
Figure 00000043
), (
Figure 00000044
,
Figure 00000045
) точек касания лучей из текущей i-ой точки пеленгования по формулам:
где
Figure 00000046
,
Figure 00000047
,
, ,
Figure 00000048
,
Figure 00000049
,
Figure 00000050
,
Figure 00000051
 – радиус-вектор i-ой точки пеленгования,
Figure 00000052
 – радиус-вектор опорных координат ИРИ, совпадающий с центром эллипса;
проверяют условие попадания пеленга в i-ой точке пеленгования на ИРИ в пределы сектора
Figure 00000053
где
Figure 00000054
 – поправка границ углового размера ДО, учитывающая ошибку пеленгования ИРИ со среднеквадратической ошибкой равной
Figure 00000055
, определяемой требуемой вероятностью
Figure 00000056
.
Предлагаемый способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения осуществляется следующим образом.
Летательный аппарат, оснащенный средством радиомониторинга (СРМ), осуществляет прямолинейный полет по заданному маршруту (фиг. 1). В процессе полета бортовая СРМ последовательно осуществляет пеленгование наземного неподвижного ИРИ из точек x i для определения пеленгов по азимуту αi, где
Figure 00000003
,
Figure 00000004
 – база пеленгования.
После измерения первого пеленга производится запоминание его значения и координат точки пеленгования (координат x i, y i ЛА в момент измерения первого пеленга). При поступлении второго пеленга его значение и координаты соответствующей ему точки пеленгования также запоминаются. Затем выполняется вычисление угла пересечения первого и второго пеленгов
Figure 00000057
 и проверка удовлетворения значения данного угла условию 30°<γ=γоп<120°, где γоп – угол пересечения опорных пеленгов.
Если параметры первого и второго пеленгов не соответствуют данному условию, то этой же процедуре подвергаются очередные (вновь полученные) пеленги до тех пор, пока угол пересечения текущего пеленга с первым не попадет в указанный диапазон.
После попадания угла γ в указанный диапазон углов пересечения, оба пеленга считаются опорными, и производится оценка опорных координат ИРИ как точки их пересечения. Оценочные координаты местоположения ИРИ будем считать центром эллипса ошибок координат местоположения ИРИ. Ориентация и характеристики полуосей определяются матрицей
Figure 00000058
 корреляции оценок координат ИРИ квадратичной формы и требуемой вероятностью попадания истинных координат в пределы эллипса. После определения ДО, вычисляем координаты точек касания лучей опорных пеленгов границ эллипса доверительной области.
Далее по известным координатам точки измерения пеленга, оценочным значениям координат ИРИ и координатам точек касания лучей опорных пеленгов границ эллипса ДО определяется угловой размер доверительной области (сектор)
Figure 00000059
, где
Figure 00000023
, (
Figure 00000024
) – угол наклона первой (второй) касательной к ДО из i-й точки пеленгования с поправкой
Figure 00000060
, в пределах которого происходит попадание в нее пеленга, измеренного из текущей точки пеленгования. В случае выполнения условия попадания пеленга на ИРИ из текущей точки пеленгования в пределы сектора
Figure 00000053
, где
Figure 00000054
 – поправка границ углового размера ДО, пеленг отождествляется с ИРИ.
Применение предлагаемого способа в специальном программном обеспечении систем радиомониторинга позволяет повысить показатели эффективности отождествления пеленгов с наземными ИРИ.
Предлагаемый способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения предполагает выполнение следующих процедур.
1. Пеленгование наземного неподвижного ИРИ из точек x i для определения пеленгов по азимуту αi, где
Figure 00000003
,
Figure 00000004
 – база пеленгования. Запоминание значений пеленгов и координат точек пеленгования (координат x i, y i ЛА в момент измерения первого пеленга).
2. Определение опорных пеленгов
Figure 00000061
 исходя из условия:
Figure 00000018
,
где
Figure 00000062
 – угол пересечения двух опорных пеленгов;
3. Нахождение опорных координат ИРИ как точки пересечения опорных пеленгов по формулам
(1)
(2)
где L12 – расстояние между 1-й и 2-й опорными точками нахождения ЛА в момент пеленгования, α1оп и α2оп – опорные пеленги на ИРИ из 1-й и 2-й опорных точек измерения соответственно.
