RU2750133C1 - Method for measuring the level of radio observability and apparatus for implementation thereof - Google Patents

Method for measuring the level of radio observability and apparatus for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2750133C1
RU2750133C1 RU2020127523A RU2020127523A RU2750133C1 RU 2750133 C1 RU2750133 C1 RU 2750133C1 RU 2020127523 A RU2020127523 A RU 2020127523A RU 2020127523 A RU2020127523 A RU 2020127523A RU 2750133 C1 RU2750133 C1 RU 2750133C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
navigation
level
radio
observability
measuring
Prior art date
Application number
RU2020127523A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Валерьевич Аксёнов
Михаил Анатольевич Анпилогов
Сергей Викторович Недодиров
Павел Викторович Николаев
Дмитрий Сергеевич Одзиляев
Андрей Алексеевич Петраков
Николай Викторович Самбуров
Original Assignee
Акционерное общество «Научно-производственное предприятие «Калужский приборостроительный завод «Тайфун»
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 «Научно-производственное предприятие «Калужский приборостроительный завод «Тайфун» filed Critical Акционерное общество «Научно-производственное предприятие «Калужский приборостроительный завод «Тайфун»
Priority to RU2020127523A priority Critical patent/RU2750133C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750133C1 publication Critical patent/RU2750133C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications

Landscapes

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

Abstract

FIELD: measuring.SUBSTANCE: group of inventions relates to means for measuring the level of radio observability. Substance: useful signals from navigation spacecrafts (NS) emitting navigation signals are detected from one or more deployed global navigation satellite systems. Three-dimensional registration of the signal reception point is performed. The approximate parameters of the orbit and the coordinates of the NS are determined based on almanacs. Criterial selection of the NS is performed. The value of the elevation coordinate of the selected NS relative to the reception point is determined based on ephemerides. The NS signal amplitude is calculated. The dependence of the calculated signal amplitude on the elevation coordinate is plotted. Compliance with the condition of reaching the maximum coordinates of the NS is verified. The level of radio observability is calculated on the based on the plotted dependence of the signal amplitude on the elevation coordinate. The apparatus for measuring the level of radio observability is comprised of an antenna (A) and a receiver (1) for receiving signals from navigation spacecrafts of a global navigation satellite system, a navigation and computing unit (2) for measuring the amplitude and relative positioning of the navigation spacecrafts and the receiver, a computing and recording unit (3) for calculating the level of radio observability. A navigation spacecraft from the deployed global navigation satellite system is used as the signal source. Search and detection of the navigation signal, three-dimensional registration of the reception point, processing of almanacs, criterial selection of navigation spacecrafts, processing of ephemerides and signal amplitude of the navigation spacecrafts, tracking of the navigation spacecrafts and issuance of the relative coordinates of the navigation spacecrafts and the signal amplitude to the computing and recording unit (3) are conducted in the navigation and computing unit (2).EFFECT: simplification of tools for measuring the level of radio observability.3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к прикладным вопросам эксплуатации радиотехнических средств (РТС), и может быть использовано для измерения уровней радиотехнической, радиолокационной и радиосвязной наблюдаемости, соответственно - радиотехнических, радиолокационных и радиосвязных средств морского (корабельного) и берегового базирования, а также при исследованиях рефракционных параметров тропосферы. The invention relates to radio engineering, namely to applied issues of operation of radio equipment (RTS), and can be used to measure the levels of radio engineering, radar and radio communication observability, respectively - radio engineering, radar and radio communication means of sea (ship) and shore-based, as well as studies of the refractive parameters of the troposphere.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе реализации интерференционного метода оценки уровня радионаблюдаемости (состоящего из источника СВЧ сигнала, антенны, приемника, навигационной системы и вычислительно-регистрационного блока) исключается носитель, источник СВЧ сигнала и навигационная система, а в качестве носителя и источника СВЧ сигнала побочным образом используется навигационный космический аппарат (НКА) из состава существующей глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС), излучающий навигационные сигналы. Устройство для измерения уровня радионаблюдаемости, состоящее из антенны, приемника, навигационно-вычислительного блока и вычислительно-регистрационного блока фиг.1. Причем навигационно-вычислительный блок осуществляет поиск и обнаружение сигнала, трехмерную фиксацию, обработку альманахов, критериальный выбор НКА, обработку эфемерид и амплитуды сигнала НКА, сопровождение НКА с выдачей относительных координат НКА и амплитуды сигнала в вычислительно-регистрационный блок.The essence of the invention lies in the fact that in the known method of implementing the interference method for assessing the level of radio observability (consisting of a microwave signal source, antenna, receiver, navigation system and computational and recording unit), the carrier, the microwave signal source and the navigation system are excluded, and as a carrier and The source of the microwave signal is incidentally used by a navigation spacecraft (NSA) from the existing global navigation satellite system (GNSS), which emits navigation signals. A device for measuring the level of radio observability, consisting of an antenna, a receiver, a navigation-computing unit and a computing-registration unit of FIG. 1. Moreover, the navigation-computing unit searches for and detects the signal, three-dimensional fixation, processing of almanacs, criterion selection of the satellite, processing the ephemeris and the signal amplitude of the satellite, tracking the satellite with the issuance of the relative coordinates of the satellite and the signal amplitude to the computational and registration unit.

Технический результат использования изобретения заключается в упрощении способа и структурного построения устройства, снижения эксплуатационных затрат.The technical result of using the invention is to simplify the method and structural design of the device, to reduce operating costs.

Под радионаблюдаемостью (далее - РН) принято понимать величину отношения фактической дальности действия в конкретных условиях к формулярной дальности действия радиотехнического средства, обычно выражаемую в баллах. В общем случае из ряда внешних факторов, влияющих на РН, определяющим является атмосферная, а конкретно для наземных (морских, береговых) радиотехнических средств (РТС) - тропосферная рефракция [1]. Для учета рефракции можно использовать один из следующих параметров среды распространения (тропосферы): эквивалентный радиус земли, градиент показателя преломления, отношение радиуса кривизны луча к радиусу земли. Перечисленные параметры однозначно связанны друг с другом и видом рефракции, поэтому они могут использоваться для оценки уровня РН [2, с.264]. Under radio observability (hereinafter - RN) it is customary to understand the value of the ratio of the actual operating range in specific conditions to the formal operating range of a radio equipment, usually expressed in points. In the general case, of a number of external factors influencing the launch vehicle, the decisive factor is atmospheric, and specifically for land-based (sea, coastal) radio-technical means (RTS) - tropospheric refraction [1]. To take into account refraction, one of the following parameters of the propagation medium (troposphere) can be used: the equivalent radius of the earth, the gradient of the refractive index, the ratio of the radius of curvature of the beam to the radius of the earth. The listed parameters are uniquely related to each other and the type of refraction, so they can be used to assess the pH level [2, p.264].

Известны модельно-метеорологические методы [3, с.99] измерения эффективного радиуса земли, а значит и уровня РН, основанные на наземных (надводных) измерениях первичных параметров атмосферы (влажности, температуры и давления) с помощью соответствующих датчиков. Далее расчетным методом определяется величина коэффициента преломления у поверхности земли, на основе которой с помощью известных моделей атмосферы (например - линейной, экспоненциальной, биэкспоненциальной, Хопфильда и иных моделей интерполяции высотного профиля атмосферы) восстанавливается вертикальный профиль коэффициента преломления и вычисляется эффективный радиус земли, а значит и уровень РН.Known model-meteorological methods [3, p.99] for measuring the effective radius of the earth, and hence the level of the launch vehicle, based on ground (surface) measurements of the primary parameters of the atmosphere (humidity, temperature and pressure) using appropriate sensors. Next, the calculation method determines the value of the refractive index at the earth's surface, on the basis of which, using known models of the atmosphere (for example, linear, exponential, biexponential, Hopfield and other models for interpolating the altitude profile of the atmosphere), the vertical profile of the refractive index is restored and the effective radius of the earth is calculated, which means and the pH level.

