RU2746218C1 - Radionavigation multi-position differential distance system - Google Patents
Radionavigation multi-position differential distance system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746218C1 RU2746218C1 RU2020128112A RU2020128112A RU2746218C1 RU 2746218 C1 RU2746218 C1 RU 2746218C1 RU 2020128112 A RU2020128112 A RU 2020128112A RU 2020128112 A RU2020128112 A RU 2020128112A RU 2746218 C1 RU2746218 C1 RU 2746218C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- navigation
- coordinates
- posts
- post
- equipment
- 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
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
-
- 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
- G01S7/003—Transmission of data between radar, sonar or lidar systems and remote stations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/48—Analogue computers for specific processes, systems or devices, e.g. simulators
- G06G7/78—Analogue computers for specific processes, systems or devices, e.g. simulators for direction-finding, locating, distance or velocity measuring, or navigation systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Navigation (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Система относится к радионавигационным многопозиционным разностно-дальномерным системам, предназначенным для определения координат наземных объектов и воздушных носителей средств обнаружения и поиска удаленных объектов.The system belongs to radio-navigation multi-position differential-rangefinder systems designed to determine the coordinates of ground objects and air carriers of means of detecting and searching for distant objects.
Технический результат - мобильная радионавигационная многопозиционная разностно-дальномерная система, могущая быть дублирующей при потере сигналов от глобальных навигационных систем на ограниченных участках земной поверхности.The technical result is a mobile radio navigation multi-position differential-rangefinder system, which can be duplicated in case of loss of signals from global navigation systems in limited areas of the earth's surface.
В названии изобретения присутствуют назначение, радионавигационная, и его функция, многопозиционная разностно-дальномерная система. Технический результат базируется на дополнении известной системы устройством формирования навигационного поля с временным разделением каналов; устройством определения разности дальностей и своих координат потребителем навигационного поля аналитическим решением системы линейных уравнений, полученных предложенной последовательностью линеаризации системы гиперболических уравнений, и, кроме этого, в ходе линеаризации определено общее число навигационных постов.The title of the invention contains the purpose, radio navigation, and its function, a multi-position differential-rangefinder system. The technical result is based on supplementing the known system with a device for forming a navigation field with time division of channels; the device for determining the difference between the ranges and its coordinates by the user of the navigation field by the analytical solution of the system of linear equations obtained by the proposed sequence of linearization of the system of hyperbolic equations, and, in addition, during the linearization, the total number of navigation posts was determined.
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
Изобретение относится к радионавигационным системам по определению местоположения или получения информации, относящейся к местоположению, для целей навигации посредством свойств распространения радиоволн и свойств поверхностей (линий) положения.The invention relates to radio navigation systems for determining location or obtaining information related to location for navigation purposes by means of propagation properties of radio waves and properties of surfaces (lines) of position.
Радионавигационная система наземного базирования - совокупность взаимодействующих радиоэлектронных и технических средств, размещенных в обоснованных точках земной поверхности и на подвижных объектах обеспечивающая эти объекты навигационной информацией.Ground-based radio navigation system - a set of interacting radio electronic and technical means located at justified points on the earth's surface and on mobile objects providing these objects with navigation information.
Уровень техникиState of the art
Радиосистемы дальней навигации (дальномерные, квазидальномерные, разностно-дальномерные) представляют собой многопозиционные системы, основу которых составляет сеть опорных станций, размещенных в точках с известными координатами. Суть процедуры, реализуемой при дальномерном методе, в следующем. Опорные станции в один и тот же момент времени излучают навигационные сигналы, по которым потребитель, имеющий только приемную аппаратуру и устройство обработки сигналов, находит свое местоположение. При этом он использует собственный эталон времени, с помощью которого измеряют время прихода от опорной станции навигационного сигнала. Моменты времени излучения и приема синхронизированы со шкалой Всемирного координированного времени. Таким образом, дальномерный метод определения местоположения потребителя исходит из того, что на каждой опорной станции и на потребителе имеются высокостабильные эталоны времени. Квазидальномерный метод определения местоположения применяют в случае расхождения временных шкал опорных станций и потребителя информации.Long-range navigation radio systems (rangefinder, quasi-rangefinder, differential-rangefinder) are multi-position systems based on a network of reference stations located at points with known coordinates. The essence of the procedure implemented with the rangefinder method is as follows. The reference stations at the same time emit navigation signals, according to which the consumer, having only the receiving equipment and the signal processing device, finds its location. At the same time, it uses its own standard of time, with the help of which the time of arrival from the reference station of the navigation signal is measured. The moments of time of emission and reception are synchronized with the UTC scale. Thus, the ranging method for determining the location of the consumer is based on the fact that there are highly stable time standards at each reference station and at the consumer. The quasi-measuring method of position determination is used in case of discrepancy between the time scales of the reference stations and the information consumer.
