RU2798776C1 - Method for locating sources of decameter radio emission - Google Patents

Method for locating sources of decameter radio emission Download PDF

Info

Publication number
RU2798776C1
RU2798776C1 RU2022119293A RU2022119293A RU2798776C1 RU 2798776 C1 RU2798776 C1 RU 2798776C1 RU 2022119293 A RU2022119293 A RU 2022119293A RU 2022119293 A RU2022119293 A RU 2022119293A RU 2798776 C1 RU2798776 C1 RU 2798776C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
range
radio
radio emission
iri
Prior art date
Application number
RU2022119293A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Пономарчук
Владимир Иванович Куркин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЗФ СО РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЗФ СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЗФ СО РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2798776C1 publication Critical patent/RU2798776C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio direction finding.
SUBSTANCE: invention can be implemented in radio monitoring and radar systems for locating a source of decameter radio emission in frequency, azimuth and elevation of an incoming ionospheric radio wave using data from oblique-backward sounding (OBS) of the ionosphere. The claimed method consists in determining the range to a radio emission source (RES) along the leading edge of the OBS diagnostic signal by correcting the elevation angles of the incoming radio wave calculated from the median ionospheric model for various distances from the reception point in the search sector. To do this, the method includes receiving and measuring the azimuth and elevation angle of the ionospheric radio wave from RES, ionospheric OBS in the direction of the radio wave arrival azimuth, highlighting the leading edge of the OBS signal on the ionogram, determining the maximum applicable frequencies (MAF) of oblique sounding on the range grid along the leading edge of the OBS signal, correcting the predicted angular frequency characteristics of slant propagation on the MAF range grid and determining the range to RES in frequency and elevation and calculating the location coordinates.
EFFECT: improved accuracy of the location of sources of decameter radio emission by the goniometer-range method.
1 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к радиопеленгации и может быть реализовано в системах радиоконтроля и радиолокации для местоопределения источника радиоизлучения (ИРИ) по частоте, азимуту и углу места приходящей ионосферной радиоволны.The invention relates to radio direction finding and can be implemented in radio monitoring and radar systems for locating a source of radio emission (RES) in frequency, azimuth and elevation of an incoming ionospheric radio wave.

Традиционным методом определения координат источников радиоизлучений (ИРИ) является триангуляционный метод, предполагающий наличие сети пеленгационных пунктов, объединенных единой системой управления (Патент RU №2490661 С1, МПК G01S 1/08 - 20.08.2013, Бюл. №23). Он основан на одновременном использовании нескольких KB пеленгаторов. Для высокой точности местоопределения ИРИ необходим разнос между пунктами пеленгации в несколько сотен километров с обязательным наличием системы связи между ними. К недостаткам метода можно также отнести различие условий прохождения радиоволн на трассах определения пеленга, вплоть до отсутствия приема радиосигнала, что может приводить к ошибкам определения координат ИРИ.The traditional method for determining the coordinates of radio emission sources (RES) is the triangulation method, which assumes the presence of a network of direction-finding points united by a single control system (Patent RU No. 2490661 C1, IPC G01S 1/08 - 20.08.2013, Bull. No. 23). It is based on the simultaneous use of several KB direction finders. For high accuracy of positioning of RRS, a separation between direction finding points of several hundred kilometers is required with the obligatory presence of a communication system between them. The disadvantages of the method include the difference in the conditions for the passage of radio waves on the paths for determining the bearing, up to the absence of radio signal reception, which can lead to errors in determining the coordinates of the RES.

