RU91184U1 - SIGNAL SOURCE COORDINATE DETERMINATION DEVICE - Google Patents
SIGNAL SOURCE COORDINATE DETERMINATION DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU91184U1 RU91184U1 RU2009120921/22U RU2009120921U RU91184U1 RU 91184 U1 RU91184 U1 RU 91184U1 RU 2009120921/22 U RU2009120921/22 U RU 2009120921/22U RU 2009120921 U RU2009120921 U RU 2009120921U RU 91184 U1 RU91184 U1 RU 91184U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- antennas
- signal
- output
- coordinates
- Prior art date
Links
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Устройство определения координат источника сигнала, содержащее сигнализационный датчик, три антенны, два измерителя разности времени, блок индикации, отличающееся тем, что содержит три сигнализационных датчика, выходы 1, 2, 3 которых связаны по радиоканалу с входами антенн 4, 5, 6, выходы антенн 4, 5, 6 подключены к входам усилителей 7, 8, 9, выходы усилителей 7, 9 соединены с входами линий связи 10, 12, выход линии связи 10 подключен к первому входу измерителя разности времени 11, выход усилителя 8 подключен к второму входу измерителя разности времени 11, выход линии связи 12 подключен к третьему входу измерителя разности времени 11, выход которого соединен с входом вычислителя координат сигнализационных датчиков 13 и с вторым входом вычислителя координат источника сигнала 14, выход последнего подключен к второму входу блока индикации 15, выход вычислителя координат сигнализационных датчиков 13 соединен с первым входом вычислителя координат источника сигнала 14 и блока индикации 15.A device for determining the coordinates of the signal source, containing an alarm sensor, three antennas, two time difference meters, an indication unit, characterized in that it contains three alarm sensors, outputs 1, 2, 3 of which are connected via a radio channel to the inputs of antennas 4, 5, 6, outputs antennas 4, 5, 6 are connected to the inputs of amplifiers 7, 8, 9, the outputs of amplifiers 7, 9 are connected to the inputs of communication lines 10, 12, the output of communication line 10 is connected to the first input of the time difference meter 11, the output of amplifier 8 is connected to the second input time difference meter 11, you the communication line 12 is connected to the third input of the time difference meter 11, the output of which is connected to the input of the coordinate calculator of the signal sensors 13 and the second input of the coordinate calculator of the signal source 14, the output of the latter is connected to the second input of the display unit 15, the output of the coordinate calculator of the signal sensors 13 is connected with the first input of the source coordinate calculator 14 and the indication unit 15.
Description
Полезная модель относится к области средств радионавигации и может быть использована в специализированных навигационных комплексах. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности определения координат источника сигнала, физическая природа которого определяется характером выполняемых объектом функциональных задач. Сигнал может быть: электромагнитным в видимом, инфракрасном (тепловом) и радиоволновом диапазонах, акустическим, сейсмическим и др..The utility model relates to the field of radio navigation aids and can be used in specialized navigation systems. The technical result achieved is the ability to determine the coordinates of the signal source, the physical nature of which is determined by the nature of the functional tasks performed by the object. The signal can be: electromagnetic in the visible, infrared (thermal) and radio waves, acoustic, seismic, etc.
В известных устройствах определения координат либо азимута источника радиоизлучения (ИРИ) выполняют следующие операции:In known devices for determining the coordinates or azimuth of a source of radio emission (IRI) perform the following operations:
- располагают три антенны в вершинах треугольника;- have three antennas at the vertices of the triangle;
- принимают сигнал ИРИ на все три антенны;- receive an IRI signal to all three antennas;
- измеряют разности времен приема сигнала ИРИ антенны, образующими измерительной базы;- measure the difference in the time of reception of the signal of the IRI antenna, forming the measuring base;
- вычисляют либо азимут ИРИ, либо координаты точки, принадлежащей линии положения, либо координаты ИРИ.- calculate either the azimuth of the IRI, or the coordinates of a point belonging to the position line, or the coordinates of the IRI.
При этом последняя операция выполняется на основе разностно-дальномерного метода определения местоположения ИРИ.In this case, the last operation is performed on the basis of the differential-ranging method of determining the location of the IRI.
В известных устройствах определения координат, либо азимута источника радиоизлучения (ИРИ) выполняют следующие операции:In known devices for determining the coordinates or azimuth of the source of radio emission (IRI) perform the following operations:
- располагают три антенны в вершинах треугольника;- have three antennas at the vertices of the triangle;
- принимают сигнал ИРИ на все три антенны;- receive an IRI signal to all three antennas;
- измеряют разности времен приема сигнала ИРИ на антенны, образующие измерительные базы;- measure the difference in the time of reception of the IRI signal to the antennas forming the measuring base;
- вычисляют либо азимут ИРИ, либо координаты ИРИ.- calculate either the azimuth of the IRI, or the coordinates of the IRI.