Глобальные навигационные спутниковые системы (ГЛОНАСС), реализующие квазидальномерный метод, имеют ряд неоспоримых преимуществ: полное покрытие земной поверхности и околоземного пространства, унификация оборудования для всех пользователей и т.д. [1].Global navigation satellite systems (GLONASS), which implement the quasi-distance measuring method, have a number of indisputable advantages: full coverage of the earth's surface and near-earth space, unification of equipment for all users, etc. [one].
Однако в ходе эксплуатации и экспериментальных исследований выявлены существенные недостатки. Некоторыми из них являются: недостаточная помехоустойчивость, сбои и аварии на спутниках, которые в периоды «конфликтных ситуаций» могут привести к утрате навигационного обеспечения целенаправленными действиями.However, in the course of operation and experimental research, significant shortcomings were revealed. Some of them are: insufficient noise immunity, failures and accidents on satellites, which during periods of "conflict situations" can lead to the loss of navigation support by purposeful actions.
В известных разностно-дальномерных системах навигации (определение координат местоположения потребителя информации) реализованы фазовые методы, при использовании которых может быть получен требуемый темп измерений. При этом система также содержит опорную станцию и несколько ведомых. На опорной и ведомых станциях имеются эталонные генераторы, которые синхронизируют передатчики. В аппаратуре потребителя информации принятые сигналы после усиления подаются на коммутатор, работающий синхронно с переключениями опорной и ведомых станций. В структуре потребителя имеется опорный генератор, который совместно с измерителями фаз обеспечивает измерение разности фаз сигналов от опорной станции и от ведомой станции. По разности фаз сигналов от опорной и ведомой станций находится разность дальностей между ними и потребителями информации, а также строится линия (поверхность) положения.In the known difference-ranging navigation systems (determining the coordinates of the location of the information consumer), phase methods are implemented, using which the required measurement rate can be obtained. In this case, the system also contains a reference station and several slaves. The reference and slave stations have reference oscillators that synchronize the transmitters. In the equipment of the information consumer, the received signals, after amplification, are fed to the switch, which operates synchronously with the switching of the reference and slave stations. In the structure of the consumer there is a reference generator, which, together with the phase meters, measures the phase difference of the signals from the reference station and from the slave station. Based on the phase difference of signals from the reference and slave stations, the difference between the distances between them and the information consumers is found, and the line (surface) of the position is also constructed.
Аналогично по разности фаз сигналов от опорной станции и от другой ведомой станции находится разность дальностей между ними и потребителем информации и строится еще одна линия (поверхность) положения.Similarly, according to the phase difference of signals from the reference station and from another slave station, the difference in distances between them and the information consumer is found, and another line (surface) of position is constructed.
Для определения своих координат потребитель информации кроме линий (поверхностей) положения имеет в базе данных координаты опорной и ведомых станций [2, 3].To determine its coordinates, the information consumer, in addition to the lines (surfaces) of the position, has the coordinates of the reference and slave stations in the database [2, 3].
Однозначность измерения дальности в фазовых системах навигации обеспечивается только в пределах длины волны несущего колебания. Для разрешения многозначности измерений используют импульсно-фазовые системы; их навигационный сигнал представляет собой пачку когерентных импульсов, несущая частота которых служит для точного, а огибающая - для грубого измерения разности дальностей с целью устранения многозначности точных измерений.Unambiguous range measurement in phase navigation systems is provided only within the carrier wavelength. To resolve the ambiguity of measurements, pulse-phase systems are used; their navigation signal is a bundle of coherent pulses, the carrier frequency of which is used for accurate, and the envelope for rough measurement of the range difference in order to eliminate the ambiguity of accurate measurements.
По сущности технического решения наиболее близким к предлагаемой системе является «Система навигации» с патентом на полезную модель RU 44190 U1, заявка 2004130926/22, 28.04.2004 [4]. В указанной полезной модели технический результат, разработка мобильной системы локальной навигации, со следующими признаками:By the essence of the technical solution, the closest to the proposed system is the "Navigation System" with a utility model patent RU 44190 U1, application 2004130926/22, 28.04.2004 [4]. In the specified utility model, the technical result, the development of a mobile local navigation system, with the following features:
исключение ошибок определения координат потребителя информации вследствие нестабильности эталонов частоты опорных станций и потребителя информации;elimination of errors in determining the coordinates of the information consumer due to the instability of the frequency standards of reference stations and the information consumer;
возможность изменения темпа формирования навигационного поля;the ability to change the rate of formation of the navigation field;
уменьшение ошибок геометрического фактора.reduction of geometric factor errors.