Способ однопунктового местоопределения ИРИ (Патент RU №2523650 С2, МПК G01S 5/00 - 20.07.2014, Бюл. №20) заключается в моделировании модов распространения сигналов с сетки дальностей, определение по углам прихода модов фазового набега в антенных элементах (АЭ) круговой антенной решетки (АР). Далее эти фазовые набеги вычитаются из сигнала от АЭ, квадратично детектируются и усредняются по количеству АЭ АР. Пеленг и дальность до ИРИ определяется по минимуму результатов усреднения, взвешенному пропорционально числу лучей. Предлагается использовать станцию ВЗ, которая определяет высоты и критические частоты ионосферных слоев или месячные прогнозы. Недостатком данного способа является ограниченная возможность применения - только для односкачковых трасс с углами места более 10 градусов, невозможность правильной оценки принимаемого сигнала, того что он соответствует определенным условиям и как следствие низкая вероятность правильного местоопределения ИРИ.The method of single-point positioning of RES (Patent RU No. 2523650 C2, IPC G01S 5/00 - 20.07.2014, Bull. No. 20) consists in modeling the propagation modes of signals from the range grid, determining the angles of arrival of the phase incursion modes in antenna elements (AE) circular antenna array (AR). Further, these phase incursions are subtracted from the signal from the AE, quadratically detected and averaged over the number of AE AA. The bearing and range to RES is determined by the minimum of averaging results, weighted in proportion to the number of beams. It is proposed to use the VZ station, which determines the heights and critical frequencies of the ionospheric layers or monthly forecasts. The disadvantage of this method is the limited possibility of application - only for single-hop paths with elevation angles of more than 10 degrees, the impossibility of correctly assessing the received signal, that it meets certain conditions and, as a result, the low probability of correct location of the RES.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ местоопределения источников радиоизлучения (Патент RU №94017080 А1, МПК G01S 3/02 - 27.05.1996), в котором с целью повышения точности определения координат ИРИ дополнительно измеряют наклонную дальность до ИРИ. Для определения наклонной дальности применяют возвратно-наклонное зондирование (ВНЗ) ионосферы на частоте, близкой к частоте ИРИ. Измеряют время задержки импульса обратного отражения ВНЗ от земной поверхности в районе местонахождения ИРИ, принятого на разностную диаграмму направленности (ДН) широкобазисной антенно-фидерной системы. Предварительно ДН устанавливается по азимуту и углу места радиоволны ИРИ.Closest to the proposed technical solution is a method of locating sources of radio emission (Patent RU No. 94017080 A1, IPC G01S 3/02 - 05/27/1996), in which, in order to improve the accuracy of determining the coordinates of RES, the slant range to RES is additionally measured. To determine the slant range, back-oblique sounding (BIS) of the ionosphere is used at a frequency close to the frequency of the SRI. The delay time of the BIS back reflection pulse from the earth's surface is measured in the region of the location of the RES, received on the differential radiation pattern (DN) of the wide-base antenna-feeder system. The RP is preliminarily set according to the azimuth and elevation angle of the RES radio wave.

Данное изобретение принято за прототип. Измеряется задержка импульса по переднему фронту на временной развертке сигнала ВНЗ. Термин «наклонная дальность» в прототипе эквивалентен минимальному групповому пути распространения Рm сигнала, рассеянного вблизи границы освещенной зоны Dm для заданной частоты. Дальность до ИРИ - Dm определяют по формуле DmmcosΔ, где Δ - угол места приходящей радиоволны (Фиг. 1).This invention is taken as a prototype. The pulse delay is measured along the leading edge on the time base of the BIS signal. The term "slant range" in the prototype is equivalent to the minimum group propagation path R m signal scattered near the border of the illuminated zone D m for a given frequency. The range to IRI - D m is determined by the formula D m =P m cosΔ, where Δ is the elevation angle of the incoming radio wave (Fig. 1).

Основной недостаток прототипа заключается в том, что помимо сигналов, рассеянных от участков земной поверхности, расположенных близи границы освещенной зоны, регистрируются сигналы, отраженные от выделенных объектов на земной поверхности и рассеивающих образований в ионосфере. Это приводит к ошибкам местоопределения ИРИ. Другим недостатком является использование приближенной связи минимального группового пути с дальностью, которая неприменима для больших дальностей до ИРИ.The main disadvantage of the prototype is that in addition to the signals scattered from areas of the earth's surface located near the border of the illuminated zone, the signals reflected from selected objects on the earth's surface and scattering formations in the ionosphere are recorded. This leads to errors in RES location. Another disadvantage is the use of an approximate connection of the minimum group path with the range, which is not applicable for large distances to the RES.

Целью заявляемого изобретения является повышение точности местоопределения источников декаметрового радиоизлучения угломерно-дальномерном методом за счет того, что дальность до источника радиоизлучения определяют по переднему фронту диагностического сигнала возвратно-наклонного зондирования путем корректировки углов места приходящей радиоволны для различных удалений от точки приема в секторе поиска.The purpose of the claimed invention is to improve the accuracy of locating sources of decameter radio emission by the goniometer-ranging method due to the fact that the range to the source of radio emission is determined by the leading edge of the diagnostic signal of the reciprocating sloping sounding by adjusting the elevation angles of the incoming radio wave for different distances from the reception point in the search sector.