Недостатками данного метода и способов его реализации являются:The disadvantages of this method and the ways of its implementation are:

Оценка РН проводится в конкретной географической точке - точке измерения параметров атмосферы. Таким образом отсутствует возможность оценки РН в направлениях трассы распространения волн.The RN assessment is carried out at a specific geographic point - the point of measurement of atmospheric parameters. Thus, there is no possibility of assessing the launch vehicle in the directions of the wave propagation path.

Используемые модели атмосферы могут не совпадать с реальным состоянием атмосферы, что вызывает погрешность измерения РН. В частности, модели не учитывают сложный характер вертикального профиля коэффициента преломления, например, наличия приподнятых и приземных волноводов.The used models of the atmosphere may not coincide with the real state of the atmosphere, which causes an error in the measurement of the RN. In particular, the models do not take into account the complex nature of the vertical profile of the refractive index, for example, the presence of raised and surface waveguides.

Известен способ радиоакустического зондирования атмосферы [4] в котором излучается акустический пакет импульсов, который облучают электромагнитными посылками. По разности фаз и частот допплеровских смещений электромагнитных импульсов определяют высотный профиль влажности и температуры, а также вычисляют высотный профиль индекса преломления. На основе индекса преломления находится уровень РН.The known method of radioacoustic sounding of the atmosphere [4] in which an acoustic pulse packet is emitted, which is irradiated with electromagnetic pulses. From the phase difference and frequencies of the Doppler displacements of electromagnetic pulses, the altitude profile of humidity and temperature is determined, and the altitude profile of the refractive index is also calculated. Based on the refractive index, the pH level is found.

Недостатком данного способа является то, что измерение уровня РН проводится в конкретной географической точке - точке проведения радиоакустического зондирования атмосферы. Таким образом отсутствует возможность измерения уровня РН в направлениях трассы распространения волн.The disadvantage of this method is that the measurement of the RN level is carried out at a specific geographic point - the point where radioacoustic sounding of the atmosphere is carried out. Thus, there is no possibility of measuring the level of the carrier in the directions of the wave propagation path.

Известен метод градиентных метеорологических измерений (т. н. методы зондирования [5, 6]) и способы его реализации [7…13]. Метод основан на проведении прямых измерений высотных профилей первичных параметров атмосферы (влажности, температуры и давления) с помощью соответствующих метеорологических датчиков. Далее на основании измеренных высотных профилей расчетным методом восстанавливается рефракционные параметры атмосферы и рассчитывается уровень РН. При этом, по типу носителя датчиков различают способы: аэростатного, ракетного и авиационного (с использованием самолетов, вертолетов и БПЛА) зондирования, а также зондирование с помощью стационарного механического подъёмника. В случае наличия на борту носителя приемопередающей аппаратуры для радиопередачи сигналов с датчиков на наземный пункт обработки - данный вид зондирования называют радиозондированием. В отличие от модельно-метеорологического метода производится непосредственный замер высотного профиля параметров атмосферы, а не интерполяция его на основании одной из моделей атмосферы. The known method of gradient meteorological measurements (the so-called methods of sounding [5, 6]) and methods of its implementation [7 ... 13]. The method is based on direct measurements of the altitude profiles of the primary parameters of the atmosphere (humidity, temperature and pressure) using appropriate meteorological sensors. Further, on the basis of the measured altitude profiles, the refractive parameters of the atmosphere are reconstructed by the calculation method and the level of the launch vehicle is calculated. At the same time, according to the type of sensor carrier, methods are distinguished: balloon, rocket and aviation (using aircraft, helicopters and UAVs) sounding, as well as sounding using a stationary mechanical lift. If there is a transceiver on board the carrier for radio transmission of signals from sensors to a ground processing point, this type of sounding is called radio sounding. In contrast to the model-meteorological method, the altitude profile of the atmospheric parameters is directly measured, and not interpolated on the basis of one of the atmospheric models.

Недостатком данного метода и способов его реализации является: The disadvantage of this method and the ways of its implementation is:

Зондирование (а значит и оценка РН) проводится в конкретной географической зоне, ограниченной автономностью (временем полета) носителя, а также дальностью осуществления радиосвязи (при радиозондировании). Sounding (and hence the LV assessment) is carried out in a specific geographic zone, limited by the autonomy (flight time) of the carrier, as well as by the range of radio communication (during radio sounding).

В связи с неуправляемым полетом при аэростатном и ракетном зондировании имеется ограниченная возможность по количеству съёмов высотного профиля. Это ограничивает возможности по измерению РН в направлениях трассы распространения волн, не совпадающих с зоной проведения зондирования.Due to the uncontrolled flight with aerostatic and rocket sounding, there is a limited opportunity for the number of readings of the altitude profile. This limits the ability to measure the LV in the directions of the wave propagation path that do not coincide with the sounding area.

При авиационном зондировании в зоне нахождения носителя происходит возмущение воздуха двигателями носителя, что вносит погрешность при восстановлении высотного профиля метрологических параметров.During airborne sounding in the area where the carrier is located, the air is disturbed by the carrier's engines, which introduces an error when restoring the altitude profile of the metrological parameters.

При аэростатном и ракетном виде зондирования, в связи с воздействием ветровых возмущений на носитель, возникает погрешность в определении высотных профилей параметров атмосферы, а значит и РН.In the case of balloon and rocket sensing, due to the effect of wind disturbances on the carrier, an error arises in determining the altitude profiles of the atmospheric parameters, and hence the launch vehicle.

При зондировании с помощью механического подъёмника зондирование производится в одной географической точке расположения данного подъёмника. Таким образом отсутствует возможность измерения РН в различных азимутальных направлениях трассы распространения волн. When sounding with the help of a mechanical lift, sounding is carried out at one geographical point of the location of this lift. Thus, there is no possibility of measuring the RN in different azimuthal directions of the wave propagation path.

Общим недостатком метода градиентных метеорологических измерений является инерционность метеорологических датчиков, а следовательно - значительное время проведения зондирования в процессе полета или перемещения датчиков. A common disadvantage of the method of gradient meteorological measurements is the inertia of meteorological sensors, and, consequently, a significant time of sounding during the flight or moving the sensors.

Необходимость наличия инфраструктуры для эксплуатации носителей датчиков, что ограничивает возможности реализации методов, в частности для оценки РН морских (корабельных) РЛС. Например, для эксплуатации авиационных носителей необходимы взлетно-посадочные полосы (площадки), а также инфраструктура для хранения и обслуживания.The need for an infrastructure for the operation of sensor carriers, which limits the possibilities of implementing the methods, in particular, for assessing the launch vehicle of sea (ship) radars. For example, the operation of aircraft carriers requires runways (sites), as well as infrastructure for storage and maintenance.

Известен способ определения усредненных значений показателя преломления воздуха (а значит и уровня РН), углов боковой и вертикальной рефракции и устройство для его реализации [14]. Сущность способа заключается в том, что определение усредненных значений градиента показателя преломления воздуха осуществляется на основе измерений вертикальной составляющей флюктуации угла прихода лазерного излучения в фокальной плоскости приемного объектива. Для реализации способа необходимо приемо-передающее лазерное устройство с возможностью фиксации угла прихода лазерного луча и т.н. «цель» - специализированный предмет или устройство (линза) с высоким коэффициентом отражения, стационарно находящийся на трассе распространения.A known method for determining the average values of the refractive index of air (and hence the level of the PH), angles of lateral and vertical refraction and a device for its implementation [14]. The essence of the method lies in the fact that the determination of the averaged values of the gradient of the refractive index of air is carried out on the basis of measurements of the vertical component of the fluctuation of the angle of arrival of laser radiation in the focal plane of the receiving lens. To implement the method, you need a transceiving laser device with the ability to fix the angle of arrival of the laser beam, and the so-called. “Target” - a specialized object or device (lens) with a high reflectance, stationary on the propagation path.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

Высокая погодозависимость способа от атмосферных осадков, связанная с использованием лазерного излучения.High weather dependence of the method on atmospheric precipitation associated with the use of laser radiation.

Использование специализированного устройства (т.н. «цель») ограничивает возможность измерения РН в различных азимутальных направлениях трассы распространения волн, т.е. измерение уровня РН возможно лишь в азимутальном направлении расположения «цели».The use of a specialized device (the so-called "target") limits the possibility of measuring the LV in different azimuthal directions of the wave propagation path, i.e. PH level measurement is possible only in the azimuthal direction of the “target” location.