Однако в прототипе не представлены:However, the prototype does not include:
достаточность данных о моментах прихода сигналов от опорной и ведомых станций для решения системы уравнений по определению координат потребителя;sufficiency of data on the moments of arrival of signals from the reference and slave stations for solving the system of equations to determine the coordinates of the consumer;
доказательство необходимости и достаточности четырех навигационных постов для решения системы гиперболических уравнений с однозначным определением координат с требуемой точностью;proof of the necessity and sufficiency of four navigation posts for solving a system of hyperbolic equations with an unambiguous determination of coordinates with the required accuracy;
анализ влияния пространственного положения потребителя информации для внесения в структуру «Системы навигации».analysis of the influence of the spatial position of the consumer of information for entering into the structure of the "Navigation system".
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Сущность изобретения заключается в совокупности существенных признаков, находящихся в причинно-следственной связи с совершенствованием радионавигационной разностно-дальномерной системы.The essence of the invention consists in a set of essential features that are in a causal relationship with the improvement of the radionavigation differential-rangefinder system.
Для достижения указанного технического результата представлены следующие существенные признаки:To achieve the specified technical result, the following essential features are presented:
определение общего числа навигационных постов и формирование системы линейных уравнений по вычислению координат потребителя информации;determination of the total number of navigation posts and the formation of a system of linear equations for calculating the coordinates of the information consumer;
формирование навигационного поля системой с временным разделение каналов;formation of the navigation field by the system with time division of channels;
координатно-временное обеспечение определения разности дальностей потребителя информации.coordinate-time support for determining the difference in the ranges of the information consumer.
При этом определение общего числа навигационных постов и формирование системы линейных уравнений по вычислению координат потребителя информации базируется на преобразовании системы гиперболических уравнений.In this case, the determination of the total number of navigation posts and the formation of a system of linear equations for calculating the coordinates of the information consumer is based on the transformation of the system of hyperbolic equations.
Основой построения радионавигационных систем на многопозиционной разностно-дальномерной основе является система гиперболических уравнений вида:The basis for the construction of radio navigation systems on a multiposition differential-rangefinder basis is a system of hyperbolic equations of the form:
[(x0-x1)2+(y0-y1)2+(z0-z1)2]0.5-[(x0-xi)2+(y0-yi)2+(z0-zi)2]0.5=Д1-Дi,[(x 0 -x 1 ) 2 + (y 0 -y 1 ) 2 + (z 0 -z 1 ) 2 ] 0.5 - [(x 0 -x i ) 2 + (y 0 -y i ) 2+ ( z 0 -z i ) 2 ] 0.5 = D 1 -D i ,
где xi, yi, zi - координаты навигационных постов (передатчиков);where x i , y i , z i - coordinates of navigation posts (transmitters);
х0, у0, z0 - определяемые координаты объекта на его борту;x 0 , y 0 , z 0 - determined coordinates of the object on board;
Д1-Дi - разность дальностей от объекта навигации до ведущего (1-го) и i-го навигационного поста.D 1 -D i is the difference between the distances from the navigation object to the leading (1st) and i-th navigation post.
Запись правых частей подтверждает, что в качестве ведущего навигационного поста принят первый. При формировании структуры многопозиционной разностно-дальномерной системы следует учитывать, что Д1 является отрезком между передатчиком поста и объектом навигации.The entry on the right-hand side confirms that the first was accepted as the leading navigation post. When forming the structure of a multi-position differential-ranging system, it should be borne in mind that D 1 is a segment between the post transmitter and the navigation object.
Покажем последовательность построения системы из трех линейных уравнений и возможность их формирования для различного числа постов. Каждую пару уравнений с правыми частями (А12-А13), (А14-А15) и (A16-A17) разрешают относительно Д1 и преобразуют к линейной форме относительно х0 ,, y0, z0, A1i=Д1-Д1i.We will show the sequence of constructing a system of three linear equations and the possibility of their formation for a different number of posts. Each pair with right sides of equations (A 12 -A 13), (A 14 -A 15) and (A 16 -A 17) allow relative to D 1 and is converted to a linear form with respect to x 0,, y 0, z 0, A 1i = D 1 -D 1i .
Тогда для первой пары, где в правой части А12, получим:Then for the first pair, where A 12 is on the right, we get:
Подобные преобразования 2-го уравнения с А13 дадут:Similar transformations of the 2nd equation with A 13 will give:
Равенства приводят к выражению: Equalities lead to the expression:
При компактной записи получают:With compact recording, you get:
Тогда система линейных уравнений примет вид:Then the system of linear equations will take the form:
λ1x0+q1y0+ε1z0=-ξ1;λ 1 x 0 + q 1 y 0 + ε 1 z 0 = -ξ 1 ;
λ2x0+q2y0+ε2z0=-ξ2;λ 2 x 0 + q 2 y 0 + ε 2 z 0 = -ξ 2 ;
λ3х0+q3y0+ε3z0=-ξ3.λ 3 x 0 + q 3 y 0 + ε 3 z 0 = -ξ 3 .