При этом последняя операция выполняется на основе разностно-дальномерного метода определения местоположения ИРИ.In this case, the last operation is performed on the basis of the differential-ranging method of determining the location of the IRI.
В качестве прототипа выбрано устройство, представленное на фиг.1 [1].As a prototype of the selected device presented in figure 1 [1].
В данном устройстве измеряют разности времен приема сигнала источника радиоизлучения антеннами, образующими две измерительные базы. Процедура измерения разности времени, к сожалению, не раскрыта в данном устройстве. При передаче радиосигнала от антенны к измерителям разности следует учитывать время распространения, поскольку отрицание этого факта приведет к существенным ошибкам в определении координат ИРИ. Если предположить, что на каждой из антенн фиксируется время прихода радиосигнала, то следует, что на каждой из антенн должен быть эталон времени, при этом нулевые значения шкал времени всех эталонов должны быть согласованы. Техническая реализация по установке эталонов времени и согласованию их шкал является сложной и дорогостоящей задачей.In this device, the difference in the time of reception of the signal from the source of radio emission is measured by antennas forming two measuring bases. The procedure for measuring the time difference, unfortunately, is not disclosed in this device. When transmitting a radio signal from the antenna to the difference meters, the propagation time should be taken into account, since the negation of this fact will lead to significant errors in determining the coordinates of the IRI. If we assume that the arrival time of the radio signal is fixed on each of the antennas, then it follows that each of the antennas should have a time standard, while the zero values of the time scales of all standards should be consistent. The technical implementation of setting time standards and harmonizing their scales is a complex and expensive task.
Устройство-прототип направлено только на определение координат (пеленга) на источник радиоизлучения, возможность определения координат источника сигнала другой физической природы исключается. Известны приемопередающие системы охранной сигнализации, например [3], преобразующие сигнал иной физической природы в электрический сигнал, с последующим кодированием его, переносом на радиочастоту с излучением (Фиг.3). В предлагаемом устройстве приемопередающая система охранной сигнализации названа сигнализационным датчиком с сохранением структуры и выполняемых функций. Сигнализационные устройства устанавливают на стационарных объектах и применяют для фиксации факта появления источника сигнала. Координаты носителя источника сигнала можно определить ориентировочно по известным координатам сигнализационного датчика при нахождении их в непосредственной близости.The prototype device is aimed only at determining coordinates (bearing) to a source of radio emission, the possibility of determining the coordinates of a signal source of a different physical nature is excluded. Known transceiver alarm systems, for example [3], converting a signal of a different physical nature into an electrical signal, followed by encoding it, transferring it to a radio frequency with radiation (Figure 3). In the proposed device, the transceiver alarm system is called an alarm sensor while maintaining the structure and functions. Signaling devices are installed on stationary objects and are used to fix the fact of the appearance of a signal source. The coordinates of the carrier of the signal source can be determined approximately from the known coordinates of the alarm sensor when they are in close proximity.
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
- невозможность определения координат источника сигнала любой физической природы;- the inability to determine the coordinates of the signal source of any physical nature;
- не учет времени распространения радиосигнала от антенн до измерителей разности времени.- not accounting for the propagation time of the radio signal from the antennas to the time difference meters.
Целью полезной модели является обеспечение возможности определения координат источника сигнала и учет времени распространения радиосигнала от антенн до измерителя разности времени.The purpose of the utility model is to provide the ability to determine the coordinates of the signal source and taking into account the propagation time of the radio signal from the antennas to the time difference meter.
Поставленная цель достигается выполнением действий следующей последовательности.The goal is achieved by performing the following sequence of actions.