Способ предназначен прежде всего для геодезических измерений [14]. Высокие значения поглощения и рассеяния лазерного излучения в атмосферных газах ограничивает дальность действия, а значит и возможность для оценки РН в направлениях трассы распространения волн.The method is intended primarily for geodetic measurements [14]. High values of absorption and scattering of laser radiation in atmospheric gases limit the range, and hence the ability to assess the launch vehicle in the directions of the wave propagation path.

Известен радиометрический метод [5] (и способы его реализации) при котором проводится экспериментальное исследование радиотеплового (радиояркостного) излучения системы атмосфера-море. Метод основан на проведении измерений угломестного профиля радиояркостной температуры, на основе которого расчетным методом восстанавливается коэффициент рефракции, а значит и измеряется уровень РН. В способах осуществления данного метода используются специализированные станция приема радиотеплового излучения и антенна, которая в общем случае имеет возможность ориентироваться в азимутальной плоскости, а значит оценивать уровень РН на трассах распространения в любом азимутальном направлении. Достоинством данного метода является оперативность измерений в связи с отсутствием применения датчиков параметров атмосферы и их носителей.Known radiometric method [5] (and methods of its implementation) in which an experimental study of radio-thermal (radio brightness) radiation of the atmosphere-sea system is carried out. The method is based on measurements of the elevation profile of the radio brightness temperature, on the basis of which the refractive index is reconstructed by the calculation method, and therefore the level of the PH is measured. In the methods for implementing this method, a specialized station for receiving thermal radio radiation and an antenna are used, which, in the general case, has the ability to navigate in the azimuthal plane, and therefore estimate the level of the launch vehicle on propagation paths in any azimuthal direction. The advantage of this method is the promptness of measurements due to the lack of use of sensors for atmospheric parameters and their carriers.

Недостатком данного метода и способов его реализации является:The disadvantage of this method and the ways of its implementation is:

Большая погрешность метода, связанная с размыванием радиояркостно-температурной границы сред атмосфера-море по причине взволнованности морской поверхности. Large error of the method associated with the blurring of the radio-brightness-temperature boundary of the atmosphere-sea environments due to the agitation of the sea surface.

Необходимость наличия радиотеплового приёмного оборудования и антенны значительных размеров: так в [5, с.113] метод реализуется с помощью параболической антенны размерами около 3 м), что ограничивает возможности реализации метода для оценки РН корабельных РЛС.The need for radio-thermal receiving equipment and an antenna of considerable size: for example, in [5, p.113], the method is implemented using a parabolic antenna with dimensions of about 3 m), which limits the possibilities of implementing the method for assessing the launch vehicle of shipborne radars.

Морское волнение приводит к качке корабля, а значит и антенны, приводящей к нестабильности её ориентации, что приводит к погрешности результатов измерений угломестного профиля радиояркостной температуры для средств корабельного базирования.Sea roughness leads to the rocking of the ship, and hence the antenna, leading to instability of its orientation, which leads to an error in the measurement results of the elevation profile of the radio brightness temperature for ship-based means.

Известен метод оценки уровня рефракции (и способы его реализации) по величине ослабления в дифракционной зоне [5], при осуществлении которого производится измерения амплитуды СВЧ сигнала, излучаемого специализированным источником, отнесенного в дифракционную зону. Кроме непосредственно аппаратуры для приема сигнала, для реализации данного метода необходима информация о текущем положении источника СВЧ сигнала в пространстве (в частности, дальность и высота), а сам источник должен перемещаться определенным образом - по заданной траектории горизонтально. В результате перемещения источника аппаратура фиксирует амплитуду принимаемого сигнала и восстанавливает дифракционную зависимость амплитуды сигнала от дальности. На основе этой зависимости расчетным методом восстанавливается коэффициент рефракции, а значит и уровень РН. Благодаря использованию специализированного СВЧ источника сигнала, а не радиотеплового фона природного происхождения (как в радиометрическом методе), исключается влияние подстилающей поверхности на результаты измерения.There is a known method for assessing the level of refraction (and methods of its implementation) by the amount of attenuation in the diffraction zone [5], in the implementation of which the amplitude of the microwave signal emitted by a specialized source referred to the diffraction zone is measured. In addition to the equipment itself for receiving the signal, for the implementation of this method, information is needed about the current position of the microwave signal source in space (in particular, the range and height), and the source itself must move in a certain way - along a given trajectory horizontally. As a result of moving the source, the equipment fixes the amplitude of the received signal and restores the diffraction dependence of the signal amplitude on the range. On the basis of this dependence, the refractive index is reconstructed by the calculation method, and hence the pH level. Due to the use of a specialized microwave signal source, rather than a radio-thermal background of natural origin (as in the radiometric method), the influence of the underlying surface on the measurement results is excluded.

Недостатком данного метода и способов его реализации являетсяThe disadvantage of this method and the ways of its implementation is

Необходимость наличия специализированного источника СВЧ сигнала и его носителя.The need for a specialized microwave signal source and its carrier.

Необходимость наличия аппаратуры записи информации о положении источника СВЧ-сигнала или аппаратуры передачи этой информации на землю.The need for equipment for recording information about the position of the microwave signal source or equipment for transmitting this information to the ground.

Необходимость наличия инфраструктуры для эксплуатации носителей, что ограничивает возможности реализации методов для оценки РН, например, корабельной РЛС.The need for an infrastructure for the operation of launch vehicles, which limits the possibilities of implementing methods for assessing the launch vehicle, for example, a shipborne radar.

Высокая погрешность измерения, определяемая ограниченным количеством измерений по причине малой протяженностью зоны рефракции в диапазоне СВЧ.High measurement error, determined by a limited number of measurements due to the small length of the refractive zone in the microwave range.

Высокая погрешность измерения в связи с сильным влиянием на результат погонного ослабления СВЧ сигнала в тропосфере.High measurement error due to the strong influence on the result of the linear attenuation of the microwave signal in the troposphere.

Известен интерференционный метод оценки уровня рефракции [5], а значит и уровня РН (и способы его реализации), на основе анализа пространственного распределения интерференционного поля. При реализации метода производится оценка амплитуды СВЧ сигнала (приемником), излучаемого специализированным источником отнесенного в зону интерференции. Причем источник и приемник сигнала могут меняться местами в зависимости от удобства реализации и практических соображений, что не оказывает влияние на результат. Для реализации метода необходима информация о текущем положении источника СВЧ сигнала в пространстве, а сам источник должен перемещаться соответствующим образом - по заданной траектории. В результате перемещения источника наземная аппаратура фиксирует амплитуду принимаемого сигнала и восстанавливает интерференционную зависимость. На основе этих зависимостей расчетным методом восстанавливается коэффициент рефракции, а значит и уровень РН. Причем в отличии от метода оценки уровня рефракции по величине ослабления в дифракционной зоне, оценивается не зависимость погонного затухания от дальности, а пространственная форма интерференционных лепестков (максимумов либо минимумов), и таким образом исключается погрешность измерения уровня РН по причине ослабления СВЧ сигнала в атмосфере.Known interference method for assessing the level of refraction [5], and hence the level of RN (and methods of its implementation), based on the analysis of the spatial distribution of the interference field. When implementing the method, the amplitude of the microwave signal (receiver) emitted by a specialized source referred to the interference zone is estimated. Moreover, the source and receiver of the signal can be swapped depending on the ease of implementation and practical considerations, which does not affect the result. To implement the method, information about the current position of the microwave signal source in space is required, and the source itself must move accordingly - along a given trajectory. As a result of the movement of the source, ground-based equipment fixes the amplitude of the received signal and restores the interference dependence. On the basis of these dependencies, the refractive index, and hence the pH level, is reconstructed by the calculation method. Moreover, in contrast to the method for assessing the level of refraction by the amount of attenuation in the diffraction zone, it is not the dependence of the linear attenuation on the range that is evaluated, but the spatial shape of the interference lobes (maxima or minima), and thus the error in measuring the PH level due to the weakening of the microwave signal in the atmosphere is eliminated.