Координаты потребителя информацииInformation consumer coordinates
гдеWhere
Δ - определитель матрицы Δ is the determinant of the matrix
Δi (i=x, у, z) - определитель матрицы, в которой соответствующий столбец заменен столбцом из свободных членов.Δ i (i = x, y, z) is the determinant of the matrix in which the corresponding column is replaced by a column of free terms.
Уменьшение числа постов до пяти может быть достигнуто, если использовать следующие пары разностей:Reducing the number of posts to five can be achieved by using the following pairs of differences:
(А12, А13), (A12, А14) и (A12, A15).(A 12 , A 13 ), (A 12 , A 14 ) and (A 12 , A 15 ).
Для каждой из разностей внутри пары находятся зависимости для Д1; последние приравнивают и записывают линейное уравнение для х0, у0, z0.For each of the differences within the pair, there are dependencies for D 1; the latter equate and write down a linear equation for x 0 , y 0 , z 0 .
Упрощение записи системы уравнений достигается введением следующих переменных: Simplification of writing the system of equations is achieved by introducing the following variables:
Система уравнений примет вид:The system of equations will take the form:
k1x0+p1y0+s1z0=-ψ1;k 1 x 0 + p 1 y 0 + s 1 z 0 = -ψ 1 ;
k2x0+p2y0+s2z0=-ψ2;k 2 x 0 + p 2 y 0 + s 2 z 0 = -ψ 2 ;
k3x0+p3y0+s3z0=-ψ3,k 3 x 0 + p 3 y 0 + s 3 z 0 = -ψ 3 ,
и имеет решениеand has a solution
На фиг. 1 представлена компактная запись системы линейных уравнений для определения координат потребителя информации при использовании пяти и семи навигационных постов.FIG. 1 shows a compact record of a system of linear equations for determining the coordinates of the information consumer using five and seven navigation posts.
Предпочтительным является представление системы радионавигационной как системы с разделением каналов во времени. В начале каждого из каналов формируют импульс запуска передатчика первого (опорного) навигационного поста. Этим же сигналом, прошедшим базу d1i (i=2, …, 5), осуществляют запуск передатчика i-го навигационного поста.It is preferable to represent the radionavigation system as a time division multiplexing system. At the beginning of each of the channels, a trigger pulse is generated for the transmitter of the first (reference) navigation post. The same signal, which has passed the base d 1i (i = 2, ..., 5), is used to launch the transmitter of the i-th navigation post.
Использование фактов излучения сигналов 1-ми i-м навигационными постами, приема и обработки их в одном и том же канале исключает необходимость установки эталонов времени и обеспечивает согласованность получения разности времени (ti-t1i) и формирования A1i=(Д1-Дi) для решения системы уравнений. Количество каналов на единицу меньше числа навигационных постов. Длительность канала принимают не менее времени распространения электромагнитной энергии на максимальную дальность навигации.The use of the facts of signal emission by the 1st i-th navigation posts, their reception and processing in the same channel eliminates the need to set time standards and ensures the consistency of obtaining the time difference (t i -t 1i ) and the formation of A 1i = (D 1 - D i ) to solve the system of equations. The number of channels is one less than the number of navigation posts. The duration of the channel is taken to be not less than the time of propagation of electromagnetic energy to the maximum navigation range.
Сумма каналов является временем существования навигационного поля. Периодичность времени формирования навигационного поля характеризуют величиной Тнс. Конкретные значения числа постов, длительности канала, период Тнс вводят перед применением системы по назначению. На фиг. 2 представлены эпюры, иллюстрирующие координатно-временное обеспечение формирования навигационного поля.The sum of the channels is the lifetime of the navigation field. The frequency of the formation time of the navigation field is characterized by the value of T ns . Specific values of the number of posts, channel duration, period T ns are introduced before using the system for its intended purpose. FIG. 2 shows diagrams illustrating the coordinate-time support of the formation of the navigation field.
Целесообразно выполнить определение разности дальностей на следующих предпосылках: приемник потребителя информации в каждом канале первым принимает сигнал от 1-го навигационного поста по сравнению с i-м НП, поскольку сумма (Дi+Δd1i) двух сторон треугольника больше третьей Д1; сигнал от i-го НП поступает через время tизмi=[(Дi+d1i)-Д1] / с, которое определяют измерителем временного интервала. Величину t1i определят как отношение вычисленной базы d1i по координатам 1-го и i-го передатчика к скорости света. Для системы уравнений вычисляют разность A1i=(Д1-Дi), при Д1>Дi присваивают знак «+», при Д1<Дi - «-». На фиг. 3 представлена временная диаграмма, позволяющая определять A1i по единой зависимости для обоих случаев:It is advisable to determine the range difference on the following assumptions: the receiver of the information consumer in each channel first receives the signal from the 1st navigation post in comparison with the i-th NP, since the sum (D i + Δd 1i ) of the two sides of the triangle is greater than the third D 1 ; the signal from the i-th NP arrives through the time t measi = [(D i + d 1i ) -D 1 ] / s, which is determined by the time interval meter. The value of t 1i is defined as the ratio of the calculated base d 1i along the coordinates of the 1st and i-th transmitters to the speed of light. For the system of equations calculate the difference A 1i = (D 1 -D i ), when D 1 > D i assign the sign "+", when D 1 <D i - "-". FIG. 3 shows a timing diagram that makes it possible to determine A 1i by a single dependence for both cases:
tpi=t1i-tизмi,t pi = t 1i -t measi ,
A1i=(d1i-c⋅tизмi).A 1i = (d 1i -c⋅t measi ).
