WO2013176577A1 - Method for transmitting and receiving radio signals - Google Patents

Method for transmitting and receiving radio signals Download PDF

Info

Publication number
WO2013176577A1
WO2013176577A1 PCT/RU2013/000213 RU2013000213W WO2013176577A1 WO 2013176577 A1 WO2013176577 A1 WO 2013176577A1 RU 2013000213 W RU2013000213 W RU 2013000213W WO 2013176577 A1 WO2013176577 A1 WO 2013176577A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coordinates
radio
receiving
radio signals
parameters
Prior art date
Application number
PCT/RU2013/000213
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Владимир Петрович ПАНОВ
Original Assignee
Panov Vladimir Petrovich
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 Panov Vladimir Petrovich filed Critical Panov Vladimir Petrovich
Publication of WO2013176577A1 publication Critical patent/WO2013176577A1/en

Links

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
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

The method makes it possible to measure unequivocally the spacial coordinates of a device with a high degree of precision in accordance with modern requirements. To this end, the device, with pre-established not necessarily precise coordinates, in a given three-dimensional Cartesian coordinate system, of the phase center of a receiving antenna of said device, records in a given time keeping system the moments in time at which radio signals are received, the signals being transmitted by N > 4 radio engineering devices, and, using the inputted parameters, measures the spacial coordinates of the device according to the simple measurement equations proposed. The method can be realized with the help of modern hardware components and microprocessor technology.