4. Определение эллипса ошибок координат местоположения ИРИ с центром в точке (
Figure 00000025
,
Figure 00000026
) опорных координат ИРИ и ориентацией и полуосями, которые определяются матрицей
Figure 00000058
 корреляции оценок координат ИРИ и требуемой вероятностью
Figure 00000027
 попадания истинных координат ИРИ
Figure 00000028
в пределы эллипса.
Вероятность попадания истинных координат ИРИ
Figure 00000028
 в пределы эллипса определяется формулой
(5)
где число k определяет размеры эллипсоида в соответствии с равенством:
Figure 00000063
Figure 00000058
 – матрица корреляции оценок координат ИРИ триангуляционным способом:
(6)
Figure 00000032
 – матрица производных измеренных пеленгов по координатам ИРИ x и y с элементами
Figure 00000033
,
Figure 00000064
;
Figure 00000035
 – порядковый номер опорной точки пеленгования;
Figure 00000036
.
Figure 00000037
 – координаты опорных точек пеленгования;
Figure 00000038
 – диагональная матрица корреляции оценок пеленгов на ИРИ в опорных точках;
Figure 00000039
,
Figure 00000040
 – среднеквадратическая ошибка измерения пеленгов в опорных точках,
Figure 00000041
 – дальность от опорной точки пеленгования до ИРИ.
4. Определение координат (
Figure 00000042
,
Figure 00000043
), (
Figure 00000044
,
Figure 00000045
) точек касания лучей из текущей i-ой точки пеленгования по формулам:
(7)
где
Figure 00000046
,
Figure 00000047
;
Figure 00000065
Figure 00000066
Figure 00000048
;
Figure 00000067
Figure 00000068
Figure 00000051
 – радиус-вектор i-ой точки пеленгования,
Figure 00000052
 – радиус-вектор опорных координат ИРИ, совпадающий с центром эллипса;
4. Определение (по известным координатам i-ой точки пеленгования, опорным координатам ИРИ и координатам точек касания с эллипсом лучей из текущей i-ой точки пеленгования) углового размера ДО (сектора)
Figure 00000059
, где
Figure 00000023
, (
Figure 00000024
) – угол наклона первой (второй) касательной к ДО из текущей i-ой точки пеленгования;
5. Проверку условия попадания пеленга в i-ой точке пеленгования на ИРИ в пределы сектора
(8)
где
Figure 00000054
 – поправка границ углового размера ДО, учитывающая ошибку пеленгования ИРИ со среднеквадратической ошибкой равной
Figure 00000055
 по заданной вероятности
(9)
из i-ой текущей точки с отождествлением пеленга с ИРИ в случае выполнения условия и формированием списка отождествленных с ИРИ пеленгов и соответствующих им координат точек пеленгования
Figure 00000069
.
Предлагаемый способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения лишен перечисленных выше недостатков прототипа, а именно:
1. В предлагаемом способе обеспечивается учет как ошибок пеленгования ИРИ, так и ошибок при определении координат ИРИ триангуляционным способом за счет использования при отождествлении эллиптической ДО, параметры ориентации и величины полуосей которой зависят как от требуемой доверительной вероятности Р дов и среднеквадратических ошибок пеленгования, так и от взаимного расположения опорных точек пеленгования и ИРИ.
2. Решение об отождествлении пеленга с наземным ИРИ осуществляется в случае попадания пеленга в i-ой точке пеленгования в пределы углового сектора
Figure 00000070
где
Figure 00000071
 – поправка границ углового размера ДО, учитывающая ошибку пеленгования ИРИ из i-ой текущей точки с СКО равной
Figure 00000055
.
3. Предлагаемый способ работоспособен, если среднеквадратические ошибки измерения пеленгов из различных точек
Figure 00000055
 (и, следовательно, в различные моменты времени) различны. Так как частота радиосигнала, принимаемого в различных точках траектории полета ЛА, в общем случае может быть различной для одного и того же ИРИ, то использование предлагаемого способа в сравнении с прототипом позволяет повысить достоверность определения параметров зоны ДО и вероятности правильного определения принадлежности текущего измеренного пеленга к данному ИРИ и, как следствие, повысить точность и достоверность определения координат ИРИ.