Перечень чертежей и иных материаловList of drawings and other materials
Фиг. 1 Система линейных уравнений по определению координат потребителей информации навигационного поля.FIG. 1 The system of linear equations for determining the coordinates of the information consumers of the navigation field.
Фиг. 2 Координатно-временное обеспечение устройства формирования навигационного поля.FIG. 2 Coordinate-time support of the navigation field formation device.
Фиг. 3 Координатно-временное обеспечение определения разности дальностей потребителем информации.FIG. 3 Coordinate-time support for determining the difference in ranges by the information consumer.
Фиг. 4 Структурные схемы аппаратуры опорного (а) и ведомых (б) постов формирования навигационного поля.FIG. 4 Block diagrams of the equipment of the reference (a) and slave (b) posts for the formation of the navigation field.
Фиг. 5 Функциональная схема потребителя информации навигационного поля.FIG. 5 Functional diagram of the navigation field information consumer.
Фиг. 6 Структурная схема прототипа.FIG. 6 Block diagram of the prototype.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Для формирования навигационного поля разворачивают необходимое количество навигационных постов (пять или семь), координаты которых определяют методом топогеодезической привязки, один из них назначают первым (опорным). Остальные навигационные посты (их передатчики) удалены от координат первого передатчика на величину базы, момент излучения электромагнитной энергии каждым передатчиком синхронизирован с импульсом запуска 1-го навигационного поста с учетом прохождения им соответствующей базы.To form the navigation field, the required number of navigation posts (five or seven) are deployed, the coordinates of which are determined by the method of topographic geodetic referencing, one of them is designated as the first (reference) one. The rest of the navigation posts (their transmitters) are removed from the coordinates of the first transmitter by the value of the base, the moment of emission of electromagnetic energy by each transmitter is synchronized with the launch pulse of the 1st navigation post, taking into account the passage of the corresponding base.
Радионавигационная МПРД система представляет совокупность аппаратуры опорного и ведомых постов по формированию навигационного поля и потребителя информации навигационного поля. Структурные схемы аппаратуры опорного и ведомых постов по формированию навигационного поля представлены на фиг. 4. Схема аппаратуры опорного поста содержит устройство ввода числа постов, длительности канала, периода навигационного поля 1, выход которого подключен ко входу схемы формирования каналов и периода навигационного поля 2, выход его соединен со входами устройства ввода кода и координат опорного поста 3, модулятора 4, электронного переключателя выходов 11, второй вход модулятора 4 соединен с выходом устройства 3; модулятор 4, передатчик 5, антенна 6 соединены последовательно; (n-1) выходов электронного переключателя подключены ко входам соответствующих устройств кодирования, выходы которых нагружены на вход передатчика 9, выход последнего подключен к антенне 8; схема аппаратуры ведомых навигационных постов содержит последовательно соединенные антенну 6, развязывающее устройство 12, усилитель радиочастоты 14, дешифратор 15, устройство ввода кода координат поста 3, модулятор 16, передатчик 13, выход которого подключен ко второму входу развязывающего устройства 12.The radio navigation MNRD system represents a set of equipment of the reference and slave posts for the formation of the navigation field and the consumer of the information of the navigation field. Block diagrams of the equipment of the reference and slave posts for the formation of the navigation field are shown in Fig. 4. The scheme of the equipment of the reference post contains a device for inputting the number of posts, the duration of the channel, the period of the
Функциональная схема потребителя информации навигационного поля представлена на фиг. 5 и включает последовательно соединенные антенну 7, приемник 17, электронный переключатель выхода 18, измеритель интервала времени 19, вычислитель разности дальностей 20, процессор определения координат потребителя 23; второй выход приемника 17 дает начало последовательному соединению дешифратор 15, аналого-цифровой преобразователь 21, оперативное запоминающее устройство координат навигационных постов 22, выход которого соединен со вторым входом процессора 23.The functional diagram of the information consumer of the navigation field is shown in Fig. 5 and includes a serially connected
Аппаратура опорного и ведомых постов (фиг. 4) по формированию навигационного поля работает в следующем порядке. Поле развертывания навигационных постов и определения их местоположения, в устройства ввода кода и координат 3 заносят соответствующие значения кодов и координат для каждого из постов: опорного и всех ведомых. Непосредственно перед применением в устройство ввода числа постов 3, длительности канала, периода навигационного поля 1 записывают данные, характеризующие параметры навигационного поля.The equipment of the reference and slave posts (Fig. 4) for the formation of the navigation field operates in the following order. The field of deployment of navigation posts and determination of their location, the corresponding values of codes and coordinates for each of the posts: the reference and all slaves are entered into the code and coordinate