1. После дистанционной установки сигнализационных датчиков, забрасываемых в район предполагаемого нахождения источника сигнала с помощью средств доставки (снаряд, ракета, самолет), определяют их прямоугольные координаты, для чего (Фиг.5) принимают радиосигнал каждого из сигнализационных датчиков антеннами A1, A2, A3, после усиления ретранслируют радиосигналы от боковых антенн A1, A3 к центральной А2 и измеряют разности времени (,) j=1,2,3 прихода электромагнитной энергии на антенну А2:1. After the remote installation of the alarm sensors thrown into the area of the alleged location of the signal source using delivery vehicles (projectile, rocket, plane), determine their rectangular coordinates, for which (Figure 5) receive the radio signal of each of the signal sensors with antennas A 1 , A 2 , A 3 , after amplification, they relay radio signals from the side antennas A 1 , A 3 to the central A 2 and measure the time differences ( , ) j = 1,2,3 arrival of electromagnetic energy to the antenna And 2 :
а) от первого сигнализационного датчика (Фиг.5)a) from the first alarm sensor (Figure 5)
где - время прохождения электромагнитной энергии от первого сигнализационного датчика до i-ой антенны (i=1,2,3);Where - the transit time of electromagnetic energy from the first signaling sensor to the i-th antenna (i = 1,2,3);
- время прохождения электромагнитной энергии от антенны «i» к измерителю у антенны А2; - the transit time of electromagnetic energy from the antenna "i" to the meter at the antenna And 2 ;
б) от второго сигнализационного датчикаb) from the second alarm sensor
в) от третьего сигнализационного датчикаc) from the third alarm sensor
Решением системы уравнений вычисляют координаты:By solving a system of equations, the coordinates are calculated:
а) первого сигнализационного датчика ()a) the first alarm sensor ( )
где () - известные координаты антенн;where ( ) are the known coordinates of the antennas;
c=3∗108 м/с - скорость распространения электромагнитной энергии;c = 3 ∗ 10 8 m / s is the propagation velocity of electromagnetic energy;
б) второго сигнализационного датчика ()b) the second alarm sensor ( )
в) третьего сигнализационного датчика ()c) the third alarm sensor ( )
Покажем порядок получения систем (4), (5), (6) на примере первого уравнения системы (4). При умножении правой и левой части равенства (1) на скорость распространения радиоволны «с» получим:We show the procedure for obtaining systems (4), (5), (6) using the first equation of system (4) as an example. When we multiply the right and left sides of equality (1) by the propagation velocity of the radio wave “c” we get:
где - расстояние между первым сигнализационным датчиком и первой (второй) антенной.Where - the distance between the first alarm sensor and the first (second) antenna.
Уравнение (7) является уравнением разностно-дальномерного метода, с учетом времени распространения радиосигнала от антенн A1 A3 до измерителя разности времени, находящегося у центральной антенны А2.Equation (7) is the equation of the difference-ranging method, taking into account the propagation time of the radio signal from the antennas A 1 A 3 to the time difference meter located at the central antenna A 2 .
2. Переносят сигнал источника, принятый сигнализационными датчиками, на радиочастоту и ретранслируют от 1-го (2-го, 3-го) сигнализационного датчика к центральной антенне A2 и измеряют, разность времени прихода радиосигнала относительно времени прихода на центральный пост (Фиг.6)2. Transfer the source signal received by the signaling sensors to the radio frequency and relay from the 1st (2nd, 3rd) signaling sensor to the central antenna A 2 and measure the difference in the time of arrival of the radio signal relative to the time of arrival at the central post (Fig. 6)
π π
где tид1, tид2, tид3 - время распространения сигнала от источника излучения до сигнализационных датчиков Д1, Д2, Д3 соответственно;where t id1 , t id2 , t id3 - the propagation time of the signal from the radiation source to the alarm sensors D 1 , D 2 , D 3, respectively;
tд1а1, tд2а2, tд3а3 - время распространения радиосигнала от сигнализационных датчиков СД1, СД2, СД3 до антенн А1, А2, А3 соответственно;t d1a1 , t d2a2 , t d3a3 — propagation time of the radio signal from the alarm sensors SD 1 , SD 2 , LED 3 to antennas A 1 , A 2 , A 3, respectively;
tа1а2, tа3а2 - время распространения радиосигнала от антенн А1, А3 до антенны А2.t a1a2 , t a3a2 - propagation time of the radio signal from antennas A 1 , A 3 to antenna A 2 .
3. Вычисляют время распространения электромагнитной энергии от сигнализационных датчиков к антеннам и между антеннами3. Calculate the propagation time of electromagnetic energy from the signal sensors to the antennas and between the antennas
и значенияand meanings
, ,
. .
4. Вычисляют разности времени прихода сигнала от источника к первому и второму сигнализационным датчикам и от источника к третьему второму сигнализационному датчикам (Фиг.6):4. Calculate the difference in time of arrival of the signal from the source to the first and second signaling sensors and from the source to the third second signaling sensors (Fig.6):
, ,
. .
5. Вычисляют координаты источника сигнала решением системы уравнений5. Calculate the coordinates of the signal source by solving the system of equations
где а - скорость распространения сигнала, формируемого источником.where a is the propagation speed of the signal generated by the source.
