RU2734690C1 - Способ определения координат воздушной цели в многопозиционной наземной системе наблюдения Радиопередатчики-воздушная цель-приемник - Google Patents
Способ определения координат воздушной цели в многопозиционной наземной системе наблюдения Радиопередатчики-воздушная цель-приемник Download PDFInfo
- Publication number
- RU2734690C1 RU2734690C1 RU2019143788A RU2019143788A RU2734690C1 RU 2734690 C1 RU2734690 C1 RU 2734690C1 RU 2019143788 A RU2019143788 A RU 2019143788A RU 2019143788 A RU2019143788 A RU 2019143788A RU 2734690 C1 RU2734690 C1 RU 2734690C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- receiver
- air target
- coordinates
- radio transmitters
- target
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/04—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by terrestrial means
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиотехники, навигации и может быть использовано для расчета трехмерных координат воздушной цели дальномерным методом при расположении радиопередатчиков навигационных сигналов и приемника с известными координатами на равнинной местности. Техническим результатом изобретения является обеспечение определения координат воздушной цели по результатам измерений расстояний. В способе применяют многопозиционную наземную систему наблюдений радиопередатчики-воздушная цель-приемник, содержащую N радиопередатчиков навигационных сигналов при N≥4, воздушную цель и приемник, синхронизированный с радиопередатчиками, принимающий отраженные от воздушной цели сигналы, оценивающий расстояния Радиопередатчики-воздушная цель-приемник и определяющий координаты воздушной цели х, у и расстояния r0 между целью и приемником. Измерения всех расстояний радиопередатчики-воздушная цель-приемник и расчет координат цели осуществляются в одном приемнике, что не требует организации дополнительных каналов связи и дополнительного центра сбора и обработки измерительной информации. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области радиотехники, навигации и может быть использовано для расчета трехмерных координат воздушной цели дальномерным методом при расположении радиопередатчиков навигационных сигналов и приемника с известными координатами на равнинной местности.
Известен способ нахождения трехмерных координат целей [1], который может быть реализован в многопозиционных радиолокационных станциях и системах для формирования вектора состояния целей, дающий наибольшую точность при многократном повторении, последовательно приближаясь к истинному положению цели. Недостатком указанного способа является большой объем вычислений, связанный с многократным использованием последовательных приближений к истинному положению цели, что может привести к возникновению погрешностей в оценке координат.
Известен способ определения координат источника радиоизлучения в трехмерном пространстве [2]. Основой способа является измерение расстояний от источника радиоизлучения до не менее, чем 4 станций с известными координатами, размещаемых в разных точках трехмерного пространства. Данный способ не позволяет определить координаты источника (с учетом высоты) при расположении станций с известными координатами на равнинной поверхности.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ [3]. Согласно этому способу определение местоположения воздушной цели осуществляется с помощью N наземных моностатических радиолокационных станций с известными координатами xn, yn, zn, n=1, 2, … ,N, которые излучают навигационные сигналы и принимают сигналы, отраженные от воздушной цели, измеряют расстояния Rn, n=1, 2, …, N до воздушной цели. С использованием измеренных расстояний формируется система нелинейных уравнений, позволяющая определить координаты воздушной цели.
Недостатками этого способа являются потребности в:
- наличии центра сбора измеряемых расстояний и расчета координат,
- организации дополнительных каналов связи между станциями с известными координатами и центром сбора измеряемых расстояний.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков и изыскание последовательности операций, обеспечивающих определение координат воздушной цели по результатам измерений расстояний.
Технический результат достигается применением многопозиционной наземной системы наблюдения Радиопередатчики-воздушная цель-приемник, содержащей N радиопередатчиков навигационных сигналов при N≥4, воздушную цель и приемник, синхронизированный с радиопередатчиками, принимающий отраженные от воздушной цели сигналы, оценивающий расстояния Радиопередатчики-воздушная цель-приемник и определяющий координаты воздушной цели х, у и расстояния r0 между целью и приемником
Rn - расстояние вдоль пути распространения n-й радиопередатчик - воздушная цель - приемник; xn, yn, n=1, 2, …, N - координаты радиопередатчиков
при количестве радиопередатчиков N=4 координаты х, у и расстояние r0 определяются в виде
где А-1 - обратная матрица.