По данным, занесенным в устройство 1, схема формирования каналов и периода навигационного поля 2, генерирует последовательность синхронизирующих импульсов по числу навигационных постов. Последовательность следования синхронизирующих импульсов представлена на фиг. 2 - эпюры напряжений на выходе схемы формирования. При этом tk - длительность временного канала, tнс, Тнс - длительность и период формирования навигационного поля соответственно.According to the data entered into the
Каждый синхронизирующий импульс временного канала запускает модулятор 4 и устройство ввода кода и координат опорного поста 3, код и координаты модулируют высокочастотные колебания передатчика 5 первого поста и излучают в пространство.Each synchronizing pulse of the time channel starts the
Этот же синхронизирующий импульс временного канала воздействует на электронный переключатель выходов 11, выходы которого подключены ко входам устройств кодирования номеров ведомых постов 10.The same synchronizing pulse of the time channel acts on the
На выходе каждого устройства кодирования 10 получают номер соответствующего ведомого поста, передатчик 9 и антенна 8 передают этот номер на запуск передатчика соответствующего номеру ведомого поста после прохождения базы d1i. Иллюстрация формирования моментов запуска передатчиков навигационных постов представлена на фиг. 2. Цифрой 1 показаны моменты запуска передатчика опорного поста, интервалы времени t1i отделяют моменты запуска передатчика i-го ведомого поста и зависят от выбранной базы d1i.At the output of each
Аппаратура ведомых навигационных постов (фиг. 4, б) по структуре и выполняемым функциям совпадает с таковой в прототипе. По техническим признакам аппаратура представляет ретранслятор, по команде сигнала из состава синхронизирующих импульсов антенна излучает кодовый номер и прямоугольные координаты точки привязки каждого поста.The equipment of the slave navigation posts (Fig. 4, b) coincides in structure and functions with that in the prototype. According to technical features, the equipment is a repeater, at the command of a signal from the composition of synchronizing pulses, the antenna emits a code number and rectangular coordinates of the anchor point of each post.
Таким образом в каждом временном канале tk длительности формирования навигационного поля tнс излучают электромагнитную энергию в следующей последовательности: кодовый номер 1-го (опорного) поста, его координаты, через время t1i кодовый номер i-го (ведомого) поста, его координаты; при этом электромагнитные колебания от первого поста достигнут потребителя информации первыми, от i-го поста - вторыми.Thus, in each time channel t k of the duration of the formation of the navigation field t ns, electromagnetic energy is emitted in the following sequence: the code number of the 1st (reference) post, its coordinates, after time t 1i the code number of the i-th (slave) post, its coordinates ; in this case, electromagnetic oscillations from the first post will reach the information consumer first, from the i-th post - the second.
Антенна потребителя информации навигационного поля (фиг. 6) принимает сигналы, приемник усиливает, преобразует их. Левая ветвь функциональной схемы - дешифратор идентифицирует принадлежность координат к соответствующим постам, аналого-цифровой преобразователь выполняет свою функцию преобразования аналога в цифру, оцифрованные координаты всех постов заносят в ОЗУ. Второй выход приемника и электронный переключатель выхода обеспечивают подачу сигналов от опорного поста на 1-й вход и от ведомого i-го поста на 2-й вход измерителя интервала времени tИЗМ. Вычислитель разности дальностей определяет разность дальностей Д1-Дi=A1i=c⋅(t1i-tизмi), детально эта процедура раскрыта на фиг. 3, координатно-временное обеспечение разности дальностей потребителем информации.The antenna of the user of the information of the navigation field (Fig. 6) receives signals, the receiver amplifies and converts them. The left branch of the functional diagram - the decoder identifies the coordinates to the corresponding posts, the analog-to-digital converter performs its function of converting the analog into a digital, the digitized coordinates of all posts are entered into RAM. The second output of the receiver and the electronic switch of the output provide signals from the reference post to the 1st input and from the slave i-th post to the 2nd input of the time interval meter t MEZ . The range difference calculator determines the range difference D 1 -D i = A 1i = c⋅ (t 1i -t measu ), this procedure is described in detail in Fig. 3, coordinate-time provision of the distance difference by the information consumer.