Блок-схема устройства (обнаружителя-пеленгатора) для реализации предлагаемого способа представлена на фиг. 2, где обозначено:
Блок-схема устройства (обнаружителя-пеленгатора) для реализации предлагаемого способа представлена на фиг. 2, где обозначено:
1 – бортовой пеленгатор (БП) для измерения пеленгов по азимуту
Figure 00000002
 на ИРИ;
2 – навигационная система (НС) для определения
Figure 00000001
 летательного аппарата;
3, 8 – первое и второе устройства запоминания (УЗ);
4, 6 – первый и второй вычислители;
5, 7 – первое и второе устройства сравнения (УС).
Устройство содержит бортовой пеленгатор 1, навигационную систему 2, выходы которых соединены с первым и вторым входом первого устройства запоминания 3 соответственно. Выход первого устройства запоминания 3 через последовательно соединенные первый вычислитель 4, первое устройство сравнения 5, второй вычислитель 6 и второе устройство сравнения 7 с входом второго устройства запоминания 8.
Устройство для реализации заявляемого способа работает следующим образом.
Сигналы от наземного ИРИ поступают на вход бортового пеленгатора 1, измеряющего пеленги по азимуту
Figure 00000002
 на ИРИ, которые с выхода бортового пеленгатора 1 подаются на один вход первого устройства запоминания 3. Одновременно с выхода навигационной системы 2 на другой вход первого УЗ 3 подаются значения координат точек пеленгования
Figure 00000001
. После измерения первого пеленга в первом УЗ 3 производится запоминание его значения и координат точки пеленгования. При поступлении на вход первого УЗ 3 второго пеленга и координат соответствующей ему точки пеленгования, значения пеленга и координат запоминаются УЗ 3. Далее значения
Figure 00000002
,
Figure 00000001
, относящиеся к первому и второму пеленгам, поступают на вход первого вычислителя 4, которое выполняет вычисление угла
Figure 00000072
 и далее в первом УС 5 проводится проверка выполнения условия
Figure 00000073
.
Если это условие не выполняется, то система продолжает работать в режиме ожидания поступления очередного пеленга с выхода БП 1. После поступления на вход УЗ 3 вновь полученного (очередного) пеленга его параметры запоминаются, затем подаются на вход первого вычислителя 4, которое выполняет вышеперечисленные операции.
В случае попадания угла
Figure 00000074
 в указанный диапазон углов пересечения, соответствующие два пеленга считаются опорными. Значения опорных пеленгов
Figure 00000075
 и соответствующих им координат точек пеленгования
Figure 00000076
 с выхода первого УС 5 подаются на вход второго устройства вычисления 6, которое вычисляет опорные координаты
Figure 00000007
 ИРИ по формулам (1, 2), а так же параметры эллипса, определяющиеся по формулам (5 – 7), угловой размер доверительной области по формуле (8), поправку границ углового размера ДО
Figure 00000077
, учитывающую ошибку пеленгования ИРИ со среднеквадратической ошибкой равной
Figure 00000055
 по заданной вероятности согласно формуле (9).
Далее с выхода второго УВ 6 на вход второго УС 7 поступают значения углового размера с значением поправки. По этим данным второе УС 7 реализует проверку попадания текущих пеленгов в пределы сектора. Во втором УЗ 8 формируется список отождествленных с ИРИ пеленгов и соответствующих им координат точек пеленгования
Figure 00000078
 в интересах потребителей.
Результаты моделирования предлагаемого способа. Моделирование предлагаемого способа пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения и способа-прототипа проведено в программе Matchad. На фиг. 3а приведены результаты определения опорных координат ИРИ по 1000 реализациям несмещенных гауссовских пеленгов с СКО 1 градус. Координаты опорных точек пеленгования (0, -7) и (0, 3), координаты ИРИ (15, 0). Угол между опорными пеленгами
Figure 00000079
 =36,3 градуса. На фиг. 3б представлена увеличенная вокруг ИРИ координатная область и эллипс ДО, построенный при числе k=3, что соответствует вероятности (5) нахождения ИРИ внутри ДО 0,99. Видно, что данному распределению координат соответствует не круговая, а эллиптическая ДО, причем оси эллипса отклонены от осей координат, что обусловлено несимметричной взаимным расположением ИРИ и опорных точек пеленгования. Таким образом, в общем случае ДО имеет форму эллипса с размерами, определяемыми доверительной вероятностью, и ориентацией эллипса относительно осей координат, определяемой взаимным расположением ИРИ и опорных точек пеленгования.