Суть способа заключается в том, что координаты ИРИ вычисляют путем измерения угла прихода радиоволны в азимутальной плоскости (пеленга) (ϕИРИ) от ИРИ, угла прихода волны в вертикальной плоскости (угол места ΔИРИ), и определения дальности до ИРИ (DИРИ) по данным возвратно-наклонного зондирования ионосферы. Дальность DИРИ определяют из дальностно - угловой характеристики (ДУХ) D(Δ), полученной путем корректировки прогнозных углов места приходящей радиоволны, рассчитанных по медианной модели ионосферы для различных удалений от точки приема, по переднему фронту диагностического сигнала ВНЗ в секторе поиска без адаптации параметров ионосферы.The essence of the method lies in the fact that the coordinates of the IRI are calculated by measuring the angle of arrival of the radio wave in the azimuth plane (bearing) (ϕ IRI ) from the IRI, the angle of arrival of the wave in the vertical plane (elevation angle Δ IRI ), and determining the range to the IRI (D IRI ) according to oblique-reciprocating sounding of the ionosphere. The range D of the IRI is determined from the range-angular characteristic (DUH) D(Δ), obtained by correcting the predicted elevation angles of the incoming radio wave, calculated from the median ionospheric model for various distances from the receiving point, along the leading edge of the BIS diagnostic signal in the search sector without parameter adaptation ionosphere.

Определение дальности до ИРИ по данным ВНЗ включает:Determining the range to the RES according to the BHZ data includes:

1. Выделение переднего фронта сигнала ВНЗ на ионограмме.1. Identification of the leading edge of the BIS signal on the ionogram.

2. Определение максимальной применимой частоты (МПЧ) мода распространения на сетке дальностей в секторе зондирования.2. Determination of the maximum usable frequency (MUF) of the propagation mode on the range grid in the sounding sector.

3. Корректировка угловых частотных характеристик (УЧХ) наклонного распространения на сетке дальностей по МПЧ.3. Correction of the angular frequency characteristics (FCR) of oblique propagation on the MUF range grid.

4. Построение дальностно-угловой характеристики D(Δ) для частоты радиоизлучения источника, используя скорректированные УЧХ на сетке дальностей.4. Construction of the range-angular characteristic D(Δ) for the radio emission frequency of the source, using the corrected frequency response on the range grid.

5. Определение дальности DИРИ до ИРИ по углу места ΔИРИ и определение координат ИРИ по пеленгу ϕИРИ и DИРИ.5. Determining the distance D IRI to IRI by elevation angle Δ IRI and determining the coordinates of IRI by bearing ϕ IRI and D IRI .

Суть способа поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the method is illustrated by drawings, which show:

Фиг. 1 - Эквивалентная траектория распространения радиоволны;Fig. 1 - Equivalent trajectory of radio wave propagation;

Фиг. 2 - Частотные зависимости минимального группового пути

Figure 00000001
(сплошная линия), дальности до границы освещенной зоны
Figure 00000002
(штриховая линия) и реальный передний фронт сигнала ВНЗ
Figure 00000003
(линия с точками);Fig. 2 - Frequency dependences of the minimum group path
Figure 00000001
(solid line), distances to the border of the illuminated zone
Figure 00000002
(dashed line) and the real leading edge of the BIS signal
Figure 00000003
(line with dots);

Фиг. 3 - Частотные зависимости угла прихода радиоволны на сетке дальностей;Fig. 3 - Frequency dependences of the angle of arrival of the radio wave on the range grid;

Фиг. 4 - Дальностно-угловая характеристика D(Δ) для различных частот.Fig. 4 - Range-angular characteristic D(Δ) for different frequencies.

Возвратно-наклонное зондирование проводят в направлении азимута прихода радиоволны от ИРИ. В результате зондирования регистрируется ионограмма - матрица амплитуд рассеянных земной поверхностью сигналов с координатами: частота - групповой путь. Максимум на амплитудной развертке сигнала ВНЗ на частоте f формируется сигналами, рассеянными на границе освещенной зоны Dm, в области фокусировки, где происходит слияние верхнего и нижнего лучей падающего поля. Задержка максимума близка к минимальной задержке распространения рассеянного сигнала, или минимальному групповому пути Рm. Минимальный групповой путь Рm(f) слабо меняется при изменении параметров ионосферы и является адиабатическим инвариантом на относительной сетке частот