Способы реализации метода отличаются типом носителя. В качестве носителя используется либо авиационный носитель (самолет, вертолет, БПЛА), либо стационарное устройство, установленное на поверхности земли, обеспечивающее вертикальное перемещение источника. В частности, в [5, с.121] приводится реализация метода, в котором носителем является стационарная телескопическая мачта, с возможностью перемещения антенны приемника в вертикальной плоскости, расположенная на расстоянии 7,7 км. Способы реализации метода на основе стационарного носителя имеет следующие недостатки:The methods for implementing the method differ in the type of media. The carrier is either an aircraft carrier (aircraft, helicopter, UAV), or a stationary device mounted on the earth's surface, providing vertical movement of the source. In particular, in [5, p.121] the implementation of the method is given, in which the carrier is a stationary telescopic mast, with the ability to move the receiver antenna in a vertical plane, located at a distance of 7.7 km. The methods for implementing the method based on a stationary carrier have the following disadvantages:

Отсутствие возможности измерения уровня РН в направлениях отличных от направления на стационарный носитель.Inability to measure the PH level in directions other than the direction to the stationary carrier.

Протяжённость измерения уровня РН в направлении трассы ограничивается стационарным расположением носителя.The length of the LV level measurement in the direction of the track is limited by the stationary location of the carrier.

Высота, на которой возможно проведение анализа интерференционного поля ограниченна конструктивной высотой, механической прочностью и способностью противостоять ветровым нагрузкам стационарного носителя. Это снижает качество исследования интерференционного поля, а значит приводит к погрешности определения уровня РН.The height at which it is possible to carry out the analysis of the interference field is limited by the design height, mechanical strength and the ability to withstand wind loads of the stationary carrier. This reduces the quality of the study of the interference field, and therefore leads to an error in determining the level of the RN.

Неприменимость в морских и береговых условиях (на морских трассах распространения) в связи со сложностью стационарного расположения носителя на морской поверхности.Inapplicability in sea and coastal conditions (on sea propagation routes) due to the complexity of the stationary location of the carrier on the sea surface.

Необходимость наличия специализированного источника СВЧ сигнала и его носителя.The need for a specialized microwave signal source and its carrier.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ реализации интерференционного метода оценки уровня рефракции (эффективного радиуса, уровня РН) с помощью авиационного носителя [5]. При реализации данного способа амплитуда принимаемого излучения (

Figure 00000001
) от наземного источника 1 (включающего передатчик 2 и антенну А1) регистрируется приемным устройством (состоящим из антенны А2 и приемника 4), установленным на авиационном носителе 3 фиг.2. Информация о текущем положении носителя относительно источника (в частности, текущие дальность
Figure 00000002
и высота полета
Figure 00000003
) выдается навигационной системой 5 в вычислительно-регистрационный блок 6 для обработки совместно с текущей величиной амплитуды
Figure 00000001
. В результате перемещения носителя 3 в направлении трассы распространения в вычислительно-регистрационном блоке 6 фиксируются напряженность интерференционного поля, определяются направления характерных точек (например, минимумов сигнала) и далее, на основании известной высоты полета, определяется эффективный радиус или уровень РН. При необходимости полет осуществляется в ином азимутальном направлении и на любой высоте. В данном способе источник сигнала располагается на поверхности, а приемник на носителе. The closest in technical essence and the achieved result is a method of implementing the interference method for assessing the level of refraction (effective radius, level of the launch vehicle) using an aircraft carrier [5]. When implementing this method, the amplitude of the received radiation (
Figure 00000001
) from a ground source 1 (including transmitter 2 and antenna A1) is recorded by a receiving device (consisting of antenna A2 and receiver 4) installed on the aircraft carrier 3 of Fig. 2. Information about the current position of the carrier relative to the source (in particular, the current range
Figure 00000002
and flight altitude
Figure 00000003
) is issued by the navigation system 5 to the computing and registration unit 6 for processing together with the current amplitude value
Figure 00000001
... As a result of the movement of the carrier 3 in the direction of the propagation path in the computing and registration unit 6, the intensity of the interference field is fixed, the directions of characteristic points (for example, signal minima) are determined, and then, based on the known flight altitude, the effective radius or level of the launch vehicle is determined. If necessary, the flight is carried out in a different azimuth direction and at any altitude. In this method, the signal source is located on the surface, and the receiver on the carrier.

Согласно теореме (принципу) взаимности, взаимно-обратное расположение источника и приемника сигнала допускается и не оказывает влияние на результат. Однако в случае авиационного носителя обратное взаимное расположение менее удобно с практической точки зрения, т.к. в этом случае информацию об текущей амплитуде сигнала (

Figure 00000001
) и о текущем взаимном расположении источника и приемника (определяемую величинами
Figure 00000002
,
Figure 00000003
) необходимо накапливать отдельно (соответственно на земле и на носителе) и далее обрабатывать специальным образом.According to the theorem (principle) of reciprocity, the reciprocal position of the source and receiver of the signal is allowed and does not affect the result. However, in the case of an aircraft carrier, the reverse relative positioning is less convenient from a practical point of view, since in this case, information about the current signal amplitude (
Figure 00000001
) and on the current relative position of the source and receiver (determined by the quantities
Figure 00000002
,
Figure 00000003
) must be accumulated separately (on the ground and on the carrier, respectively) and further processed in a special way.

Расчет величины эффективного радиуса

Figure 00000004
(на основании которой рассчитывается уровень РН) в вычислительно-регистрационном блоке происходит следующим образом [5, с.120]: в процессе горизонтального полета измеряются дальности
Figure 00000005
на которых фиксируются
Figure 00000006
-е интерференционные минимумы сигнала, а затем графическим либо расчетным способом согласно (1) определяется величина эквивалентного радиуса земли
Figure 00000007
. На основании найденной величины
Figure 00000004
вычисляется искомое значение РН.Calculating the effective radius
Figure 00000004
(on the basis of which the level of the launch vehicle is calculated) in the computational and registration unit occurs as follows [5, p.120]: in the course of horizontal flight, the ranges are measured
Figure 00000005
on which the
Figure 00000006
-th interference minima of the signal, and then graphically or by calculation according to (1) the value of the equivalent earth radius is determined
Figure 00000007
... Based on the found value
Figure 00000004
the required pH value is calculated.

Figure 00000008
, (
Figure 00000006
=1, 2,…), где (1)
Figure 00000008
, (
Figure 00000006
= 1, 2, ...), where (1)

Figure 00000009
и
Figure 00000003
- высоты расположения корреспондирующих пунктов: антенны наземного источника и авиационного носителя соответственно,
Figure 00000009
and
Figure 00000003
- the heights of the location of the corresponding points: the antennas of the ground source and the aircraft carrier, respectively,

Figure 00000010
- длина волны источника сигнала,
Figure 00000010
- the wavelength of the signal source,

Первый множитель выражения (1) является интерференционным множителем и является прямым следствием упрощенной формулы Введенского [15], второй -

Figure 00000011
учитывает влияние рефракции, задается графически в [16] или [17, с.102], причем:The first factor of expression (1) is an interference factor and is a direct consequence of the simplified formula of Vvedensky [15], the second is
Figure 00000011
takes into account the influence of refraction, is set graphically in [16] or [17, p.102], and:

Figure 00000012
, где
Figure 00000002
- расстояние между приёмником и передатчиком;
Figure 00000012
where
Figure 00000002
- distance between receiver and transmitter;

Figure 00000013
.
Figure 00000013
...

Рефракционные явления в тропосфере оказывают действенное влияние на несколько (обычно до 3-х) первых интерференционных лепестков. Поэтому в процессе вычисления величины

Figure 00000007
по (1) анализу подвергаются несколько первых интерференционных минимумов, т. е.
Figure 00000006
=1…3. Refractive phenomena in the troposphere have an effective influence on several (usually up to 3) first interference lobes. Therefore, in the process of calculating the quantity
Figure 00000007
according to (1), several first interference minima are analyzed, i.e.
Figure 00000006
= 1 ... 3.

