RU2820577C1 - Method for automatic detection of continuous radiation source by single-channel radar stations of unmanned aerial vehicles - Google Patents
Method for automatic detection of continuous radiation source by single-channel radar stations of unmanned aerial vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820577C1 RU2820577C1 RU2023133032A RU2023133032A RU2820577C1 RU 2820577 C1 RU2820577 C1 RU 2820577C1 RU 2023133032 A RU2023133032 A RU 2023133032A RU 2023133032 A RU2023133032 A RU 2023133032A RU 2820577 C1 RU2820577 C1 RU 2820577C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coordinates
- uav
- source
- slave
- leading
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для определения координат источника непрерывного излучения, например непрерывных шумовых помех.The invention relates to the field of radar and can be used to determine the coordinates of a source of continuous radiation, for example continuous noise interference.
Непрерывные шумовые помехи являются наиболее простым и в тоже время наиболее распространенным способом постановки помех.Continuous noise interference is the simplest and at the same time the most common method of interference.
Известны различные способы обнаружения и пеленгации таких помех. Например, известен способ определения пеленга на источник непрерывной помехи и радиолокационное устройство для его осуществления (патент №2608360, МПК G01S 18 7/38), с помощью которого можно определить пеленг на источник непрерывной помехи, в том числе при нестабильности ее уровня.Various methods for detecting and finding such interference are known. For example, there is a known method for determining the bearing to a source of continuous interference and a radar device for its implementation (patent No. 2608360, IPC G01S 18 7/38), with which you can determine the bearing to a source of continuous interference, including when its level is unstable.
Недостатком упомянутого способа является невозможность определения точных координат источника непрерывной помехи.The disadvantage of this method is the impossibility of determining the exact coordinates of the source of continuous interference.
Известен также способ определения координат источника радиоизлучения - постановщика ответной помехи и способ определения координат целей облучаемых постановщиком ответной помехи (патент №2531803, МПК G01S 7/38), с помощью которого возможна пеленгация постановщика помех по его излучениям и целей по отраженным излучениям, обеспечение согласованного приема этих излучений.There is also a known method for determining the coordinates of a source of radio emission - a counterjammer and a method for determining the coordinates of targets irradiated by a counterjammer (patent No. 2531803, IPC G01S 7/38), with the help of which it is possible to find the direction of the jammer by its emissions and targets by reflected radiation, ensuring consistent reception of these radiations.
Недостатком упомянутого способа является также невозможность определения координат источника непрерывной помехи.The disadvantage of this method is also the impossibility of determining the coordinates of the source of continuous interference.
Решаемой задачей является обеспечение возможности автоматического определения координат источника непрерывной шумовой помехи используя одноканальные мобильные радиолокационные станции на борту беспилотных воздушных судов (БВС).The problem to be solved is to ensure the ability to automatically determine the coordinates of a source of continuous noise interference using single-channel mobile radar stations on board unmanned aircraft (UAV).
Заявленный технический результат достигается тем, что в способе автоматического обнаружения источника непрерывной шумовой помехи одноканальными радиолокационными станциями (РЛС), основанном на использовании двух БВС: ведущего и ведомого, получении собственного пеленга источника непрерывной шумовой помехи ведущим БВС, а также получении пеленга того же источника непрерывной шумовой помехи ведущим БВС, с ведомого БВС, с учетом: координат, углов визирования, отклонения антенны от равносигнального направления, отклонения от оси «x» в неподвижной системе координат и диаграммы направленности, для ведущего и ведомого, вычислении ведущим БВС области вероятного нахождения источника непрерывной шумовой помехи, вычисления координат вершин области вероятного нахождения источника непрерывной шумовой помехи, соединения вершин двух тупых углов и двух острых углов, поиска точки пересечения получившихся линий, вычисления углов треугольника, образуемого ближайшей к ведущему БВС вершине, и правой относительно остальных вершине, вычислении поправки к координатам вершины области вероятного положения источника непрерывной шумовой помехи и вычислении координат источника непрерывной шумовой помехи.The claimed technical result is achieved by the fact that in the method of automatic detection of a source of continuous noise interference by single-channel radar stations (radar), based on the use of two UAVs: master and slave, obtaining the own bearing of the source of continuous noise interference by the leading UAV, as well as obtaining the bearing of the same source of continuous noise noise interference by the leading UAV, from the slave UAV, taking into account: coordinates, sighting angles, antenna deviation from the equal-signal direction, deviation from the “x” axis in a fixed coordinate system and radiation pattern, for the master and slave, calculation by the leading UAV of the area of probable location of the continuous source noise interference, calculating the coordinates of the vertices of the region of probable location of the source of continuous noise interference, connecting the vertices of two obtuse angles and two acute angles, searching for the intersection point of the resulting lines, calculating the angles of the triangle formed by the vertex closest to the leading UAS, and the right vertex relative to the rest, calculating the correction to coordinates of the top of the region of the probable position of the source of continuous noise interference and calculating the coordinates of the source of continuous noise interference.