Figure 00000004
где
Figure 00000005
- МПЧ для максимальной дальности распространения сигнала ВНЗ. Также адиабатическим инвариантом на относительной сетке частот v является отношение Рm/Dm.Reverse-oblique sounding is carried out in the direction of the azimuth of the arrival of the radio wave from the IRI. As a result of sounding, an ionogram is recorded - a matrix of amplitudes of signals scattered by the earth's surface with coordinates: frequency - group path. The maximum in the amplitude sweep of the BIS signal at frequency f is formed by the signals scattered at the border of the illuminated zone D m in the focus region where the upper and lower beams of the incident field merge. The maximum delay is close to the minimum propagation delay of the scattered signal, or the minimum group path P m. The minimum group path Р m (f) changes slightly with changing ionospheric parameters and is an adiabatic invariant on the relative frequency grid
Figure 00000004
Where
Figure 00000005
- MUF for the maximum propagation range of the BHZ signal. Also, the adiabatic invariant on the relative frequency grid v is the ratio Р m /D m .

1. Выделение переднего фронта сигнала ВНЗ на ионограмме проводят на основе адиабатической зависимости минимального группового пути на относительной сетке частот v с использованием модельной частотной зависимости

Figure 00000006
(f) и результатов вторичной обработки данных зондирования - массив моментов прихода рассеянного сигнала со значимой амплитудой
Figure 00000007
1. The selection of the leading edge of the BIS signal on the ionogram is carried out on the basis of the adiabatic dependence of the minimum group path on the relative frequency grid v using the model frequency dependence
Figure 00000006
(f) and the results of secondary processing of sounding data - an array of times of arrival of the scattered signal with a significant amplitude
Figure 00000007

Моделирование минимального группового пути

Figure 00000008
проводят методом «кривых передачи» (Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. М.: Мир, 1973. стр. 342-345). Соотношение между частотой f волны, падающей наклонно на ионосферный слой, и частотой эквивалентной вертикальной волны fv, связаны по закону секанса:Modeling the Minimum Group Path
Figure 00000008
carried out by the method of "transmission curves" (Davis K. Radio waves in the ionosphere. M.: Mir, 1973. pp. 342-345). The ratio between the frequency f of the wave incident obliquely on the ionospheric layer and the frequency of the equivalent vertical wave f v are related according to the law of secant:

Figure 00000009
Figure 00000009

В отличие от плоского волновода (k=1), поправочный коэффициент k за счет сферичности Земли зависит от длины трассы. Опорные значения функции k(D) для средних ионосферных условий приведены в табл. 1. Частотная зависимость действующей высоты эквивалентной волны h'(fv) называется ВЧХ.Unlike a planar waveguide (k=1), the correction factor k due to the sphericity of the Earth depends on the path length. The reference values of the k(D) function for average ionospheric conditions are given in Table 1. 1. The frequency dependence of the effective height of the equivalent wave h'(f v ) is called VChH.

Figure 00000010
Figure 00000010

Исходя из геометрии радиотрассы (Фиг. 1), дальность распространения радиоволны, выходящей под углом Δ, определяется выражением:Based on the geometry of the radio path (Fig. 1), the propagation range of the radio wave emerging at an angle Δ is determined by the expression:

Figure 00000011
Figure 00000011

где

Figure 00000012
Where
Figure 00000012

R - радиус земли.R is the radius of the earth.

Угол падения ϕ волны записывается в виде:The angle of incidence ϕ of the wave is written as:

Figure 00000013
Figure 00000013

Для заданной высотно-частотной характеристики h'(fv) и частоты f, определяемой выражением (1), уравнение (2) для фиксированной дальности D имеет два решения относительно угла выхода Δ, соответствующих различным значениям h'(fv) - нижний и верхний лучи. Решения уравнения (2) на сетке дальностей определяют дальностно-угловую характеристику D(Δ). Минимум в зависимости D(Δ) соответствует дальности до границы освещенной зоны Dm. Частота f для этой дальности, где смыкаются верхний и нижние лучи, называется максимальной применимой частотой радиосвязи fm. Групповой путь распространения волны по значениям h' и Δ вычисляют по формуле:For a given height-frequency characteristic h'(f v ) and frequency f defined by expression (1), equation (2) for a fixed range D has two solutions with respect to the exit angle Δ, corresponding to different values of h'(f v ) - lower and upper rays. The solutions of equation (2) on the range grid determine the range-angular characteristic D(Δ). The minimum in the dependence D(Δ) corresponds to the distance to the border of the illuminated zone D m . The frequency f for this range, where the upper and lower beams meet, is called the maximum usable radio frequency f m . The group path of wave propagation by the values h' and Δ is calculated by the formula:

Figure 00000014
Figure 00000014

На основе расчета группового пути нижнего и верхнего лучей на сетке дальностей определяют дистанционно-угловую характеристику Р(Δ) для фиксированной частоты зондирования. Минимум в зависимости Р(Δ) соответствует минимальному групповому пути распространения Рm. По результатам расчета Рm и Dm на сетке рабочих частот по ВЧХ, полученной из медианной модели ионосферы, определяют частотные зависимости

Figure 00000015
Угловую частотную характеристику Δmod(f) для фиксированной дальности D рассчитывают по h'(fv), используя закон секанса (1), на основе выражений:Based on the calculation of the group path of the lower and upper beams on the range grid, the distance-angular characteristic P(Δ) is determined for a fixed sounding frequency. The minimum in dependence P(Δ) corresponds to the minimum group propagation path P m . Based on the results of calculating P m and D m on the grid of operating frequencies according to the VChH obtained from the median model of the ionosphere, the frequency dependences are determined
Figure 00000015
The angular frequency response Δ mod (f) for a fixed range D is calculated from h'(f v ) using the law of secant (1), based on the expressions:

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

Для выделения переднего фронта на ионограмме характеристику

Figure 00000018
пересчитывают на относительную сетку частот
Figure 00000019
и строят модельную маску относительно
Figure 00000020
в виде полосы шириной ΔР. Значение ΔР подбирается, исходя из разрешения ионозонда по дальности, порядка 40÷60 км. Для экспериментального набора значений группового пути
Figure 00000021
определяют возможную область нахождения реальной частоты
Figure 00000022
соответствующей максимальной дальности скачка. Нижней границей этой области является значение критической частоты слоя в точке излучения. Верхней - частота заведомо больше реальной
Figure 00000023
(например, предельная частота зондирования). В цикле по частоте, значения (f, P)k переводят на относительную сетку частот
Figure 00000024
где
Figure 00000025
пробегает весь указанный диапазон с некоторым шагом, и подсчитывают число экспериментальных точек, попадающих в модельную маску. По максимуму гистограммы распределения числа экспериментальных точек, попадающих в модельную маску определяют реальную частоту масштабирования
Figure 00000026
Умножением v на вычисленное значение
Figure 00000027
прогнозные значения Рm(v) переносят на частотную шкалу f. В результате, получают масштабированную прогнозную
Figure 00000028
которую принимают за границу переднего фронта сигнала ВНЗ на ионограмме -
Figure 00000029
To highlight the leading edge on the ionogram, the characteristic
Figure 00000018
recalculated to the relative frequency grid
Figure 00000019
and build a model mask with respect to
Figure 00000020
in the form of a strip with a width of ΔР. The value of ΔР is selected based on the range resolution of the ionosonde, on the order of 40÷60 km. For an experimental set of group path values
Figure 00000021
determine the possible location of the real frequency
Figure 00000022
corresponding to the maximum jump distance. The lower boundary of this region is the value of the critical frequency of the layer at the radiation point. Upper - the frequency is obviously higher than the real one
Figure 00000023
(for example, the limiting frequency of sounding). In a frequency loop, the (f, P) k values translate into a relative frequency grid
Figure 00000024
Where
Figure 00000025
runs through the entire specified range with a certain step, and count the number of experimental points that fall into the model mask. Based on the maximum histogram of the distribution of the number of experimental points falling into the model mask, the real scaling frequency is determined
Figure 00000026
Multiplying v by the calculated value
Figure 00000027
the predicted values of P m (v) are transferred to the frequency scale f. As a result, a scaled predictive value is obtained.
Figure 00000028
which is taken beyond the boundary of the leading edge of the BIS signal on the ionogram -
Figure 00000029

2. Определение МПЧ мода распространения на сетке дальностей в секторе зондирования проводят следующим образом. По заданной дальности D0 с использованием зависимости

Figure 00000030
определяют прогнозную МПЧ мода распространения
Figure 00000031
и вычисляют отношение
Figure 00000032
(Фиг. 2). Далее, на переднем фронте
Figure 00000033
определяется частота
Figure 00000034
для которой групповой путь равен значению
Figure 00000035
2. Determination of the MUF propagation mode on the range grid in the sounding sector is carried out as follows. For a given range D 0 using the dependence
Figure 00000030
determine the predictive MUF propagation mode
Figure 00000031
and calculate the ratio
Figure 00000032
(Fig. 2). Next, on the front line
Figure 00000033
frequency is determined
Figure 00000034
for which the group path is equal to the value
Figure 00000035