Данный способ был принят за прототип.This method was adopted as a prototype.

Основным недостатком прототипа являются:The main disadvantages of the prototype are:

Необходимость наличия специализированного источника СВЧ сигнала и его носителя.The need for a specialized microwave signal source and its carrier.

Необходимость наличия инфраструктуры для эксплуатации носителей, что ограничивает возможности реализации методов для оценки РН, например, для корабельных РЛС.The need for an infrastructure for the operation of launch vehicles, which limits the possibilities of implementing methods for assessing the launch vehicle, for example, for shipborne radars.

Целью (техническим результатом) изобретения является упрощение способа и структуры устройства для измерения уровня РН, а также снижение эксплуатационных затрат при реализации способа.The aim (technical result) of the invention is to simplify the method and structure of the device for measuring the PH level, as well as to reduce operating costs when implementing the method.

Цель (технический результат) достигается тем, что в качестве специализированного источника и его носителя используется навигационный космический аппарат (НКА) из состава развернутой (действующей) группировки ГНСС [18, 19, 20], излучающий навигационные сигналы в диапазоне СВЧ. Причем информация о координате НКА вырабатывается на основе обработки навигационного сигнала. Таким образом исключается необходимость в источнике сигнала, в носителе и инфраструктуре для его эксплуатации, а также в аппаратуре обеспечивающей информацией о положении носителя (источника). Отсутствие специализированного источника сигнала и его носителя, а также отсутствие необходимости в инфраструктуре для эксплуатации носителя снижает затраты на эксплуатацию и реализацию устройства.The goal (technical result) is achieved by the fact that a navigation spacecraft (NSA) from the deployed (operating) GNSS constellation [18, 19, 20], which emits navigation signals in the microwave range, is used as a specialized source and its carrier. Moreover, information about the coordinate of the satellite is generated based on the processing of the navigation signal. This eliminates the need for a signal source, a carrier and infrastructure for its operation, as well as equipment providing information about the position of the carrier (source). The absence of a specialized signal source and its carrier, as well as the absence of the need for infrastructure for the operation of the carrier, reduces the costs of operating and implementing the device.

Способ и устройство объединены единым изобретательским замыслом, основанным на общем принципе выполнения измерений и общем принципе расчета измеряемой величины.The method and the device are united by a single inventive concept based on the general principle of performing measurements and the general principle of calculating the measured value.

Сущность изобретения и принцип работы поясняется чертежом фиг.1, на котором приведена структурная схема устройства для реализации способа измерения уровня РН.The essence of the invention and the principle of operation is illustrated by the drawing Fig. 1, which shows a block diagram of a device for implementing a method for measuring the level of the PH.

Устройство состоит из приемной антенны А, приёмника 1, навигационно-вычислительного блока 2 и вычислительно-регистрационного блока 3. Приёмное устройство (состоящее из антенны А и приемника 1) осуществляет прием сигналов НКА из состава космической группировки ГНСС 4. Навигационно-вычислительный блок 2 вырабатывает цифровые сигналы содержащие информацию об амплитуде

Figure 00000014
и угле места
Figure 00000015
сопровождаемого спутника HKAi из состава группировки 4. Далее на основе данной информации в вычислительно-регистрационном блоке 3 фиксируется зависимость
Figure 00000016
, на основании которой вычисляется уровень РН.The device consists of a receiving antenna A, receiver 1, navigation-computing unit 2 and computing-registration unit 3. The receiving device (consisting of antenna A and receiver 1) receives signals from the satellite from the GNSS space constellation 4. Navigation-computing unit 2 generates digital signals containing amplitude information
Figure 00000014
and the angle of the place
Figure 00000015
of the accompanied satellite HKA i from the constellation 4. Further, on the basis of this information in the computational and registration block 3, the dependence
Figure 00000016
, on the basis of which the pH level is calculated.

Приведем обоснование, поясняющее реализуемость изобретения, технические особенности устройства для его реализации и алгоритм его работы. Let us give a rationale explaining the feasibility of the invention, the technical features of the device for its implementation and the algorithm of its operation.

НКА из состава ГНСС, развернутых на орбите, являются средневысотными спутниками земли, орбита которых не является стационарной. Это позволяет каждый НКА рассматривать как подвижный источник, осуществляющий движение в том числе и в зоне интерференции приемного устройства.GNSS satellites deployed in orbit are medium-altitude earth satellites, the orbit of which is not stationary. This allows each satellite to be considered as a moving source that moves, including in the interference zone of the receiving device.

Антенна А и приемник 1 фиг.1 для приема сигналов НКА являются типовыми устройствами большинства навигационных приемников (навигаторов), техническая реализация которых на данный момент тривиальна.Antenna A and receiver 1 of Fig. 1 for receiving signals from the satellite are typical devices of most navigation receivers (navigators), the technical implementation of which is currently trivial.

Алгоритм работы навигационно-вычислительного блока 2 поясняется блок-схемой приведенной на фиг.3. Сигналы с НКА с выхода приемника поступают на функциональный блок 1 в котором осуществляется поиск, обнаружение и оцифровка полезных сигналов. Оцифрованные сигналы поступают в функциональные блоки 2 и 3 в которых осуществляется трехмерная фиксация точки приема (решается навигационная задача определения координат точки приема) и обработка альманахов для определения приближённых параметров орбиты и координат НКА из состава группировки ГНСС. Далее на основе известных координат точки приема, а также параметров орбиты и координат НКА в блоке 4 производится критериальный выбор одного из НКА. Затем в блоке 5 для выбранного НКА определяется точное значение угломестной координаты

Figure 00000015
относительно точки приёма на основе полученных эфемерид. Выходными информационными сигналами навигационно-вычислительного блока являются амплитуда сигнала в точке прима
Figure 00000014
и угломестная координата НКА
Figure 00000015
относительно точки приема. Функциональные блоки 1, 2, 3, 5 являются типовыми блоками большинства навигационных приемников (навигаторов), техническая реализация которых тривиальна. Задачи, решаемые функциональными блоками 4 и 6 являются типовыми задачами систем автоматического управления и сбора данных, поэтому также технически реализуемы.The operation algorithm of the navigation-computing unit 2 is illustrated by the block diagram shown in Fig. 3. The signals from the NSA from the output of the receiver are fed to the functional block 1 in which the search, detection and digitization of useful signals is carried out. The digitized signals are sent to functional blocks 2 and 3 in which three-dimensional fixation of the receiving point is carried out (the navigation problem of determining the coordinates of the receiving point is solved) and the processing of almanacs to determine the approximate parameters of the orbit and coordinates of the satellite from the GNSS constellation. Further, on the basis of the known coordinates of the receiving point, as well as the parameters of the orbit and coordinates of the satellite in block 4, a criterial selection of one of the satellite is made. Then, in block 5 for the selected satellite, the exact value of the elevation coordinate is determined
Figure 00000015
relative to the receiving point based on the received ephemeris. The output information signals of the navigation-computing unit are the signal amplitude at the prima point
Figure 00000014
and the elevation coordinate of the satellite
Figure 00000015
relative to the receiving point. Functional blocks 1, 2, 3, 5 are typical blocks of most navigation receivers (navigators), the technical implementation of which is trivial. The tasks solved by functional blocks 4 and 6 are typical tasks of automatic control and data collection systems, therefore, they are also technically feasible.

В вычислительно-регистрационном блоке 3 фиг. 1 проводится вычисление уровня РН, техническая реализуемость обосновывается нижеизложенными математическими выкладками. In the computing and registration unit 3 of FIG. 1, the calculation of the PH level is carried out, the technical feasibility is justified by the mathematical calculations below.