С целью проверки работоспособности и анализа показателей эффективности предлагаемого способа и прототипа в случае, когда СКО пеленгования изменяется по величине, проведено статистическое моделирование следующей ситуации (фиг. 4). Координаты опорных точек пеленгования (0, -7) и (0, 3), координаты ИРИ (15, 0), координаты текущей точки пеленгования (0, 5). СКО пеленгования в опорных точках одинакова и равна 1 градусу. В текущей точке СКО пеленгования изменяется от 1 до 2,5 градусов. Размеры эллипса соответствовали доверительной вероятности 0,998. Поправка границ углового размера ДО составляла равной
Figure 00000080
 пеленгования (
Figure 00000081
).
На фиг. 5 представлена зависимость вероятности правильного отождествления пеленгов к ИРИ предлагаемым способом от отношения СКО пеленгования в текущей точке к СКО пеленгования в опорных точках. Пунктиром обозначена вероятность правильного отождествления пеленгов к ИРИ, соответствующая прототипу. Видно, что увеличение СКО пеленгования в текущей точке вероятность правильного отождествления пеленгов к ИРИ уменьшается. Ввиду того, что ДО прототипа определяется по величине СКО пеленгования в опорных точках, увеличение СКО с 1 до 2.5 градусов приводит к снижению вероятности отождествления с 0,97 до 0,63. При этом вероятность отождествления пеленгов к ИРИ предлагаемым способом уменьшается незначительно, менее чем на 0,05.
Таким образом, результаты моделирования подтверждают наличие преимуществ предлагаемого способа относительно прототипа по величине вероятности правильного отождествления пеленгов к ИРИ, в части более корректного описания формы и параметров доверительной области, а также в условиях изменения точности пеленгования ИРИ в процессе движения. Перечисленные преимущества обеспечивают повышение эффективности отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения в системах воздушного радиомониторинга.
Достигаемый технический результат – повышение вероятности правильного отождествления пеленгов к одному и тому же наземному ИРИ и точности определения координат ИРИ.
Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе обеспечивается учет как ошибок пеленгования ИРИ, так и ошибок при определении координат ИРИ триангуляционным способом за счет использования при отождествлении эллиптической доверительной области, параметры ориентации которой и значения полуосей эллипса определяются текущими параметрами расположения опорных точек пеленгования и ИРИ, а также заданной требуемой доверительной вероятностью отождествления и в общем случае различными по величине среднеквадратическими ошибками пеленгования.

Claims (24)

  1. Способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения (ИРИ), заключающийся в пеленговании наземного неподвижного ИРИ из i-й точки для определения пеленгов по азимуту αi, где
    Figure 00000082
    ,
    Figure 00000083
     – база пеленгования, запоминании значений пеленгов и координат точек пеленгования – координат x i, y i летательного аппарата в момент измерения первого пеленга, определении опорных пеленгов, нахождении опорных координат ИРИ как точки пересечения опорных пеленгов, вычислении доверительной области (ДО) ошибок координат местоположения ИРИ, имеющей вид окружности с центром в точке предполагаемых координат местоположения ИРИ, определении углового размера ДО – сектора,
    Figure 00000084
    , где
    Figure 00000085
    , (
    Figure 00000086
    ) – угол наклона первой или второй касательной к ДО из i-й точки пеленгования, в пределах углового размера происходит попадание в него пеленга, измеренного из текущей точки пеленгования, проверке условия попадания пеленга на ИРИ из текущей точки пеленгования в пределы сектора, отождествлении пеленга, удовлетворяющего указанному условию, с ИРИ, отличающийся тем, что определяют эллипс ошибок координат местоположения ИРИ с центром в точке (
    Figure 00000087
    ,
    Figure 00000088
    ) опорных координат ИРИ, с ориентацией и полуосями, определяемыми требуемой вероятностью
    Figure 00000089
     попадания истинных координат ИРИ
    Figure 00000090
     в пределы эллипса по формуле
  2. Figure 00000091
  3. где число k определяет размеры эллипсоида в соответствии с равенством:
  4. Figure 00000092
  5. Figure 00000093
     – матрица корреляции оценок координат ИРИ триангуляционным способом,
  6. Figure 00000094
     – матрица производных измеренных пеленгов по координатам ИРИ x и y с элементами
    Figure 00000095
    ,
    Figure 00000096
    ,
  7. Figure 00000097
     – порядковый номер опорной точки пеленгования,
  8. Figure 00000098
    .