В состав заявленного устройства входят (Фиг.2):The composition of the claimed device includes (Figure 2):
1. антенна 1;1. antenna 1;
2. антенна 2;2. antenna 2;
3. антенна 3;3. antenna 3;
4. усилитель;4. amplifier;
5. усилитель;5. amplifier;
6. усилитель;6. amplifier;
7. линия связи;7. communication line;
8. измеритель разности времени;8. time difference meter;
9. линия связи;9. communication line;
10. вычислитель координат сигнализационных датчиков;10. calculator of coordinates of alarm sensors;
11. вычислитель координат источника сигнала;11. calculator coordinates of the signal source;
12. блок индикации;12. indication unit;
13. сигнализационные датчики.13. alarm sensors.
На фиг.3 представлена структурная схема сигнализационного датчика [4]. После дистанционной установки трех сигнализационных датчиков (блоков 1, 2, 3) в районе возможного появления источника сигнала определяют их прямоугольные координаты. С этой целью излучаемый каждым сигнализационным датчиком радиосигнал принимают антеннами (блоками 4, 5, 6) усиливают (в блоках 7, 8, 9) и через линии связи (блоки 10, 12) от первой A1 (блока 4) и третьей А3 (блока 6) антенны ретранслируют к центральной А2 (блоку 5). Две разности времени и (i=1,2,3, зависимости (1), (2), (3)) формирует измеритель разности времени (блок 11) по радиосигналу от каждого сигнализационного датчика. Вычислитель координат сигнализационных датчиков (блок 13) по известным координатам антенн, измеренным разностям времени решает системы (4), (5), (6) по определению координат сигнализационных датчиков, которые фиксируют в блоке индикации (блоке 15) и подают в вычислитель координат источника сигнала (блок 14).Figure 3 presents the structural diagram of the alarm sensor [4]. After the remote installation of three alarm sensors (blocks 1, 2, 3) in the area of the possible appearance of the signal source, their rectangular coordinates are determined. To this end, the radio signal emitted by each signaling sensor is received by antennas (blocks 4, 5, 6) and amplified (in blocks 7, 8, 9) and through communication lines (blocks 10, 12) from the first A 1 (block 4) and the third A 3 (block 6) antennas are relayed to the central And 2 (block 5). Two time differences and (i = 1,2,3, dependencies (1), (2), (3)) forms a time difference meter (block 11) by the radio signal from each alarm sensor. The transmitter of coordinates of the signaling sensors (block 13), based on the known coordinates of the antennas, the measured time differences, solves the system (4), (5), (6) by determining the coordinates of the signaling sensors, which are fixed in the display unit (block 15) and fed to the source coordinate calculator signal (block 14).
С появлением источника сигнала, на который реагирует сигнализационные датчики (блоки 1, 2, 3), сигнал переносят на радиочастоту и ретранслируют от первого (второго, третьего) датчика через первую (вторую, третью) антенну (блоки 4, 5, 6) к измерителю разности времени (блоку 11), определяют Δt1изм, Δt2изм и подают измеренные разности на 2 вход вычислителя координат источника сигнала (блок 14).With the advent of the signal source, to which the alarm sensors respond (blocks 1, 2, 3), the signal is transferred to the radio frequency and relayed from the first (second, third) sensor through the first (second, third) antenna (blocks 4, 5, 6) to the time difference meter (block 11), determine Δt 1 ism , Δt 2 ism, and the measured differences are fed to the 2 input of the signal source coordinate calculator (block 14).
В блоке 14: вычисляют время распространения радиосигнала от первого (второго, третьего) датчика к первой (второй, третьей) антенне и между боковыми и центральной антеннами в соответствии с зависимостью (9); вычисляют разности времени прихода сигнала от источника к первому и второму датчикам и от источника к третьему и второму датчикам по зависимостям (10).In block 14: calculate the propagation time of the radio signal from the first (second, third) sensor to the first (second, third) antenna and between the side and central antennas in accordance with the dependence (9); calculate the difference in the time of arrival of the signal from the source to the first and second sensors and from the source to the third and second sensors according to the dependences (10).
Вычисляют координаты источника сигнала (xи,yи)решением системы уравнений (11). Полученные координаты подают на блок индикации (блок 15).The coordinates of the signal source (x and , y and ) are calculated by solving the system of equations (11). The obtained coordinates are fed to the display unit (block 15).