Известно, что напряженность поля от движущегося источника в момент радиозахода (либо радиовосхода) имеет сложную (интерференционную) структуру, определяемую выражением [2]:It is known that the field strength from a moving source at the time of radio entry (or radio sunrise) has a complex (interference) structure, determined by the expression [2]:

Figure 00000017
, где (2)
Figure 00000017
where (2)

Figure 00000018
- напряженность сигнала в свободном пространстве (нормирующим множитель);
Figure 00000018
- signal strength in free space (normalizing factor);

Figure 00000019
- нормированная диаграмма направленности приемника;
Figure 00000019
- normalized receiver directional diagram;

Figure 00000020
- коэффициент, описывающий влияние волнения моря в функции средних квадратических высот морских волн
Figure 00000021
, волнового числа
Figure 00000022
и угла скольжения
Figure 00000023
;
Figure 00000020
- coefficient describing the influence of sea waves as a function of the rms heights of sea waves
Figure 00000021
, wave number
Figure 00000022
and sliding angle
Figure 00000023
;

Figure 00000024
- комплексный коэффициент отражения Френеля для морской поверхности;
Figure 00000024
- complex Fresnel reflectance for the sea surface;

Figure 00000025
- коэффициент, характеризующий сферическую расходимость волн;
Figure 00000025
- coefficient characterizing the spherical divergence of waves;

Figure 00000026
.
Figure 00000026
...

Смысл величин

Figure 00000027
,
Figure 00000028
,
Figure 00000002
,
Figure 00000023
и их взаимосвязь поясняется на фиг.4 , причем
Figure 00000009
и
Figure 00000003
- высоты расположения корреспондирующих пунктов приема и передачи: антенны наземного приемника и носителя (НКА) соответственно. The meaning of quantities
Figure 00000027
,
Figure 00000028
,
Figure 00000002
,
Figure 00000023
and their relationship is illustrated in figure 4, and
Figure 00000009
and
Figure 00000003
- the heights of the location of the corresponding receiving and transmitting points: the antenna of the ground receiver and the carrier (NSA), respectively.

В реальных условиях форма и положение интерференционных лепестков меняется в зависимости от уровня рефракции, определяемой величиной

Figure 00000029
. Путь поводится наблюдение сигнала на входе приемника
Figure 00000016
. Тогда величина
Figure 00000029
, соответствующая максимальной степени коррелированности функций
Figure 00000016
и найденной по (2) функции
Figure 00000030
, является искомой величиной, на основании которой находится уровень РН.In real conditions, the shape and position of the interference lobes changes depending on the level of refraction, determined by the value
Figure 00000029
... The path is led observation of the signal at the input of the receiver
Figure 00000016
... Then the quantity
Figure 00000029
corresponding to the maximum degree of correlation of functions
Figure 00000016
and the function found by (2)
Figure 00000030
, is the desired value, on the basis of which the PH level is found.

По аналогии со способом-прототипом, возможно нахождения уровня РН выявлением характерных точек зависимости

Figure 00000016
, а именно - интерференционных минимумов. В предлагаемом способе, как и в способе-прототипе, дальность на которой фиксируется
Figure 00000006
-й интерференционный минимум, будет следующей:By analogy with the prototype method, it is possible to find the PH level by identifying characteristic points of dependence
Figure 00000016
, namely, interference minima. In the proposed method, as in the prototype method, the range at which is fixed
Figure 00000006
-th interference minimum will be as follows:

Figure 00000031
, (
Figure 00000006
=1, 2,…), (3)
Figure 00000031
, (
Figure 00000006
= 1, 2, ...), (3)

Данное выражение аналогично выражению (1) и справедливо для

Figure 00000032
. В ином случае следует пользоваться дифракционными формулами.This expression is similar to expression (1) and is valid for
Figure 00000032
... Otherwise, the diffraction formulas should be used.

Вычислительно-регистрационный блок, осуществляющий вычисление уровня РН на основании вышеприведенных математических выражений, как и подобный ему блок приведенный в описании прототипа, может быть реализован в современном микропроцессорном исполнении или на базе электронной вычислительной машины.The computing and registration unit, which calculates the PH level on the basis of the above mathematical expressions, like the similar unit shown in the description of the prototype, can be implemented in a modern microprocessor version or on the basis of an electronic computer.

Алгоритм работы устройства для реализации изобретения может быть следующим:The operation algorithm of the device for implementing the invention can be as follows:

1. Обнаружение полезных сигналов с НКА; 1. Detection of useful signals from the satellite;

2. Трехмерная фиксация точки приема сигнала;2. Three-dimensional fixation of the signal receiving point;

3. Определение приближённых параметров орбиты и координат НКА из состава группировки ГНСС на основе альманахов;3. Determination of approximate parameters of the orbit and coordinates of the satellite from the GNSS constellation based on almanacs;

4. Критериальный выбор НКА по результатам пп 2..3;4. Criteria selection of NCA based on the results of items 2..3;

5.Определение значения угломестной координаты

Figure 00000015
выбранного НКА относительно точки приёма на основе эфемерид;5.Determination of the elevation coordinate value
Figure 00000015
the selected satellite relative to the receiving point based on ephemeris;

6. Вычисление амплитуды сигнала с НКА

Figure 00000033
;6. Calculation of the signal amplitude from the NSA
Figure 00000033
;

7.Фиксация (построение) зависимости

Figure 00000016
на основе данных по пп 5 и 6;7.Fixing (building) dependencies
Figure 00000016
based on the data on PP 5 and 6;

8. Проверка условия достижения предельных координат НКА. Если условие не достигнуто - переход к п. 5;8. Verification of the condition for reaching the limiting coordinates of the satellite. If the condition is not met, go to step 5;

9.Вычисление уровня РН на основе зависимости

Figure 00000016
;9.Calculation of the pH level based on the dependence
Figure 00000016
;

10. Переход к п. 3.10. Go to item 3.

Испытания опытного экземпляра устройства показали высокую степень корреляции (согласно [21, 22]) результатов измерения уровня РН и результатов работы радиотехнических и радиолокационных станций.Tests of the prototype of the device showed a high degree of correlation (according to [21, 22]) between the results of measuring the level of the launch vehicle and the results of the operation of radio engineering and radar stations.

Вследствие влияния на результаты измерений уровня РН множества случайных факторов предложенный способ характеризуется некоторой погрешностью измерений. Случайная составляющая погрешности измерения уровня РН предложенного способа может быть минимизирована усреднением результатов измерений уровня РН [23] по нескольким НКА развёрнутых ГНСС. Таким образом снижается погрешность измерения уровня РН.Due to the influence of a variety of random factors on the results of measuring the pH level, the proposed method is characterized by a certain measurement error. The random component of the LV level measurement error of the proposed method can be minimized by averaging the results of LV level measurements [23] over several satellite spacecraft deployed GNSS. Thus, the error in measuring the pH level is reduced.

Источники информацииInformation sources

1. Бин Б. Р., Даттон Е. Дж. Радиометеорология. - Л.: Гидрометеоиздат, 1971. - 364 с.1. Bean BR, Dutton EJ Radiometeorology. - L .: Gidrometeoizdat, 1971. - 364 p.

2. Черный Ф. Б. Распространение радиоволн. - М.: Советское радио, 1962. - 480 с.2. Black FB Propagation of radio waves. - M .: Soviet radio, 1962 .-- 480 p.

3. Давыденко Ю. И. Дальняя тропосферная связь. - М.: Военное издательство, 1968. - 212 с.3. Davydenko Yu. I. Distant tropospheric communication. - M .: Military publishing house, 1968 .-- 212 p.

4. Патент RU2196345C2 Российская Федерация, МПК G01S 13/95. Способ радиоакустического зондирования атмосферы / Ульянов Ю. Н., Бутакова С. В., Скворцов В. С., Ветров В. И.; заявитель и патентообладатель Акционерное общество открытого типа «Латан». - № 2000112085/09; заявл. 17.05.2000; опубл. 10.01.2003, Бюл. № 1.4. Patent RU2196345C2 Russian Federation, IPC G01S 13/95. Method of radioacoustic sounding of the atmosphere / Ulyanov Yu. N., Butakova SV, Skvortsov VS, Vetrov V.I .; applicant and patentee of the Open Joint Stock Company "Latan". - No. 2000112085/09; app. 05/17/2000; publ. 10.01.2003, Bul. No. 1.

5. Михайлов Н. Ф., Рыжков А. В., Щукин Г. Г. Радиометеорологические исследования над морем. - Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - 208 с.5. Mikhailov NF, Ryzhkov AV, Shchukin GG Radiometeorological research over the sea. - L .: Gidrometeoizdat, 1990 .-- 208 p.