    Figure 00000099
     – координаты опорных точек пеленгования,
  9. Figure 00000100
     – диагональная матрица корреляции оценок пеленгов на ИРИ из опорных точек,
  10. Figure 00000101
    ,
    Figure 00000102
     – среднеквадратические ошибки измерения пеленгов в опорных точках,
  11. Figure 00000103
     – дальность от опорных точек пеленгования до ИРИ;
  12. определяют координаты (
    Figure 00000104
    ,
    Figure 00000105
    ), (
    Figure 00000106
    ,
    Figure 00000107
    ) точек касания лучей из текущей i-й точки пеленгования по формулам
  13.
  14. где
    Figure 00000108
    ,
    Figure 00000109
    ,
  15. , ,
  16. Figure 00000110
    ,
  17. Figure 00000111
    ,
  18. Figure 00000112
    ,
  19. Figure 00000113
     – радиус-вектор i-ой точки пеленгования,
  20. Figure 00000114
     – радиус-вектор опорных координат ИРИ, совпадающий с центром эллипса;
  21. проверяют условие попадания пеленга в i-ой точке пеленгования на ИРИ в пределы сектора
  22. Figure 00000115
  23. где
    Figure 00000116
     – поправка границ углового размера ДО, учитывающая ошибку пеленгования ИРИ со среднеквадратической ошибкой равной
    Figure 00000117
    , определяемой требуемой вероятностью
  24. Figure 00000118
    .
RU2020105725A 2020-02-06 2020-02-06 Способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения RU2731682C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105725A RU2731682C1 (ru) 2020-02-06 2020-02-06 Способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105725A RU2731682C1 (ru) 2020-02-06 2020-02-06 Способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2731682C1 true RU2731682C1 (ru) 2020-09-07

Family

ID=72421866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020105725A RU2731682C1 (ru) 2020-02-06 2020-02-06 Способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2731682C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752795C1 (ru) * 2020-11-16 2021-08-06 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Способ определения координат наземной цели радиолокационной системой, состоящей из приемника-пеленгатора и многолучевого передатчика
RU2799498C1 (ru) * 2022-09-16 2023-07-05 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Способ комплексирования пеленга и координат источника радиоизлучения

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2214748A (en) * 1988-01-22 1989-09-06 Marconi Gec Ltd Bearing measurement
US6329947B2 (en) * 1999-10-12 2001-12-11 Mark D. Smith System for processing directional signals
JP2003194907A (ja) * 2001-12-28 2003-07-09 Mitsubishi Electric Corp 電波源の位置標定装置およびその位置標定方法
JP2010266228A (ja) * 2009-05-12 2010-11-25 Mitsubishi Electric Corp 電波発射源標定装置
RU2458358C1 (ru) * 2011-01-12 2012-08-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Угломерно-корреляционный способ определения местоположения наземных источников радиоизлучения
US8963775B2 (en) * 2009-10-05 2015-02-24 Bae Systems Plc Tracking radio signal sources
RU2610150C1 (ru) * 2016-03-29 2017-02-08 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ определения координат наземного источника радиоизлучения при радиопеленговании с борта летательного аппарата
RU2659808C1 (ru) * 2017-07-05 2018-07-04 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Способ и устройство определения координат источника радиоизлучения
RU2686481C1 (ru) * 2018-03-15 2019-04-29 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" Адаптивный способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения и система для его реализации
RU2695642C1 (ru) * 2018-12-26 2019-07-25 Ао "Иркос" Способ определения местоположения наземного источника радиоизлучения
RU2696095C1 (ru) * 2019-02-20 2019-07-31 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Способ двухмерного моноимпульсного пеленгования источников радиоизлучений

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2214748A (en) * 1988-01-22 1989-09-06 Marconi Gec Ltd Bearing measurement