Процессор определения координат реализует алгоритм решения системы линейных уравнений, представленный на фиг. 1 и при описании существенного признака.The coordinate determination processor implements the algorithm for solving the system of linear equations shown in FIG. 1 and when describing the essential feature.
ЛитератураLiterature
1. ГЛОНАСС: принципы построения и функционирования / Под ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. - 3-е изд., перераб. - М.: Радиотехника, 2005. - 688 с.1. GLONASS: principles of construction and functioning / Ed. A.I. Perova, V.N. Kharisova. - 3rd ed., Rev. - M .: Radiotekhnika, 2005 .-- 688 p.
2. Ю.И. Никитенко, В.И. Быков, Ю.М. Устинов Судовые радионавигационные системы. -М.: Транспорт, 1992. - 336 с.2. Yu.I. Nikitenko, V.I. Bykov, Yu.M. Ustinov Ship radio navigation systems. -M .: Transport, 1992 .-- 336 p.
3. ГОСТ Р 54025-2010. Система радионавигационная «Чайка».3. GOST R 54025-2010. Radio navigation system "Chaika".
4. «Система навигации», патент на полезную модель RU 44190 U1, заявка 2004130926/22, 28.10.2004.4. "Navigation system", patent for a useful model RU 44190 U1, application 2004130926/22, 28.10.2004.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020128112A RU2746218C1 (en) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | Radionavigation multi-position differential distance system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020128112A RU2746218C1 (en) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | Radionavigation multi-position differential distance system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2746218C1 true RU2746218C1 (en) | 2021-04-09 |
Family
ID=75353219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020128112A RU2746218C1 (en) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | Radionavigation multi-position differential distance system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2746218C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2792013C1 (en) * | 2022-03-10 | 2023-03-15 | 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 | Method of multi-position short-range radio navigation |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000014782A (en) * | 1998-08-25 | 2000-03-15 | 김영환 | Navigation information transmission system by region using a public wave broadcasting |
RU2182341C2 (en) * | 1995-11-14 | 2002-05-10 | Сантр Насьональ Д'Этюд Спасьяль | Global space system for determination of position and radio navigation, radio beacon and receiver used in given system |
RU44190U1 (en) * | 2004-10-28 | 2005-02-27 | Ульянов Геннадий Николаевич | NAVIGATION SYSTEM |
US6950036B2 (en) * | 2001-09-20 | 2005-09-27 | Honeywell International Inc. | Station identification for a local area augmentation system on a visual display |
JP2008128671A (en) * | 2006-11-16 | 2008-06-05 | Nakayo Telecommun Inc | Navigation system |
WO2015112038A1 (en) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | Открытое акционерное общество "Азовский оптико-механический завод" | Local navigation system |
RU2561721C2 (en) * | 2010-05-13 | 2015-09-10 | ДжиЭнЭсЭс ТЕКНОЛОДЖИЗ ИНК. | Hardware for transmission of navigation signals, method of transmission of navigation signals and hardware for output of location data |
CN105093247A (en) * | 2015-07-09 | 2015-11-25 | 交通信息通信技术研究发展中心 | BeiDou based ground-based navigation signal networking system |
RU2588057C1 (en) * | 2015-07-06 | 2016-06-27 | Открытое акционерное общество "Азовский оптико-механический завод" (ОАО "АОМЗ") | Method of locating objects for local navigation systems |
RU2602432C1 (en) * | 2015-10-22 | 2016-11-20 | Открытое акционерное общество "Азовский оптико-механический завод" (ОАО "АОМЗ") | Broadband phase-differential local radio navigation system |
RU2604652C2 (en) * | 2015-04-20 | 2016-12-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Local phase difference-range-finding radio navigation system |
EP3195001A1 (en) * | 2014-11-26 | 2017-07-26 | Kone Corporation | Local navigation system |
CN108089204A (en) * | 2017-12-08 | 2018-05-29 | 中国人民解放军国防科技大学 | High-precision area positioning and navigation system and method for foundation |
RU2703718C1 (en) * | 2019-02-11 | 2019-10-22 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Method of identifying signals scattered by air targets, a multi-position spatially distributed radio navigation system using measurements of directions on air targets |
-
2020
- 2020-08-24 RU RU2020128112A patent/RU2746218C1/en active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2182341C2 (en) * | 1995-11-14 | 2002-05-10 | Сантр Насьональ Д'Этюд Спасьяль | Global space system for determination of position and radio navigation, radio beacon and receiver used in given system |
KR20000014782A (en) * | 1998-08-25 | 2000-03-15 | 김영환 | Navigation information transmission system by region using a public wave broadcasting |
US6950036B2 (en) * | 2001-09-20 | 2005-09-27 | Honeywell International Inc. | Station identification for a local area augmentation system on a visual display |