Таким образом, заявленные возможности разработанного устройства по определению координат источника сигнала (звукового, инфракрасного, сейсмического и др.) и по учету времени распространения радиосигнала от антенн до измерителя разности времени выполнены.Thus, the claimed capabilities of the developed device for determining the coordinates of the signal source (sound, infrared, seismic, etc.) and for taking into account the propagation time of the radio signal from the antennas to the time difference meter are fulfilled.
Список использованных источниковList of sources used
1. Сайбель А.Г. Разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения и реализующее его устройство. Патент РФ №2309420 от 27.10.2007.1. Saibel A.G. Difference-range measuring method for determining the coordinates of a source of radio emission and the device realizing it. RF patent No. 2309420 dated 10.27.2007.
2. Сайбель А.Г. Разностно-дальномерный способ пеленгования источника радиоизлучения и реализующее его устройство. Патент РФ №2298242 от 20.02.2005.2. Saibel A.G. Difference-range measuring method of direction finding of a source of radio emission and device realizing it. RF patent No. 2298242 of 02.20.2005.
3. Берсенев А.И. Приемопередающая система охранной сигнализации. Патент РФ №2025780 от 30.12.19943. Bersenev A.I. Transceiver alarm system. RF patent №2025780 from 12.30.1994
4. Сайбель А.Г. Разностно-дальномерный способ пеленгования источника радиоизлучения и реализующее его устройство. Патент РФ №2003118800 от 20.02.2005.4. Saibel A.G. Difference-range measuring method of direction finding of a source of radio emission and device realizing it. RF patent No. 2003118800 dated 02.20.2005.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009120921/22U RU91184U1 (en) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | SIGNAL SOURCE COORDINATE DETERMINATION DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009120921/22U RU91184U1 (en) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | SIGNAL SOURCE COORDINATE DETERMINATION DEVICE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU91184U1 true RU91184U1 (en) | 2010-01-27 |
Family
ID=42122564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009120921/22U RU91184U1 (en) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | SIGNAL SOURCE COORDINATE DETERMINATION DEVICE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU91184U1 (en) |
-
2009
- 2009-06-01 RU RU2009120921/22U patent/RU91184U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103308934B (en) | Method for positioning indoor moving persons by aid of WIFI (wireless fidelity) reflected signals | |
KR100939640B1 (en) | Method and system for recognition of location by using sound sources with different frequencies | |
DE602004023651D1 (en) | DISTANCE MEASUREMENT USING A DIFFERENCE-BASED ESTIMATING TECHNIQUE | |
DE60137353D1 (en) | REMOTE POSITION AND POSITION DISPLAY SYSTEM | |
RU2010107742A (en) | METHOD FOR RADIO UNIT LOCATION, RADIO UNIT LOCATION SYSTEM AND DATA PROCESSING NODE | |
KR20110012584A (en) | Apparatus and method for estimating position by ultrasonic signal | |
JP2009139264A (en) | Three-dimensional position determination system, and three-dimensional position determination method | |
CN101806882A (en) | Locating method of emitting source | |
CN103675824A (en) | Moving speed meter | |
KR20120059919A (en) | Towing tank using ultrasonic measurement of ice thickness measurement system and method | |
CN105738905B (en) | Indoor positioning system and method for reducing blind areas | |
JP6207817B2 (en) | Underwater position-related information acquisition system | |
KR20140118242A (en) | High resolution distance measuring method by phase shifted value of ultrasonic signal | |
KR20090062594A (en) | Device and method for measuring 3d position using multi-channel ultrasonic sensor | |
RU2540982C1 (en) | Method of determining coordinates of targets (versions) and system therefor (versions) | |
RU153990U1 (en) | ACOUSTIC ANEMOMETER | |
RU91184U1 (en) | SIGNAL SOURCE COORDINATE DETERMINATION DEVICE | |
RU2005114045A (en) | METHOD FOR DETERMINING COORDINATES OF A RADIO EMISSION SOURCE (OPTIONS) AND A RADAR STATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU169800U1 (en) | ACOUSTIC ANEMOMETER | |
GB2588468A (en) | Six degrees of freedom tracking of objects using sensors | |
KR20080113536A (en) | System and method for localization | |
CN107678030A (en) | A kind of unmanned plane obstacle avoidance system based on millimetre-wave radar | |
CN103185882B (en) | Measuring method of relative position, device of relative position and system of relative position | |
CN103278821A (en) | Ultrasonic distance measuring system capable of realizing voice broadcast | |
CN102608353B (en) | Acceleration measuring method based on ultrasonic modulated multifrequency acoustic wave and device thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100208 |