3. Корректировку угловых частотных характеристик (УЧХ) наклонного распространения на сетке дальностей по МПЧ проводят следующим образом. По прогнозной ВЧХ рассчитывают зависимость Δmod(β) для дальности D0 на относительной сетке частот

Figure 00000036
Реальную УЧХ восстанавливают из прогнозных характеристик Δmod(β) умножением β на
Figure 00000037
Таким образом, УЧХ для радиотрассы заданной длины D0 есть масштабированная прогнозная УЧХ с коэффициентом
Figure 00000038
3. The correction of the angular frequency characteristics (UHF) of the oblique propagation on the range grid according to the MUF is carried out as follows. According to the predictive VChH, the dependence Δ mod (β) is calculated for the range D 0 on the relative frequency grid
Figure 00000036
The real FRF is recovered from the predictive characteristics Δ mod (β) by multiplying β by
Figure 00000037
Thus, the FRF for a radio path of a given length D 0 is a scaled predictive FRF with a coefficient
Figure 00000038

4. Построение дальностно - угловой характеристики D(A) для частоты радиоизлучения источника проводят по скорректированным УЧХ сигналов наклонного распространения на сетке дальностей (Фиг. 3 и Фиг. 4).4. The construction of the range - angular characteristics D(A) for the frequency of the radio emission of the source is carried out according to the corrected FFC of the signals of oblique propagation on the range grid (Fig. 3 and Fig. 4).

5. Определение дальности DИРИ до ИРИ по углу места ΔИРИ проводят по скорректированной дальностно - угловой характеристике D(Δ) для частоты радиоизлучения источника. Координаты местоположения ИРИ рассчитывают по пеленгу ϕИРИ и DИРИ.5. Determination of the range D IRI to IRI in elevation Δ IRI is carried out according to the corrected range - angular characteristic D (Δ) for the frequency of the radio emission of the source. IRI location coordinates are calculated by bearing ϕ IRI and D IRI .

Преимуществами заявляемого способа местоопределения ИРИ по сравнению с известными способами являются:The advantages of the proposed method of RES location in comparison with known methods are:

- повышение точности определения дальности до ИРИ с использованием данных ВНЗ в секторе местоопределения;- improving the accuracy of determining the range to RES using the BIS data in the positioning sector;

- отсутствие адаптации параметров ионосферы для коррекции прогнозной дальностно-угловой характеристики приходящей радиоволны;- lack of adaptation of the ionospheric parameters to correct the predicted range-angular characteristics of the incoming radio wave;

- возможность использования упрощенных, технически реализуемых алгоритмов расчета характеристик распространения декаметровых радиоволн.- the possibility of using simplified, technically feasible algorithms for calculating the propagation characteristics of decameter radio waves.

Claims (1)