при количестве радиопередатчиков N>4 координаты х, у и расстояние r0 определяются в виде
Координата z воздушной цели определяется в виде
На Фиг. 1 приведена функциональная схема многопозиционной наземной системы наблюдения. Она содержит расположенные на равнинной местности N радиопередатчиков 11, 12, …, 1N, приемник 2, синхронизированный с радиопередатчиками 11, 12, …, 1N, и воздушную цель 3 с искомыми координатами х, у, z.
Способ определения координат воздушной цели 3 состоит в следующем.
Радиопередатчики 11, 12, …, 1N, излучают радионавигационные сигналы, приемник 2, синхронизированный с радиопередатчиками 11, 12, …, 1N, принимает сигналы, отраженные от воздушной цели 3, определяет расстояния вдоль траектории Радиопередатчики-воздушная цель-приемник и рассчитывает координаты воздушной цели 3. Координаты воздушной цели 3 определяются из системы уравнений, связывающих расстояния R1, R2, …, RN Радиопередатчики-воздушная цель-приемник с искомыми координатами х, у и z воздушной цели 3, известными координатами xn, yn, 0, n=1, 2, …, N радиопередатчиков 11, 12, …, 1 и координатами х0, y0, 0 приемника 2
После избавления от квадратных корней эта система принимает вид
Эта система является нелинейной. Она содержит искомые координаты х, у, z, а также неизвестное расстояние r0 в степени два. Проводится линеаризация этой системы. Вычитая из каждого i-го уравнения уравнение с номером i+1 (i=1, …, N-1) и приводя подобные члены, получается система из N-1 линейных уравнений относительно координат х, у и расстояния r0
Матричная форма этих уравнений имеет вид
где
При количестве передатчиков N=4 матрица А имеет размер 3×3, а координаты воздушной цели 3 х, у и расстояние r0 определяются в виде
где А-1 - обратная матрица.
При количестве передатчиков N>4 матрица А - прямоугольная размером (N-1)×3. В этом случае координаты воздушной цели 3 х, у и расстояние r0 определяются в виде
Координата z воздушной цели 3 определяется из равенства
Таким образом, предложенный способ позволяет определить пространственные координаты воздушной цели в многопозиционной наземной системе наблюдения Радиопередатчики-воздушная цель-приемник путем прямого решения системы уравнений, связывающей искомые координаты с расстояниями вдоль путей распространения Радиопередатчики-воздушная цель - приемник.
При этом измерения всех расстояний Радиопередатчики-воздушная цель-приемник и расчет координат цели осуществляются в одном приемнике, что не требует организации дополнительных каналов связи и дополнительного центра сбора и обработки измерительной информации.
В подтверждении работоспособности способа ниже приведен пример расчета неизвестных координат воздушной цели 3 с применением предлагаемого способа.
Исходные данные для расчета:
Координаты воздушной цели:
х=3000 м, у=3500 м, z=450 м.
Координаты приемника:
х0=3000 м, у0=3500 м.
Координаты передатчиков:
x1=1000 м, у1=1000 м;
х2=2000 м, у2=1500 м;
х3=1000 м, у3=2500 м;
x4=2000 м, у4=3000 м;
х5=2300 м, у5=3200 м;
x6=1300 м, у6=2700 м.
Измеренные расстояния:
R1=3683 м;
R2=2730,9 м;
R3=2730,9 м;
R4=1655,2 м;
R5=l334,6 м;
R6=2382 м.
Результаты расчета
Расчет матрицы А
Расчет вектора В
Расчет матрицы [АТА]-1АТ
Рассчитанные координаты воздушной цели х=3000 м, у=3500 м.
Рассчитанное расстояние r0=450 м.
Рассчитанная координата воздушной цели z=450 м.
Таким образом, рассчитанные координаты воздушной цели 3 совпадают с ее исходными координатами.
Источники информации.
1. А.В. Бычков А.В., Пелипенко И.И. Алгоритм нахождения трехмерных координат целей в многопозиционной радиолокации без пеленгации. Вестник СибГУТИ. 2015. №2. С. 93-98.
2. Патент 2643360 РФ, МПК G01S 5/12. Способ определения координат источника радиоизлучения в трехмерном пространстве / Ю.Н. Гайчук и др. (РФ); Гайчук Юрий Николаевич (РФ). - №2017110185; Заявлено 27.03.2017; Опубл. 01.02.2018, Бюл. 4. - 17 с.: 8 ил.