US6329947B2 (en) * 1999-10-12 2001-12-11 Mark D. Smith System for processing directional signals
JP2003194907A (ja) * 2001-12-28 2003-07-09 Mitsubishi Electric Corp 電波源の位置標定装置およびその位置標定方法
JP2010266228A (ja) * 2009-05-12 2010-11-25 Mitsubishi Electric Corp 電波発射源標定装置
US8963775B2 (en) * 2009-10-05 2015-02-24 Bae Systems Plc Tracking radio signal sources
RU2458358C1 (ru) * 2011-01-12 2012-08-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Угломерно-корреляционный способ определения местоположения наземных источников радиоизлучения
RU2610150C1 (ru) * 2016-03-29 2017-02-08 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ определения координат наземного источника радиоизлучения при радиопеленговании с борта летательного аппарата
RU2659808C1 (ru) * 2017-07-05 2018-07-04 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Способ и устройство определения координат источника радиоизлучения
RU2686481C1 (ru) * 2018-03-15 2019-04-29 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" Адаптивный способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения и система для его реализации
RU2695642C1 (ru) * 2018-12-26 2019-07-25 Ао "Иркос" Способ определения местоположения наземного источника радиоизлучения
RU2696095C1 (ru) * 2019-02-20 2019-07-31 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Способ двухмерного моноимпульсного пеленгования источников радиоизлучений

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752795C1 (ru) * 2020-11-16 2021-08-06 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Способ определения координат наземной цели радиолокационной системой, состоящей из приемника-пеленгатора и многолучевого передатчика
RU2799498C1 (ru) * 2022-09-16 2023-07-05 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Способ комплексирования пеленга и координат источника радиоизлучения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106054134A (zh) 一种基于tdoa的快速定位方法
Will et al. The membership degree min-max localization algorithm
Mimoune et al. Evaluation and improvement of localization algorithms based on UWB pozyx system
US20060063537A1 (en) Method and apparatus for determining position of mobile communication terminal
WO2022214002A1 (zh) 室内定位方法和室内定位装置
US20160182164A1 (en) Signal Strength Distribution Establishing Method and Wireless Positioning System
RU2731682C1 (ru) Способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения
CN107205226B (zh) 基于信道分类的室内定位跟踪方法及系统
Ryzhikov et al. Measurement of angular coordinates of point targets in the onboard weather navigation radar based on a multi-channel phased antenna array with an assimetic pattern
Ayabakan et al. RSSI-based indoor positioning via adaptive federated Kalman filter
US9939516B2 (en) Determining location and orientation of directional transceivers
RU2686481C1 (ru) Адаптивный способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения и система для его реализации
RU2638177C1 (ru) Способ определения координат источника радиоизлучений с борта летательного аппарата по двум азимутальным пеленгам
JP2011133165A (ja) パッシブ型飛しょう体飛しょう制御装置および制御方法
RU2713193C1 (ru) Способ межпозиционного отождествления результатов измерений и определения координат воздушных целей в многопозиционной радиолокационной системе
Zhou et al. Optimal location method of spontaneous data fusion based on TDOA/AOA
CN113534130B (zh) 基于视线角度的多站雷达多目标数据关联方法
Gu et al. The effect of ground truth accuracy on the evaluation of localization systems
CN113985376B (zh) 一种雷达综合显控激励系统
CN115840192A (zh) 一种基于空间估计谱置信度估计的室内定位方法
CN115835374A (zh) 确定移动设备的位置的方法和定位引擎
RU109869U1 (ru) Устройство для определения параметров движения цели
KR101001612B1 (ko) 탐색레이더에서의 정밀 표적탐지방법
Liang et al. Application of Taylor-Chan algorithm based on TDOA in sound source location
RU2253126C1 (ru) Способ отождествления пеленгов источников радиоизлучений в угломерных двухпозиционных пассивных радиолокационных системах