Способ местоопределения источников радиоизлучения угломерно-дальномерным методом в декаметровом диапазоне радиоволн, включающий измерения наклонной дальности до источника радиоизлучения с использованием возвратно-наклонного зондирования (ВНЗ) ионосферы, отличающийся тем, что дальность до источника радиоизлучения определяют по переднему фронту диагностического сигнала возвратно-наклонного зондирования, выделение которого на ионограмме проводят на основе адиабатической зависимости минимального группового пути Рm на относительной сетке частот ν с использованием модельной частотной зависимости минимального группового пути
Figure 00000039
и результатов вторичной обработки данных зондирования – массива моментов прихода рассеянного сигнала со значимой амплитудой
Figure 00000040
, в результате чего получают масштабированную прогнозную частотную зависимость минимального группового пути
Figure 00000039
которую принимают за границу переднего фронта сигнала ВНЗ на ионограмме
Figure 00000041
далее проводят по заданной дальности радиотрассы D0 определение максимальной применимой частоты мода распространения на сетке дальностей в секторе зондирования с использованием зависимости
Figure 00000042
, определяя прогнозную максимально применимую частоту мода распространения
Figure 00000043
и вычисляя отношение
Figure 00000044
, с использованием которого на переднем фронте сигнала ВНЗ на ионограмме
Figure 00000045
определяют частоту
Figure 00000046
для которой групповой путь равен значению
Figure 00000047
, которую принимают за максимально применимую частоту мода распространения, после чего проводят корректировку угловых частотных характеристик (УЧХ) Δmod(f) наклонного распространения на сетке дальностей по найденной максимально применимой частоте
Figure 00000046
рассчитывая по прогнозной высотно-частотной характеристике зависимость Δmod(β) для дальности D0 на относительной сетке частот
Figure 00000048
при этом реальную УЧХ восстанавливают из прогнозных характеристик Δmod(β) умножением β на
Figure 00000046
затем проводят построение дальностно-угловой характеристики D(Δ) для частоты радиоизлучения источника, используя полученные скорректированные УЧХ сигналов наклонного распространения на сетке дальностей, определение дальности DИРИ до источников радиоизлучения по углу места ΔИРИ проводят по скорректированной дальностно-угловой характеристике D(Δ) для частоты радиоизлучения источника, а координаты местоположения источников радиоизлучения рассчитывают по пеленгу ϕИРИ от ИРИ, углу места ΔИРИ и определенной дальности до ИРИ DИРИ.
A method for locating sources of radio emission by the goniometric-ranging method in the decameter range of radio waves, including measuring the slant range to the source of radio emission using reciprocating sounding (BIS) of the ionosphere, characterized in that the range to the source of radio emission is determined by the leading edge of the diagnostic signal of reciprocating sounding, the selection of which on the ionogram is carried out on the basis of the adiabatic dependence of the minimum group path P m on the relative frequency grid ν using the model frequency dependence of the minimum group path
Figure 00000039
and the results of secondary processing of sounding data - an array of moments of arrival of a scattered signal with a significant amplitude
Figure 00000040
, resulting in a scaled predictive frequency dependence of the minimum group path
Figure 00000039
which is taken beyond the boundary of the leading edge of the BIS signal on the ionogram
Figure 00000041
then, for a given range of the radio path D 0 , the maximum applicable frequency of the propagation mode on the range grid in the sounding sector is determined using the dependence
Figure 00000042
, determining the predicted maximum usable propagation mode frequency
Figure 00000043
and calculating the ratio
Figure 00000044
, using which at the leading edge of the BIS signal on the ionogram
Figure 00000045
determine the frequency
Figure 00000046
for which the group path is equal to the value
Figure 00000047
, which is taken as the maximum applicable frequency of the propagation mode, after which the angular frequency characteristics (FCR) Δ mod (f) of the slant propagation on the range grid are corrected according to the found maximum applicable frequency
Figure 00000046
calculating from the predictive height-frequency characteristic the dependence Δ mod (β) for the distance D 0 on the relative frequency grid
Figure 00000048
at the same time, the real FRF is restored from the predictive characteristics Δ mod (β) by multiplying β by
Figure 00000046
then, the distance-angular characteristic D(Δ) is plotted for the frequency of the radio emission of the source, using the obtained corrected FFC of oblique propagation signals on the range grid, the distance D of the radio emission source to the sources of radio emission is determined by the elevation angle Δ RES is carried out according to the corrected range-angular characteristic D(Δ) for the frequency of the radio emission of the source, and the coordinates of the location of the sources of radio emission are calculated by the bearing ϕ of the IRI from the IRI, the elevation angle Δ IRI and a certain range to the IRI D IRI .
RU2022119293A 2022-07-13 Method for locating sources of decameter radio emission RU2798776C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2798776C1 true RU2798776C1 (en) 2023-06-27