Согласно изобретению в качестве базы для обнаружения используются два БВС, где с помощью данных с ведомого БВС - ведущий БВС вычисляет координаты источника непрерывной шумовой помехи.According to the invention, two UAVs are used as a base for detection, where, using data from the slave UAV, the master UAV calculates the coordinates of the source of continuous noise interference.
Суть заявляемого способа основывается на следующем.The essence of the proposed method is based on the following.
Непрерывная шумовая помеха является одним из наиболее распространенным видом помех. Ее особенность состоит в том, что она воздействует на приемный тракт РЛС высокой мощностью и вызывает перегрузку приемного тракта, при этом значительно превышая динамический диапазон приемника, таким образом АЦП из состава РЛС формирует отсчеты с максимальной яркостью, теряя полезную информацию. При этом при наличии более одного источника непрерывной шумовой помехи, может потребоваться определить координаты каждого из них, так как некоторые из них могут располагаться дальше зоны действия БВС.Continuous noise interference is one of the most common types of interference. Its peculiarity is that it affects the receiving path of the radar with high power and causes overload of the receiving path, while significantly exceeding the dynamic range of the receiver, thus the ADC from the radar generates samples with maximum brightness, losing useful information. Moreover, if there is more than one source of continuous noise interference, it may be necessary to determine the coordinates of each of them, since some of them may be located further than the UAV coverage area.
Заявляемое техническое решение предусматривает использование по меньшей мере двух БВС для определения координат источника непрерывной шумовой помехи. Сущность способа поясняется также рисунком Фиг. 1 где приняты следующие обозначения.The claimed technical solution involves the use of at least two UAVs to determine the coordinates of the source of continuous noise interference. The essence of the method is also illustrated in Fig. 1 where the following notations are adopted.
1) Первое ведомое беспилотное воздушное судно (ПВЕБВС)1) First wingman unmanned aerial vehicle (SWUAV)
2) Ведущее беспилотное воздушное судно (ВБВС)2) Lead unmanned aerial vehicle (UAV)
3) Второе ведомое беспилотное воздушное судно (ВВЕБВС)3) Second unmanned aerial vehicle (SWUAV)
4) Первый источник непрерывной шумовой помехи (ПИНШП)4) The first source of continuous noise interference (CINS)
5) Второй источник непрерывной шумовой помехи (ВИНШП)5) Second source of continuous noise interference (CNSI)
6) Граница зоны действия ВБВС6) Boundary of the WBVS coverage area
7) Неподвижная система координат7) Fixed coordinate system
Два или более БВС стартуют из одной точки и движутся в одном направлении. При этом каждое БВС знает свои координаты, а взаимодействие между БВС происходит в единой неподвижной системе координат 7, которая формируется для всех БВС одновременно, в зависимости от точки старта. При этом направления движения БВС, равны оси «х» в неподвижной системе координат 7, однако могут иметь отклонения, как например ВВЕБВС 3 (угол C3). Подробнее способ описывается на рисунке Фиг. 2.Two or more UAVs start from the same point and move in the same direction. Moreover, each UAV knows its coordinates, and interaction between UAVs occurs in a single