Description

Название изобретения:  Title of invention:
Способ передачи и приёма радиосигналов  Method for transmitting and receiving radio signals
Область техники  Technical field
Изобретение относится к технике связи, а конкретнее - к способам пере- дачи и приёма радиосигналов и извлечения информации в приёмной ин- формационной системе. К таким системам относятся, в частности, радиона- вигационные и радиолокационные системы, системы радиоразведки радио- технических средств, радионаблюдения поверхности Земли и др.  The invention relates to communication technology, and more particularly, to methods for transmitting and receiving radio signals and extracting information in a receiving information system. Such systems include, in particular, radionavigation and radar systems, radio reconnaissance systems for radio equipment, radio surveillance of the Earth’s surface, etc.
[1. Радиотехнические системы /Ю.М. Казаринов и др. Под ред. Ю.М. Казари- нова. -М.: ИЦ«Академия»,2008, стр.7]. Заявляемый способ относится к пере- даче и приёму радиосигналов и извлечения информации в приёмной ин- формационной системе, расположенной на принимающем радиосигналы ра- диотехническом объекте, в том числе подвижном. Радиосигналы передают N радиотехнических объектов в количестве не менее четырёх, в том числе подвижных, с заданными во времени координатами фазовых центров ан- тенн. Источниками радиосигналов могут быть как наземные пунктовые пе- редающие системы, так и спутниковые или иные подвижные радионавигаци- онные системы. Реализация способа позволит, в том числе, измерить про- странственные координаты радиотехнических объектов, упростить соответ- ствующие системы извлечения информации, увеличить их технико- экономическую эффективность с учётом всех компонентов, влияющих на стоимость и технические показатели. [one. Radio engineering systems / Yu.M. Kazarinov et al. Ed. Yu.M. Kazarinova. -M .: IC "Academy", 2008, p. 7]. The inventive method relates to the transmission and reception of radio signals and information retrieval in a receiving information system located on a radio signal receiving radio object, including a mobile one. Radio signals transmit N radio engineering objects in an amount of at least four, including mobile ones, with the coordinates of the antenna phase centers specified in time. The sources of radio signals can be either ground-based point-to-point transmitting systems, or satellite or other mobile radio-navigation systems. The implementation of the method will make it possible, among other things, to measure the spatial coordinates of radio engineering objects, simplify the corresponding information extraction systems, and increase their technical and economic efficiency, taking into account all components that affect cost and technical indicators.
Предшествующий уровень развития техники  Prior art
Известные способы передачи и приёма радиосигналов и извлечения ин- формации в информационной системе, используются, в том числе, для изме- рения координат радиотехнических объектов и основаны на применении уг- ломерных, дальномерных, разностно и суммарно-дальномерных и комбини- рованных методов определения местоположения объекта с амплитудными, временными, частотными, фазовыми и импульсно-фазовыми методами из- мерения параметров радиосигнала [Патенты РФ ( U) N->N° 2018855, 21 15137, 2258242, 2264598, 2309420, 2325666, 23631 17, 2371737, 2378660; Основы ис- пытаний летательных аппаратов/ Е.И. Кринецкий и др. Под ред. Е.И.Кринецкого.-М.: Машиностр., 1979, с.64-89; Радиотехнические систе- мы/Ю.М. Казаринов и др. Под ред. Ю.М. Казаринова. -М.: ИЦ «Академия», 2008, с.17-18, п.п.7.1-7.4, гл. 10.; Мельников Ю.П., Попов СВ. Радиотехни- ческая разведка. Методы оценки эффективности местоопределения источни- ков излучения.- М.; «Радиотехника», 2008, гл. 5]. Известные способы имеют те или иные недостатки, например, необходимость механического переме- щения антенной системы, невозможность однозначного определения коор- динат объекта, необходимость априорной информации о местоположении объекта, недостаточную надёжность. По критерию минимальной достаточно- сти наиболее близким аналогом является способ передачи и приема радио- сигналов и извлечения информации в информационной системе, используе- мый в известном разностно-дальномерном методе определения координат объекта [1. Радиотехнические системы/Ю.М. Казаринов и др. Под ред. Ю.М. Казаринова. -М.: ИЦ «Академия», 2008, с.17-18, п.п.7.1-7.4]. Known methods for transmitting and receiving radio signals and extracting information in an information system are used, inter alia, for measuring the coordinates of radio engineering objects and are based on the use of angle gages, rangefinder, difference and total rangefinder, and methods for determining the location of an object with amplitude, time, frequency, phase and pulse-phase methods for measuring the parameters of the radio signal [RF Patents (U) N-> N ° 2018855, 21 15137, 2258242, 2264598, 2309420, 2325666, 23631 17, 2371737, 2378660; Fundamentals of Aircraft Testing / E.I. Krynetsky et al. Ed. E.I. Krinetskogo.-M .: Mashinostr., 1979, p. 64-89; Radio engineering systems / Yu.M. Kazarinov et al. Ed. Yu.M. Kazarinova. -M .: IC "Academy", 2008, p.17-18, pp. 7.1-7.4, ch. 10.; Melnikov Yu.P., Popov SV. Radio intelligence. Methods for assessing the effectiveness of the determination of radiation sources .- M .; Radio Engineering, 2008, Ch. 5]. Known methods have certain disadvantages, for example, the need for mechanical movement of the antenna system, the inability to unambiguously determine the coordinates of the object, the need for a priori information about the location of the object, insufficient reliability. According to the criterion of minimum sufficiency, the closest analogue is the method of transmitting and receiving radio signals and extracting information in an information system, used in the well-known difference-range measuring method for determining the coordinates of an object [1. Radio engineering systems / Yu.M. Kazarinov et al. Ed. Yu.M. Kazarinova. -M .: IC "Academy", 2008, p.17-18, pp. 7.1-7.4].