3. Патент 2686847. Российская Федерация, Способ расчета трехмерных координат летательного аппарата дальномерным методом при расположении станций с известными координатами на равнинной местности/ Маркин В.Г., Шуваев В.А. Красов Е.М., опубл. 0.6.05.2019. Бюл. №13.
Claims (14)
- Способ определения координат воздушной цели в многопозиционной наземной системе наблюдения Радиопередатчики-воздушная цель-приемник, содержащей N радиопередатчиков навигационных сигналов при N≥4, воздушную цель и приемник, синхронизированный с радиопередатчиками, принимающий отраженные от воздушной цели сигналы, оценивающий расстояния Радиопередатчики-воздушная цель-приемник и определяющий координаты воздушной цели х, у и расстояния r0 между целью и приемником
- где
- Rn - расстояние вдоль пути распространения n-й радиопередатчик-воздушная цель-приемник; xn, yn, n=1, 2, …, N - координаты радиопередатчиков,
- при количестве радиопередатчиков N=4 координаты х, у и расстояние r0 определяются в виде
- где А-1 - обратная матрица,
- при количестве радиопередатчиков N>4 координаты х, у и расстояние r0 определяются в виде
- при этом координата z воздушной цели определяется в виде
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019143788A RU2734690C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Способ определения координат воздушной цели в многопозиционной наземной системе наблюдения Радиопередатчики-воздушная цель-приемник |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019143788A RU2734690C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Способ определения координат воздушной цели в многопозиционной наземной системе наблюдения Радиопередатчики-воздушная цель-приемник |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2734690C1 true RU2734690C1 (ru) | 2020-10-22 |
Family
ID=72949052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019143788A RU2734690C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Способ определения координат воздушной цели в многопозиционной наземной системе наблюдения Радиопередатчики-воздушная цель-приемник |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2734690C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2810525C1 (ru) * | 2023-07-11 | 2023-12-27 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ определения плановых координат воздушной цели с помощью многопозиционной радиолокационной системы, встроенной в пространственно-распределенную систему радиопомех |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2350003A (en) * | 1999-05-14 | 2000-11-15 | Roke Manor Research | Locating transmitter |
US7098846B2 (en) * | 2002-11-15 | 2006-08-29 | Lockheed Martin Corporation | All-weather precision guidance and navigation system |
KR20140096688A (ko) * | 2013-01-29 | 2014-08-06 | 세종대학교산학협력단 | 항법위성의 배치정보를 이용한 위성항법 보강 시스템 및 위성항법 보강 방법 |
RU2529016C1 (ru) * | 2012-11-21 | 2014-09-27 | Андрей Викторович Тельный | Способ определения местоположения подвижного объекта при навигационных измерениях |
RU2584689C1 (ru) * | 2014-11-11 | 2016-05-20 | Геннадий Николаевич Майков | Многопозиционная система определения местоположения воздушных судов |
RU2686847C1 (ru) * | 2018-07-06 | 2019-05-06 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ расчета трехмерных координат летательного аппарата дальномерным методом при расположении станций с известными координатами на равнинной местности |
RU2692701C1 (ru) * | 2018-12-03 | 2019-06-26 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ определения координат воздушных целей в многопозиционной системе наблюдения "навигационные спутники - воздушные цели - приемник" |
RU2018137889A (ru) * | 2018-10-26 | 2020-04-27 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ определения координат воздушной цели в многопозиционной системе наблюдения "навигационный спутник - воздушная цель - сеть навигационных приемников" |
-
2019
- 2019-12-23 RU RU2019143788A patent/RU2734690C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2350003A (en) * | 1999-05-14 | 2000-11-15 | Roke Manor Research | Locating transmitter |
US7098846B2 (en) * | 2002-11-15 | 2006-08-29 | Lockheed Martin Corporation | All-weather precision guidance and navigation system |
RU2529016C1 (ru) * | 2012-11-21 | 2014-09-27 | Андрей Викторович Тельный | Способ определения местоположения подвижного объекта при навигационных измерениях |
KR20140096688A (ko) * | 2013-01-29 | 2014-08-06 | 세종대학교산학협력단 | 항법위성의 배치정보를 이용한 위성항법 보강 시스템 및 위성항법 보강 방법 |