При наличии непрерывной шумовой помехи ВБВС 2, пеленгует ее, устанавливая собственное антенное устройство на энергетический центр источника непрерывной шумовой помехи, за счет поиска максимума в основном лепестке диаграммы направленности антенны. Для вычисления собственного пеленга ВБВС 2 учитывает: собственное положение в неподвижной системе координат, отклонение угла визирования антенны от оси «x» неподвижной системы координат 7 (D1.1), отклонение курса ВБВС 2 от оси «x» системы координат 7 (C1), собственную ширину диаграммы направленности (d), где собственный пеленг ВБВС 2 на источник непрерывной шумовой помехи N1 равен:In the presence of continuous noise interference, VBVS 2 takes its direction by installing its own antenna device on the energy center of the source of continuous noise interference, by searching for a maximum in the main lobe of the antenna radiation pattern. To calculate its own bearing, the
где С1=0; т.к. ВБВС 2 движется вдоль оси «x» неподвижной системы координат 7. При этом знак каждого угла определяется его отклонением, относительно направления движения БВС, влево знак «-», а вправо знак «+».where C 1 =0; because
После вычисления пеленга на ПИНШП 4, ВБВС 2 продолжает поиск источников непрерывных шумовых помех, и при обнаружении ВИНШП 5 - вычисляет его пеленг, см. фиг. 3. После вычисления пеленгов всех источников непрерывных шумовых помех ВБВС 2 - производит их подсчет и нумерацию, где первым будет тот источник непрерывных шумовых помех, чей пеленг будет минимальным с учетом знака, относительно направления движения ВБВС 2.After calculating the bearing on
После подсчета источников непрерывных шумовых помех, ВБВС 2, передает запрос на пеленг ПИНШП 4, на ПВЕБВС 1, при этом указывая его номер. ПВЕБВС 1 производит поиск и вычисление пеленгов источников непрерывных шумовых помех, их нумерацию и подсчет. Если число источников непрерывных шумовых помех ПВЕБВС 1 совпадает с числом ВБВС 2 производится вычисление координат ПИНШП 4. Если число источников непрерывных шумовых помех ПВЕБВС 1 не совпадает с числом ВБВС 2, формируется запрос от ВБВС 2, к ВВЕБВС 3, на поиск пеленгов источников непрерывных шумовых помех.After calculating the sources of continuous noise interference,
ВБВС 2 отправляет запрос на ПВЕБВС 1, в котором содержится номер источника непрерывных шумовых помех, для вычисления пеленга ПИНШП 4. При этом ПВЕБВС 1 в ответе на запрос передает: собственные координаты в неподвижной системе координат 7 и пеленг на ПИНШП 4 с учетом знака, вычисляемый по формуле (1).VBVS 2 sends a request to PVEBVS 1, which contains the number of the source of continuous noise interference, to calculate the bearing of
Получив данные от ПВЕБВС 1, ВБВС 2 вычисляет область вероятного положения источника помехи, которая представляет собой четырехугольник, образующийся в результате пересечения двух диаграмм направленности упомянутых БВС. Вычисление области вероятного положения источника помехи также поясняется рисунком фиг. 4, где a0 - база между ПВЕБВС 1 и ВБВС 2.Having received data from PVEBVS 1, VBVS 2 calculates the area of the probable position of the interference source, which is a quadrangle formed as a result of the intersection of two radiation patterns of the mentioned BVS. The calculation of the area of the probable position of the interference source is also illustrated in Fig. 4, where a 0 is the base between PVEBVS 1 and
Для вычисления координат источника непрерывных шумовых помех, требуется вычислить координаты вершин четырехугольника. Для этого, ВБВС 2 вычисляет стороны четырех треугольников, образующихся в местах пересечения диаграмм направленности ВБВС 2 и ПВЕБВС 1, при этом, в качестве базы треугольников - принимается прямая между ПВЕБВС 1 и ВБВС 2. Вычисление координат вершин четырехугольника также поясняется рисунками фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8, где дополнительно изображены:To calculate the coordinates of the source of continuous noise interference, it is necessary to calculate the coordinates of the vertices of the quadrilateral. To do this, VBVS 2 calculates the sides of four triangles formed at the intersection of the radiation patterns of