Раскрытие изобретения  Disclosure of invention
В предложенном способе пространственные координаты измеряют через вновь введённые измеряемые параметры bk и форм-факторы , определяю- щие расположение источников радиосигналов, с использованием простых уравнений измерений. Благодаря этому достигается более высокие быстро- действие и точность измерений. Преимуществом заявляемого способа по сравнению с известными является возможность повышения технико- экономической эффективности радиотехнических комплексов измерения пространственных координат и других характеристик объекта, функциональ- но связанных с его координатами, в том числе, обеспечение точности и дос- товерности их измерения в соответствии с современными требованиями. Для достижения указанного технического результата в соответствии с настоящим изобретением в способе передачи и приёма радиосигналов и извлечения информации в расположенной на принимающем радиосигналы радиотехническом объекте, стационарном или подвижном, информацион- ной системе, включающем возможность предварительного получения коор- динат фазового центра приёмной антенны упомянутого радиотехнического объекта χο,γο,ζο в заданной трёхмерной декартовой системе координат (Χ,Υ,Ζ ), соответственно, Ν передающих радиосигналы радиотехнических объектов в количестве не менее четырёх, стационарных или подвижных, со- ответственно с фиксированными или заданными во времени координатами в упомянутой системе координат x„,y„,zn , где п изменяется от 1 до N , не рас- положенных в одной плоскости фазовых центров их передающих антенн, каждый своей передающей антенной синхронизировано передают радиосиг- налы одновремённо или каждый с упорядоченно заданными задержками во времени, принимают их приёмной антенной на упомянутом принимающем радиосигналы радиотехническом объекте, идентифицируют принятые ра- диосигналы соответствующим передающим радиосигналы радиотехниче- ским объектам, регистрируют на принимающем радиотехническом объекте моменты времён приёма радиосигналов в заданной системе отсчёта времени, причём при наличии указанных упорядоченно заданных задержек во време- ни соответственно с их исключением, при необходимости моменты времён приёма радиосигналов центрируют, исключая из каждого момента среднее значение всех моментов, и на основании таким образом зарегистрированных моментов времён tn определяют параметры dn = vtn , где υ - скорость распро- странения радиосигналов, при этом в информационной системе принимаю- щего радиотехнического объекта через упомянутые предварительно полу- ченные координаты фазового центра приёмной антенны принимающего ра- диотехнического объекта χο,γο,ζο и заданные упомянутые координаты фазо- вых центров передающих антенн x„,y„, zn первоначально определяют необ- ходимые для уравнении измерений расстояния между точкой с координата- ми χο,γο,ζο и координатами фазовых центров передающих антенн x„,y„,zn в соответствии с выражением In the proposed method, spatial coordinates are measured through newly introduced measured parameters b k and form factors determining the location of radio signal sources using simple measurement equations. Thanks to this, higher speed and measurement accuracy are achieved. An advantage of the proposed method in comparison with the known ones is the possibility of increasing the technical and economic efficiency of radio engineering complexes for measuring spatial coordinates and other characteristics of an object functionally related to its coordinates, including ensuring the accuracy and reliability of their measurement in accordance with modern requirements. In order to achieve the indicated technical result in accordance with the present invention, in a method for transmitting and receiving radio signals and extracting information in a radio object located on a radio signal receiving station, stationary or mobile, an information system including the possibility of preliminary obtaining the coordinates of the phase center of the receiving antenna of the said radio object χο, γο, ζο in a given three-dimensional Cartesian coordinate system (Χ, Υ, Ζ), respectively, Ν transmitting radio signals of radio engineering eskih objects of at least four, stationary or movable. Correspondingly fixed or predetermined time coordinates in said coordinate system, x ", y", z n , where n varies from 1 to N, not the arrangement of the coplanar phase centers of their transmitting antennas, each with its transmitting antenna synchronously transmitting radio signals at the same time or each with an orderly set time delays, receive them as a receiving antenna at said radio signal receiving radio object, identifying receive the received radio signals to the corresponding radio signal transmitting radio objects, register the moments of the radio signal reception times in the predetermined time reference system on the receiving radio technical object, moreover, in the presence of the indicated orderly specified delays in time, respectively, with their exception, if necessary, the radio signal reception times centered, excluding the time from the average value of each of all moments and, based on thus recorded moments of the times t n determined n parameters of d n = vt n, where υ - velocity of propagation of radio signals, with the information system receiving radio technical object through said preliminary The obtained coordinates of the center of the receiving antenna of the receiving radio-technical object χο, γο, ζο and said predetermined the coordinates of the phase centers of the transmitting antennas x „, y„, z n initially determine the necessary the distances between the point with the coordinates χο, γο, ζο and the coordinates of the phase centers of the transmitting antennas x „, y„, z n required for the equation of measurements in accordance with the expression