RU44190U1 (en) * | 2004-10-28 | 2005-02-27 | Ульянов Геннадий Николаевич | NAVIGATION SYSTEM |
JP2008128671A (en) * | 2006-11-16 | 2008-06-05 | Nakayo Telecommun Inc | Navigation system |
RU2561721C2 (en) * | 2010-05-13 | 2015-09-10 | ДжиЭнЭсЭс ТЕКНОЛОДЖИЗ ИНК. | Hardware for transmission of navigation signals, method of transmission of navigation signals and hardware for output of location data |
WO2015112038A1 (en) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | Открытое акционерное общество "Азовский оптико-механический завод" | Local navigation system |
EP3195001A1 (en) * | 2014-11-26 | 2017-07-26 | Kone Corporation | Local navigation system |
RU2604652C2 (en) * | 2015-04-20 | 2016-12-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Local phase difference-range-finding radio navigation system |
RU2588057C1 (en) * | 2015-07-06 | 2016-06-27 | Открытое акционерное общество "Азовский оптико-механический завод" (ОАО "АОМЗ") | Method of locating objects for local navigation systems |
CN105093247A (en) * | 2015-07-09 | 2015-11-25 | 交通信息通信技术研究发展中心 | BeiDou based ground-based navigation signal networking system |
RU2602432C1 (en) * | 2015-10-22 | 2016-11-20 | Открытое акционерное общество "Азовский оптико-механический завод" (ОАО "АОМЗ") | Broadband phase-differential local radio navigation system |
CN108089204A (en) * | 2017-12-08 | 2018-05-29 | 中国人民解放军国防科技大学 | High-precision area positioning and navigation system and method for foundation |
RU2703718C1 (en) * | 2019-02-11 | 2019-10-22 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Method of identifying signals scattered by air targets, a multi-position spatially distributed radio navigation system using measurements of directions on air targets |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2792013C1 (en) * | 2022-03-10 | 2023-03-15 | 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 | Method of multi-position short-range radio navigation |
RU2802323C1 (en) * | 2022-06-15 | 2023-08-24 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт микроэлектронной аппаратуры "Прогресс" (АО "НИИМА "Прогресс") | Noise-immune difference-range local radio navigation system providing high-precision positioning |
RU2802322C1 (en) * | 2023-01-25 | 2023-08-24 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт микроэлектронной аппаратуры "Прогресс" (АО "НИИМА "Прогресс") | Noise-immune difference-range local radio navigation system integrated with an inertial navigation system providing high-precision positioning of moving objects |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6054950A (en) | Ultra wideband precision geolocation system | |
US6111536A (en) | System and method for distance measurement by inphase and quadrature signals in a radio system | |
CN101793526B (en) | Autonomous relative navigation method for multi-information fusion formation spacecrafts | |
JPH09502515A (en) | System and method for accurate position determination | |
Tinto et al. | Time-delay interferometric ranging for space-borne gravitational-wave detectors | |
Duru et al. | Ultra-wideband positioning system using twr and lateration methods | |
RU2516432C2 (en) | Method of locating radio-frequency source | |
RU2746218C1 (en) | Radionavigation multi-position differential distance system | |
Zhao et al. | Application of differential time synchronization in indoor positioning | |
RU2383914C1 (en) | Method of synchronising watches and device for realising said method | |
RU2716834C1 (en) | Method of determining location of a receiver of signals of aviation telecommunication systems | |
RU2697509C2 (en) | Method of detecting, measuring range and speed of low altitude low-speed target in pulse-doppler radar stations with high frequency of pulses repetition and inverted linear frequency modulation | |
RU134670U1 (en) | RELIABLE SINGLE-POSITION RADIO ELECTRONIC SYSTEM FOR DETERMINING THE MOTION PARAMETERS OF A RADIO-RADIATING OBJECT | |
RU44190U1 (en) | NAVIGATION SYSTEM | |
RU2084923C1 (en) | Hydroacoustic long-range navigation system | |
RU2097780C1 (en) | Radio-navigational system (bagis-a) | |
Ostroumov | Passive positioning method using distance measuring equipment and automatic dependent surveillance-broadcast data | |
RU2125732C1 (en) | Method of navigational determinations by integral parameters | |
RU2744256C1 (en) | Method for determining the spatial parameters of the interrogator of aviation telecommunication systems using signals from one transponder | |
RU2802322C1 (en) | Noise-immune difference-range local radio navigation system integrated with an inertial navigation system providing high-precision positioning of moving objects | |
RU2770311C2 (en) | Method of navigating an object using a radio rangefinder system | |
RU2347255C1 (en) | Expedient of checking of time scales of stations | |
RU2674265C1 (en) | Correlation and basic system of location of fixed sources of radio emission with use of unmanned aircraft | |
EP3172847B1 (en) | System and method for synchronizing ground clocks | |
RU2037845C1 (en) | Airborne radar |