8) Первый треугольник8) First triangle
9) Второй треугольник9) Second triangle
10) Третий треугольник10) Third triangle
11) Четвертый треугольник11) Fourth triangle
С помощью вычисления угла противолежащего катета, а также стороны от ВБВС 2, каждого из упомянутых треугольников - вычисляются координаты вершин в неподвижной системе координат 7. При этом сторона каждого из четырех треугольников вычисляется с помощью теоремы синусов, по формуле:By calculating the angle of the opposite leg, as well as the side from the
Где, a0 - база между ПВЕБВС 1 и ВБВС 2, bn - длина до каждой из вершин четырехугольника, при этом n принимает значения от 1 до 4 в соответствии с числом вершин.Where a 0 is the base between PVEBVS 1 and
Таким образом:Thus:
Длина bn каждого треугольника равна дальности до каждой из вершин четырехугольника. Вычислив координаты вершин четырехугольника ВБВС 2 формирует координаты области вероятного положения источника непрерывной шумовой помехи.The length b n of each triangle is equal to the distance to each of the vertices of the quadrilateral. Having calculated the coordinates of the vertices of the quadrilateral,
Сформированная область вероятного положения источника непрерывной шумовой помехи представляет собой четырехугольник, с известными координатами вершин. Сформированная таким способом область представлена на рисунке фиг. 9, где дополнительно изображена:The generated region of the probable position of the source of continuous noise interference is a quadrangle with known coordinates of the vertices. The area formed in this way is shown in Fig. 9, which additionally shows:
12) Область вероятного положения источника непрерывной шумовой помехи.12) Area of probable position of the source of continuous noise interference.
При этом видно, что получившийся четырехугольник находится в том числе за пределами границы зоны действия ВБВС 6, в связи с чем требуется уточнить координаты ПИНШП 4. Для этого ВБВС 2 соединяет между собой два тупых угла четырехугольника между собой, а затем два острых угла между собой. Пересечение двух отрезков, соединяющих между собой пары вершин - является координатами ПИНШП 4. Для нахождения координаты точки пересечения двух отрезков получившийся четырехугольник преобразуется в изображение, где 1 элемент (пиксель)=1 километру, с привязкой к ближайшей к ВБВС 2 вершине, после чего с помощью анализа изображения, а именно поиска пересечения двух кривых, а также числа пикселей до места пересечения от ближайшей к ВБВС 2 вершине, вычисляется точка пересечения двух линий, при этом их длина отсчитывается от ближайшей к ВБВС 2 вершине, и от самой правой, относительно других, вершины, таким образом становится известны 3 стороны получившегося треугольника, где с помощью теоремы косинусов находятся все углы, а затем вычисляется поправка координат к вершине, ближайшей к ВБВС 2. It is clear that the resulting quadrilateral is located, among other things, outside the boundary of the coverage area of
Где ai, βi и yi углы треугольника для вычисления поправки к координатам вершины, а переменные ai, bi и ci - стороны упомянутого треугольника.Where a i , β i and y i are the angles of the triangle for calculating the correction to the coordinates of the vertex, and the variables a i , b i and c i are the sides of the mentioned triangle.
Сформированный таким способом треугольник представлен на рисунке фиг. 10, где дополнительно изображен:A triangle formed in this way is shown in Fig. 10, which additionally shows:
13) Треугольник для вычисления поправки к координатам вершины.13) Triangle for calculating the correction to the coordinates of the vertex.