6. Павлов Н.В. Аэрология, радиометеорология и техника безопасности. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 432 с.6. Pavlov N.V. Aerology, radio meteorology and safety engineering. - L .: Gidrometeoizdat, 1980 .-- 432 p.

7. Патент RU2529177C1 Российская Федерация, МПК G01S 13/95. Система радиозондирования атмосферы с пакетной передачей метеорологической информации / Иванов В. Э., Гусев А. В., Плохих О. В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие «ОРТИКС». - № 2013107302/07; заявл. 19.02.2013; опубл. 27.09.2014, Бюл. № 27.7. Patent RU2529177C1 Russian Federation, IPC G01S 13/95. System of radio sounding of the atmosphere with packet transmission of meteorological information / Ivanov V.E., Gusev A.V., Plokhikh O.V .; applicant and patent holder Limited Liability Company Scientific and Production Enterprise ORTIKS. - No. 2013107302/07; app. 02/19/2013; publ. 09/27/2014, Bul. No. 27.

8. Патент RU2041476C1 Российская Федерация, МПК G01W 1/08. Способ оперативного исследования атмосферы, земной поверхности и океана / Анфимов Н. А., Цыбульский Г. А., Гордеев С. П., Смирнов Н. А., Киселев Л. Н., Мельянков Н. А., Философов В. С., Плечов В. А., Керцелли Г. М., Кармазин В. П., Катушкин В. Ю.; заявитель и патентообладатель Центральный научно-исследовательский институт машиностроения; заявл. 17.08.1992; опубл. 09.08.1995.8. Patent RU2041476C1 Russian Federation, IPC G01W 1/08. Method of operational research of the atmosphere, the earth's surface and the ocean / Anfimov N.A., Tsybulsky G.A., Gordeev S.P., Smirnov N.A., Kiselev L.N., Mel'yankov N.A., Filosofov V.S. ., Plechov V. A., Kerzelli G. M., Karmazin V. P., Katushkin V. Yu.; applicant and patentee of the Central Scientific Research Institute of Mechanical Engineering; app. 08/17/1992; publ. 08/09/1995.

9. Патент RU2172969C1 Российская Федерация, МПК G01W 1/08. Артиллерийский метеорологический комплекс / Буев Е. М., Денежкин Г. А., Макаровец Н. А., Нейман Ю. В., Немтинов В. А., Обозов Л. И., Семилет В. В., Смирнов В. Н., Трифонов Д. А., Феклистов В. В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие «Вектор». - № 2000128571/28; заявл. 17.11.2000; опубл. 27.08.2001, Бюл. № 24.9. Patent RU2172969C1 Russian Federation, IPC G01W 1/08. Artillery meteorological complex / Buev E.M., Denezhkin G.A., Makarovets N.A., Neiman Yu.V., Nemtinov V.A., Obozov L.I., Semilet V.V., Smirnov V.N. ., Trifonov D.A., Feklistov V.V .; applicant and patentee Federal State Unitary Enterprise "Vector". - No. 2000128571/28; app. 11/17/2000; publ. 27.08.2001, Bul. No. 24.

10. Патент RU2125282C1 Российская Федерация, МПК G01W 1/08. Бикалиберная метеорологическая ракета / Кузнецов В. М., Коммисаренко А. И.; заявитель и патентообладатель Конструкторское бюро приборостроения. - № 96113158/28; заявл. 21.06.1996; опубл. 20.01.1999.10. Patent RU2125282C1 Russian Federation, IPC G01W 1/08. Bicaliber meteorological rocket / Kuznetsov V.M., Kommisarenko A.I .; applicant and patentee Instrument Design Bureau. - No. 96113158/28; app. 06.21.1996; publ. 01/20/1999.

11. Патент RU2576023C1 Российская Федерация, МПК G01S 13/95. Унифицированная система радиозондирования атмосферы / Иванов В. Э., Гусев А. В., Плохих О. В., Кудинов С. И.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие «ОРТИКС». - № 2014132374/07; заявл. 05.08.2014; опубл. 27.02.2016, Бюл. № 6.11. Patent RU2576023C1 Russian Federation, IPC G01S 13/95. Unified system of radio sounding of the atmosphere / Ivanov V.E., Gusev A.V., Plokhikh O.V., Kudinov S.I .; applicant and patent holder Limited Liability Company Scientific and Production Enterprise ORTIKS. - No. 2014132374/07; app. 08/05/2014; publ. 02/27/2016, Bul. No. 6.

12. Патент RU2480791C2 Российская Федерация, МПК G01S 19/14, G01W 1/00. Метеорологическая система / Иванов В. Э., Гусев А. В., Плохих О. В.; заявитель и патентообладатель Иванов В. Э., Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие «ОРТИКС». - № 2011105829/07; заявл. 16.02.2011; опубл. 27.08.2012, Бюл. № 24.12. Patent RU2480791C2 Russian Federation, IPC G01S 19/14, G01W 1/00. Meteorological system / Ivanov V.E., Gusev A.V., Plokhikh O.V .; applicant and patentee VE Ivanov, Limited Liability Company Scientific and Production Enterprise ORTIKS. - No. 2011105829/07; app. 02/16/2011; publ. 27.08.2012, Bul. No. 24.

13. Патент RU2295142C1 Российская Федерация, МПК G01W 1/08. Способ оперативного исследования атмосферы, земной поверхности и океана / Заренков В. А., Заренков Д. В., Дикарев В. И., Доронин А. П.; заявитель и патентообладатель Заренков В. А., Заренков Д. В., Дикарев В. И., Доронин А. П. - № 2005126400/28; заявл. 10.08.2005; опубл. 10.03.2007, Бюл. № 7.13. Patent RU2295142C1 Russian Federation, IPC G01W 1/08. A method of operational research of the atmosphere, the earth's surface and the ocean / Zarenkov V. A., Zarenkov D. V., Dikarev V. I., Doronin A. P .; applicant and patentee V. A. Zarenkov, D. V. Zarenkov, V. I. Dikarev, A. P. Doronin - No. 2005126400/28; app. 08/10/2005; publ. 10.03.2007, Bul. No. 7.

14. Патент RU2382985C2 Российская Федерация, МПК G01C 1/00. Способ определения усредненных значений показателя преломления воздуха, углов боковой и вертикальной рефракции и устройство для его реализации / Дементьев В. Е., Дементьев Д. В.; заявитель и патентообладатель Дементьев В. Е., Дементьев Д. В. - № 2007141188/28; заявл. 08.11.2007; опубл. 27.02.2010, Бюл. № 6.14. Patent RU2382985C2 Russian Federation, IPC G01C 1/00. Method for determining the average values of the refractive index of air, angles of lateral and vertical refraction and a device for its implementation / Dementyev V.E., Dementyev D.V .; applicant and patentee Dementyev V. E., Dementyev D. V. - No. 2007141188/28; app. 08.11.2007; publ. 02/27/2010, Bul. No. 6.

15. Долуханов М. П. Распространение радиоволн. - М.: Связьиздат, 1952. - 492 с.15. Dolukhanov MP Propagation of radio waves. - M .: Svyazizdat, 1952 .-- 492 p.

16. Распространение ультракоротких радиоволн / Под ред. Б. А. Шиллерова. - М.: Советское радио, 1954. - 710 с.16. Propagation of ultrashort radio waves / Ed. B. A. Shillerova. - M .: Soviet radio, 1954 .-- 710 p.

17. Долуханов М. П. Распространение радиоволн. - М.: Связь, 1965. - 400 с.17. Dolukhanov MP Propagation of radio waves. - M .: Svyaz, 1965 .-- 400 p.

18. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под. ред. А. И. Петрова, В. Н. Харисова. изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: Радиотехника, 2010. - 800 с.18. GLONASS. Principles of construction and functioning / Under. ed. A. I. Petrov, V. N. Kharisova. ed. 4th, rev. and add. - M .: Radiotekhnika, 2010 .-- 800 p.