RU2584689C1 (ru) * | 2014-11-11 | 2016-05-20 | Геннадий Николаевич Майков | Многопозиционная система определения местоположения воздушных судов |
RU2686847C1 (ru) * | 2018-07-06 | 2019-05-06 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ расчета трехмерных координат летательного аппарата дальномерным методом при расположении станций с известными координатами на равнинной местности |
RU2018137889A (ru) * | 2018-10-26 | 2020-04-27 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ определения координат воздушной цели в многопозиционной системе наблюдения "навигационный спутник - воздушная цель - сеть навигационных приемников" |
RU2692701C1 (ru) * | 2018-12-03 | 2019-06-26 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ определения координат воздушных целей в многопозиционной системе наблюдения "навигационные спутники - воздушные цели - приемник" |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
КИРЮШКИН В.В., ЧЕРЕПАНОВ Д.А. Оценка координат воздушной цели в многопозиционной системе наблюдения "навигационные спутники - воздушная цель - наземный приемник" // Журнал сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. Т.9, N.8, г. 2016, сс. 1172-1182. * |
КИРЮШКИН В.В., ЧЕРЕПАНОВ Д.А. Оценка координат воздушной цели в многопозиционной системе наблюдения "навигационныеспутники - воздушная цель - наземный приемник" // Журнал сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. Т.9, N.8, г. 2016, сс. 1172-1182. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2810525C1 (ru) * | 2023-07-11 | 2023-12-27 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ определения плановых координат воздушной цели с помощью многопозиционной радиолокационной системы, встроенной в пространственно-распределенную систему радиопомех |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103576137B (zh) | 一种基于成像策略的多传感器多目标定位方法 | |
RU2624461C1 (ru) | Способ определения координат объекта | |
WO2005119288A9 (en) | Method and system for determining the position of an object | |
CN102004244B (zh) | 多普勒直接测距法 | |
RU2503969C1 (ru) | Триангуляционно-гиперболический способ определения координат радиоизлучающих воздушных объектов в пространстве | |
CN107526089B (zh) | 一种基于时延二次差分的非共视雷达信号无源定位方法 | |
CN103376447A (zh) | 一种实现非合作双多基地雷达目标三维定位的方法 | |
CN105425231A (zh) | 一种基于分层投影和泰勒展开的多传感器多目标定位方法 | |
Malanowski | Algorithm for target tracking using passive radar | |
RU2687057C1 (ru) | Способ определения координат движущегося объекта | |
RU2660160C1 (ru) | Способ определения параметров движения воздушного объекта динамической системой радиотехнического контроля | |
CN110471029B (zh) | 一种基于扩展卡尔曼滤波的单站无源定位方法及装置 | |
RU126474U1 (ru) | Пассивный радиоэлектронный комплекс для определения пространственных координат и элементов движения объекта по угломерным и энергетическим данным радиолокации | |
RU2586078C2 (ru) | Однопозиционный пассивный радиоэлектронный комплекс для определения горизонтальных координат, элементов движения цели и коэффициента километрического затухания электромагнитного излучения цели | |
Plšek et al. | Passive Coherent Location and Passive ESM tracker systems synergy | |
RU2734690C1 (ru) | Способ определения координат воздушной цели в многопозиционной наземной системе наблюдения Радиопередатчики-воздушная цель-приемник | |
RU2530231C1 (ru) | Способ передачи и приема радиосигналов | |
Elfadil et al. | Indoor navigation algorithm for mobile robot using wireless sensor networks | |
Stefanski | Asynchronous wide area multilateration system | |
RU2703987C1 (ru) | Способ отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных объектов в многопозиционной радионавигационной системе с использованием многолучевых радиопередатчиков | |
RU2692701C1 (ru) | Способ определения координат воздушных целей в многопозиционной системе наблюдения "навигационные спутники - воздушные цели - приемник" | |
RU2686847C1 (ru) | Способ расчета трехмерных координат летательного аппарата дальномерным методом при расположении станций с известными координатами на равнинной местности | |
RU2689770C1 (ru) | Способ отождествления позиционных измерений и определения местоположения воздушных целей в пространственно-распределенной радионавигационной системе в условиях многоцелевой обстановки | |
RU2715059C1 (ru) | Способ определения координат воздушного судна в спутниковой-псевдоспутниковой многопозиционной системе наблюдения | |
RU2390038C2 (ru) | Способ определения скорости и направления движения носителя обзорной рлс |