Таким образом координаты ПИНШП 4 являются точкой пересечения двух линий из четырех вершин в области вероятного положения источника непрерывной шумовой помехи 12. При этом будет иметь место ошибка между вычисленным и реальным положением ПИНШП 4, которая равна ΔO. Причем ΔO тем больше, чем больше взаимное неравенство острых и тупых углов четырехугольника образуемого областью вероятного положения источника непрерывной шумовой помехи 12.Thus, the coordinates of
Таким образом, становится возможно автоматическое обнаружение источника непрерывного излучения одноканальными радиолокационными станциями беспилотных воздушных судов.Thus, it becomes possible to automatically detect a source of continuous radiation by single-channel radar stations of unmanned aircraft.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2820577C1 true RU2820577C1 (en) | 2024-06-05 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6653969B1 (en) * | 1993-02-19 | 2003-11-25 | Raytheon Company | Dispersive jammer cancellation |
RU2263927C2 (en) * | 2004-01-14 | 2005-11-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Method of evaluating parameters of trajectory of radio-frequency radiation sources in two-positioned passive goniometrical radar station |
RU2458358C1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Goniometric-correlation method of determining location of surface radio sources |
RU2531803C2 (en) * | 2012-09-28 | 2014-10-27 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method of determination of coordinates of radio-frequency radiation source - repeater jammer and method of determination of coordinates of targets irradiated with repeater jammer |
RU2608360C1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-01-18 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /АО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method of determining bearing at source of continuous jamming and radar device for its implementation |
RU2745108C1 (en) * | 2020-09-17 | 2021-03-22 | Кирилл Евгеньевич Кузнецов | Method for determining the difference in distances to a multiple response-impulse jammer in an active-passive multi-position radar system |
CN116540187A (en) * | 2023-03-31 | 2023-08-04 | 安徽博微长安电子有限公司 | Interference azimuth measurement method |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6653969B1 (en) * | 1993-02-19 | 2003-11-25 | Raytheon Company | Dispersive jammer cancellation |
RU2263927C2 (en) * | 2004-01-14 | 2005-11-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Method of evaluating parameters of trajectory of radio-frequency radiation sources in two-positioned passive goniometrical radar station |
RU2458358C1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Goniometric-correlation method of determining location of surface radio sources |
RU2531803C2 (en) * | 2012-09-28 | 2014-10-27 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method of determination of coordinates of radio-frequency radiation source - repeater jammer and method of determination of coordinates of targets irradiated with repeater jammer |
RU2608360C1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-01-18 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /АО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method of determining bearing at source of continuous jamming and radar device for its implementation |
RU2745108C1 (en) * | 2020-09-17 | 2021-03-22 | Кирилл Евгеньевич Кузнецов | Method for determining the difference in distances to a multiple response-impulse jammer in an active-passive multi-position radar system |
CN116540187A (en) * | 2023-03-31 | 2023-08-04 | 安徽博微长安电子有限公司 | Interference azimuth measurement method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2720140C1 (en) | Method for self-position estimation and self-position estimation device | |
CN110889808B (en) | Positioning method, device, equipment and storage medium | |
CN103322983A (en) | Calibration device, range-finding system including the calibration device and stereo camera, and vehicle mounting the range-finding system | |
JP2013040886A (en) | Method and program for measuring three-dimensional point group | |
US11536822B2 (en) | Radar device | |
JP2011174829A (en) | Position estimating device | |
US10527416B2 (en) | System and method for measuring a displacement of a mobile platform | |
KR101394881B1 (en) | Method for geolocalization of one or more targets | |
US8744752B2 (en) | Apparatus and method for detecting locations of vehicle and obstacle | |
CN110068817B (en) | Terrain mapping method, instrument and system based on laser ranging and InSAR | |
JP4424272B2 (en) | Airport surface monitoring system and track integration device used therefor | |
CN112505671B (en) | Millimeter wave radar target positioning method and device under GNSS signal missing environment | |
RU2623452C1 (en) | Method of navigation of moving objects | |
RU2820577C1 (en) | Method for automatic detection of continuous radiation source by single-channel radar stations of unmanned aerial vehicles | |
CN114067556B (en) | Environment sensing method, device, server and readable storage medium | |
RU2317566C1 (en) | Mode of measuring of angular attitude of radar targets with a two-coordinate radar of meter range | |
de Ponte Müller et al. | Characterization of a laser scanner sensor for the use as a reference system in vehicular relative positioning | |
JP2023118759A (en) | Measuring device, measuring method and program | |
KR102105590B1 (en) | System and method for improving accuracy of low-cost commercial GNSS Receiver | |
JP3690260B2 (en) | Vehicle distance measurement method | |
CN115166785B (en) | Navigation deception jamming detection method based on three-receiver clock error single difference | |
US9134403B1 (en) | System and method for relative localization | |
JPH11183174A (en) | Position measuring apparatus for mobile | |
TWI701423B (en) | Auxiliary positioning system with reflective sticker | |
CN110412613B (en) | Laser-based measurement method, mobile device, computer device, and storage medium |