19. Глобальная спутниковая навигационная система ГЛОНАСС // Интерфейсный контрольный документ. Общее описание системы с кодовым разделением каналов. Редакция 1.0. - Москва, 2016.19. Global satellite navigation system GLONASS // Interface control document. General description of the code division multiplexing system. Revision 1.0. - Moscow, 2016.

20. NAVSTAR GPS Space Segment/Navigation User Segment Interfaces. Interface specification № IS-GPS-200, 2019.20. NAVSTAR GPS Space Segment / Navigation User Segment Interfaces. Interface specification No. IS-GPS-200, 2019.

21. Наследов А. SPSS 19: профессиональный статистический анализ данных. - СПб.: Питер, 2011. - 400 с.21. Heritage A. SPSS 19: Professional Statistical Analysis of Data. - SPb .: Peter, 2011 .-- 400 p.

22. Наглядная математическая статистика: учебное пособие / М. Б. Лагутин. - 2-е изд., испр. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. - 472 с.22. Visual mathematical statistics: textbook / MB Lagutin. - 2nd ed., Rev. - M .: BINOM. Knowledge Laboratory, 2009 .-- 472 p.

23. Рабинович С. Г. Погрешности измерений. - Л.: Энергия, 1978. - 262 с.23. Rabinovich SG Measurement errors. - L .: Energy, 1978 .-- 262 p.

Claims (3)

1. Способ измерения уровня радионаблюдаемости, заключающийся в обнаружении полезных сигналов от навигационно-космических аппаратов (НКА), излучающих навигационные сигналы, из состава одной или нескольких развернутых глобальных навигационных спутниковых систем, трехмерной фиксации точки приема сигнала, определении приближенных параметров орбиты и координат НКА на основе альманахов, критериальном выборе НКА, определении значения угломестной координаты выбранного НКА относительно точки приема на основе эфемерид
Figure 00000034
, вычислении амплитуды сигнала с НКА
Figure 00000035
, построении зависимости
Figure 00000036
, проверке условия достижения предельных координат НКА, вычислении уровня радионаблюдаемости на основе зависимости
Figure 00000036
.
1. A method for measuring the level of radio observability, which consists in detecting useful signals from navigation spacecraft (NSA) emitting navigation signals from one or more deployed global navigation satellite systems, three-dimensional fixation of the signal receiving point, determining the approximate parameters of the orbit and coordinates of the satellite on based on almanacs, criterial selection of the satellite, determining the value of the elevation coordinate of the selected satellite relative to the receiving point based on ephemeris
Figure 00000034
, calculating the amplitude of the signal from the NSC
Figure 00000035
, building dependencies
Figure 00000036
, checking the condition for reaching the limiting coordinates of the satellite, calculating the level of radio observability based on the dependence
Figure 00000036
...
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае использования навигационных аппаратов из состава нескольких глобальных навигационных спутниковых систем результаты измерения уровня радионаблюдаемости усредняются.2. The method according to claim 1, characterized in that in the case of using navigation devices from several global navigation satellite systems, the results of measuring the level of radio observability are averaged. 3. Устройство для измерения уровня радионаблюдаемости, содержащее антенну и приемник для приема сигналов с навигационных космических аппаратов глобальной навигационной спутниковой системы, навигационно-вычислительный блок для измерения амплитуды и взаимного расположения навигационных космических аппаратов и приемника, вычислительно-регистрационный блок для вычисления уровня радионаблюдаемости, отличающееся тем, что в качестве источника сигнала используется навигационный космический аппарат из состава развернутой (существующей) глобальной навигационной спутниковой системы, а в навигационно-вычислительном блоке производится поиск и обнаружение навигационного сигнала, трехмерная фиксация точки приема, обработка альманахов, критериальный выбор навигационных космических аппаратов, обработка эфемерид и амплитуды сигнала навигационных космических аппаратов, сопровождение навигационных космических аппаратов с выдачей относительных координат навигационных космических аппаратов и амплитуды сигнала в вычислительно-регистрационный блок.3. A device for measuring the level of radio observability, containing an antenna and a receiver for receiving signals from navigation spacecraft of the global navigation satellite system, a navigation-computing unit for measuring the amplitude and relative position of navigation spacecraft and a receiver, a computing-registration unit for calculating the level of radio observability, which differs by the fact that a navigation spacecraft from the deployed (existing) global navigation satellite system is used as a signal source, and the navigation-computing unit searches for and detects the navigation signal, three-dimensional fixation of the receiving point, processing almanacs, criterial selection of navigation spacecraft, processing ephemeris and signal amplitudes of navigation spacecraft, tracking of navigation spacecraft with the issuance of relative coordinates of navigation spacecraft and signal amplitude la in the computing and registration unit.
RU2020127523A 2020-08-18 2020-08-18 Method for measuring the level of radio observability and apparatus for implementation thereof RU2750133C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127523A RU2750133C1 (en) 2020-08-18 2020-08-18 Method for measuring the level of radio observability and apparatus for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127523A RU2750133C1 (en) 2020-08-18 2020-08-18 Method for measuring the level of radio observability and apparatus for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750133C1 true RU2750133C1 (en) 2021-06-22

Family

ID=76504912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020127523A RU2750133C1 (en) 2020-08-18 2020-08-18 Method for measuring the level of radio observability and apparatus for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750133C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1619336A (en) * 2004-12-08 2005-05-25 中国海洋大学 Satellite quantitative remote sensing method of offshore weather visibility
RU172342U1 (en) * 2016-06-09 2017-07-04 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) Radar observability assessment device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1619336A (en) * 2004-12-08 2005-05-25 中国海洋大学 Satellite quantitative remote sensing method of offshore weather visibility
RU172342U1 (en) * 2016-06-09 2017-07-04 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) Radar observability assessment device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
V.N. Bystrov et al. On the issue of assessing the effectiveness of the use of satellite navigation systems, taking into account the possible shading of satellites / Navigation and Hydrography, 2007, N 24, pp. 34-44. *
В.Н. Быстров и др. К вопросу оценки эффективности применения спутниковых навигационных систем с учётом возможного затенения спутников / Навигация и гидрография, 2007, N 24, стр. 34-44. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7872603B2 (en) Method and apparatus for making airborne radar horizon measurements to measure atmospheric refractivity profiles
US9588246B2 (en) Data collection system, marine seismic survey system and method of estimating a corrected sound speed
Braasch Multipath
US20090278736A1 (en) Method and apparatus for relative navigation using reflected gps signals
US5949364A (en) Method and system for producing images of an object
US10254392B2 (en) Reverse-ephemeris method for determining position, attitude, and time
RU2411538C2 (en) Method of determining error in measuring aircraft velocity with inertial navigation system and onboard navigation system for realising said method
Amzajerdian et al. Doppler lidar sensor for precision landing on the moon and mars
US6634600B2 (en) Satellite constellation for measuring atmospheric wind speeds using doppler lidar
WO2016168412A1 (en) Synthetic aperture radar mineral prospector
CN103487798A (en) Method for measuring height of phase array radar
Steinvall et al. Airborne laser depth sounding: system aspects and performance
US7739048B2 (en) Method and system for determining water vapor profile using GPS signals
AU2014350296A1 (en) Method of calculating the surface speed of at least one ship and method for deduction of each vector derived at any point of the trajectory of said ship
RU2750133C1 (en) Method for measuring the level of radio observability and apparatus for implementation thereof
RU2390098C2 (en) Coordinate-information support method for underwater mobile objects
Baskakov et al. Problem of detecting space debris objects using multi-position radar system
CN116105685A (en) Intertidal zone topography seamless integrated measurement method based on acousto-optic remote sensing and rollers
RU2743332C1 (en) Rocket for measuring the level of radio observability
US11290363B2 (en) Method for self-localizing of an ad hoc network of in-water systems
Ananenkov et al. Interferometric rsa for the ice situation monitoring
Luo et al. Analysis of static single-difference positioning errors in walk-around underwater navigation.
RU2703806C1 (en) On-board system of unmanned aerial vehicle (uav) with autonomous correction of coordinates
Kartsan et al. Radar sensing of the sea surface using small spacecraft
Kayser et al. Weapon scoring results from a GPS acoustic weapons test and training system