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3641626A1 (en) * 1986-12-05 1988-06-16 Licentia Gmbh Method for determining the location of a transmitter and a direction-finding receiver for such a method
EP0668512A2 (en) * 1994-02-18 1995-08-23 Thomson-Csf Method for positioning of transmitter
RU94017080A (en) * 1994-05-10 1996-05-27 Калининградское высшее военно-морское училище Method for detection of place of radio transmitting sources
RU2285934C2 (en) * 2004-06-15 2006-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "ГКБ "Связь") Method for one-positional detection of position of decametric transmitters
RU2523650C2 (en) * 2012-04-03 2014-07-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for single-step location of short-wave radiation source
CN104076348A (en) * 2014-07-09 2014-10-01 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 Radar beyond visual range base line passive cooperative localization method
RU2713188C1 (en) * 2019-06-24 2020-02-04 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Технологии и системы радиомониторинга" Method for single-position determination of coordinates of sources of high-frequency radio waves during ionospheric propagation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3641626A1 (en) * 1986-12-05 1988-06-16 Licentia Gmbh Method for determining the location of a transmitter and a direction-finding receiver for such a method
EP0668512A2 (en) * 1994-02-18 1995-08-23 Thomson-Csf Method for positioning of transmitter
RU94017080A (en) * 1994-05-10 1996-05-27 Калининградское высшее военно-морское училище Method for detection of place of radio transmitting sources
RU2285934C2 (en) * 2004-06-15 2006-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "ГКБ "Связь") Method for one-positional detection of position of decametric transmitters
RU2523650C2 (en) * 2012-04-03 2014-07-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for single-step location of short-wave radiation source
CN104076348A (en) * 2014-07-09 2014-10-01 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 Radar beyond visual range base line passive cooperative localization method
RU2713188C1 (en) * 2019-06-24 2020-02-04 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Технологии и системы радиомониторинга" Method for single-position determination of coordinates of sources of high-frequency radio waves during ionospheric propagation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОСТИН А.А., КОСТИН В.А., ГУБЕНКО М.Л., СОСНОВСКИЙ А.В., ОСАДЧИК А.А. Угломерно-дальномерный метод местоопределения источника радиоизлучения в декаметровом диапазоне длин волн на основе измерения параметров фронта радиоволны в точке приема // Радиотехника. 2022. Т. 86. N 1, сс. 5-10, принята к публикации: 14.12.2021. ПОНОМАРЧУК С.Н., КУРКИН В.И., ПЕНЗИН М.С. Исследование особенностей возвратно-наклонного зондирования ионосферы на базе ЛЧМ-ионозонда // Журнал "Солнечно-земная физика". Т.3, N 3, 2017, сс. 61-69. ВЕРТОГРАДОВ Г.Г., УРЯДОВ В.П., ЧАЙКА Е.Г., ВАЛОВ В.А., ВЫБОРНОВ Ф.И., ПЕРШИН А.В., СТАРОДУБРОВСКИЙ А.С. Однопозиционное определение местоположения источников радиоизлучения в декаметровом диапазоне с помощью широкоапертурного пеленгатора-дальномера и ЛЧМ-ионозонда-радиопеленгатора // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. Т.60, N 12, 2017, сс. 1072-1092. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100852103B1 (en) Altitude estimation system and method
US4924448A (en) Bistatic system and method for ocean bottom mapping and surveying
WO1996000911A1 (en) Apparatus and method for windshear data processing
CN104077498B (en) A kind of external illuminators-based radar multi-object tracking method of combining target angle
US11513197B2 (en) Multiple-pulses-in-air laser scanning system with ambiguity resolution based on range probing and 3D point analysis
KR102555054B1 (en) Brainy RTU that measures flow rate of river by converting multipoint radar velocity meter information and various weather observation information into big data and by data-mining, and river flow measurement system that includes the multipoint radar velocity meter and the brainy RTU
RU2704029C1 (en) Time method for determining range to a radio-frequency scanning source without bearing measurement
RU2633962C1 (en) Method for determining location of scanning radar station with passive multilayer pelengator
RU2623452C1 (en) Method of navigation of moving objects
JPH0264482A (en) Position sensing method of radio wave discharger
Watson et al. Non-line-of-sight radar
RU2798776C1 (en) Method for locating sources of decameter radio emission
US10768269B2 (en) Method for locating electromagnetic pulse emission sources in an environment including reflectors
CN115877359A (en) Data verification method and device for radar
US20170242118A1 (en) Method and system for fmcw radar altimeter system height measurement resolution improvement
CN111007490B (en) Sky wave over-the-horizon radar coordinate registration method based on buoy geographic information
RU2667484C1 (en) Method for determining the trajectory of movement of low-flying targets
RU200828U1 (en) A DEVICE FOR RADAR RECOGNITION OF CLASSES OF AIR-SPACE OBJECTS IN A MULTI-BAND RADAR COMPLEX WITH PHASED ANTENNA ARRAYS
RU2731682C1 (en) Method for spatial coordination of omnibearing with ground-based radio-frequency sources
US6704246B1 (en) Sound-ranging system with submarine buoy
RU2741333C1 (en) Method of determining position of working radio frequency transceiver by passive multibeam direction finder
CN115167435A (en) Forward-looking line laser obstacle identification method and device for mobile robot
RU2761955C1 (en) Method for determining the flight altitude of a low-flying target of a monopulse tracking radar
RU2741331C2 (en) Method for determining the position of a surveillance radar station with a passive direction finder
RU2742581C1 (en) Time method for determining spatial coordinates of scanning radio radiation source