Dn=^(xo-xn)2+(yo-yn)2+(zo-zn)2 (1) и безразмерные параметры D n = ^ (xo-x n ) 2 + (yo-y n ) 2 + (zo-z n ) 2 (1) and dimensionless parameters
ξη =(xo-xn)/Dn, ηη =(yo-yn)lDn, θ„ =(zo- zn)l Dn, (2) через них определяют безразмерные параметры а где индекс /изменяется от 1 до 6, ξ η = (xo-x n ) / D n , η η = (yo-y n ) lD n , θ „= (zo-z n ) l D n , (2) dimensionless parameters are determined through them and where is the index / varies from 1 to 6,
Figure imgf000005_0001
Figure imgf000005_0001
а через параметры а( определяют безразмерные параметры Aj , где индекс j изменяется от 0 до 6, в соответствии с выражениями =
Figure imgf000005_0002
- «2«5 - аа , (4)
and through the parameters a ( determine the dimensionless parameters A j , where the index j varies from 0 to 6, in accordance with the expressions =
Figure imgf000005_0002
- "2" 5 - aa , ( 4 )
А = °2а ~а1-> А2 = °\аъ - °5 ? Ъ = а\а2 - °\ » A = ° 2 a ~ a 1 -> A 2 = ° \ a b - ° 5? B = a \ a 2 - ° \ "
А = α5α6 - *3β4 » А = «4fl6 - «2Λ5 > = α4«5 ~ ^6 » A = α 5 α 6 - * 3 β 4 ”A =“ 4 fl 6 - “2 Λ 5> = α 4“ 5 ~ ^ 6 ”
через упомянутые измеренные dn и выше определённые £>„, ξ„,ηη,θ„ измеря- ют параметры Ьк , где индекс А: изменяется от 1 до 3 , в соответствии с урав- нениями измерении through d n of said measured and defined above £>",ξ", η η, θ " measured parameters are L k, where the index k ranges from 1 to 3, in accordance with the equations of measurement
Ν Ν  Ν Ν
*.=*ΣΚ-Α)£-ΣΚ-Α)Σ£.  *. = * ΣΚ-Α) £ -ΣΚ-Α) Σ £.
(5) .=^Σ -ΑΚ-Σ -Α)Σ^
Figure imgf000005_0003
(5). = ^ Σ -ΑΚ-Σ -Α) Σ ^
Figure imgf000005_0003
через них и упомянутые параметры А} измеряют преимущественно в соот- ветствии с уравнениями измерений параметры Ax
Figure imgf000006_0001
/ » АУ = ( + bi + ) 1 A> ζ = (A + Α + » (6) через них и координаты xo,yo,zo измеряют уточнённые пространственные координаты x,y,z фазового центра приёмной антенны указанного прини- мающего радиосигналы радиотехнического объекта в соответствии с уравне- ниями измерений х = хо + х, , у = уо + Ау , z = zo + Az (7) и, при необходимости, последовательно повторяют все указанные первона- чальные действия заданное число раз, каждый раз используя в качестве зна- чений координат фазового центра приёмной антенны принимающего радио- сигналы радиотехнического объекта χο,γο,ζο его измеренные уточнённые пространственные координаты x,y, z , полученную таким образом информа- цию о координатах передают потребителям информации, включающим, в том числе при необходимости, в качестве потребителя информации, по край- ней мере, упомянутую группу радиотехнических объектов.
through them and the mentioned parameters A } measure mainly in accordance with the measurement equations the parameters Ax
Figure imgf000006_0001
/ »AC = (+ b i +) 1 A> ζ = (A + Α +» ( 6 ) through them and the coordinates xo, yo, zo measure the adjusted spatial coordinates x, y, z of the phase center of the receiving antenna of the specified receiver the radio signals of a radio engineering object in accordance with the measurement equations x = x0 + x, y = y0 + Au, z = zo + Az (7) and, if necessary, sequentially repeat all these initial steps for a specified number of times, each time using the coordinates of the phase center of the receiving antenna of the receiving radio signals of the radio engineering object χο, γο, ζο and Merenii the refined spatial coordinates x, y, z, thus obtained for information on the coordinates information transmitted to consumers, comprising, including, if necessary, as a consumer of information tion at least said group of radio facilities.
В существующем уровне техники не выявлено источников информации, которые содержали бы сведения о способах того же назначения с указанной совокупностью признаков. Ниже изобретение описано более детально.  In the current level of technology, no sources of information have been identified that would contain information about methods of the same purpose with the specified set of features. The invention is described in more detail below.
Осуществление изобретения  The implementation of the invention
Приём радиосигналов и извлечение информации, в том числе, о простран- ственных координатах радиотехнического объекта производят на прини- мающем радиосигналы радиотехническом объекте, стационарном или под- вижном. Способ включает возможность предварительного получения коор- динат фазового центра приёмной антенны этого радиотехнического объекта χο,γο,ζο в заданной трёхмерной декартовой системе координат (Χ, Υ, Ζ ), со- ответственно. Передачу радиосигналов производят Ν передающих радио- сигналы радиотехнических объектов в количестве не менее четырёх, стацио- нарных или подвижных, соответственно с фиксированными или заданными во времени координатами в упомянутой системе координат xn,y„,zn , где п изменяется от 1 до N , не расположенных в одной плоскости фазовых цен- тров их передающих антенн. Каждый из указанных N объектов своей пере- дающей антенной синхронизировано передаёт радиосигналы одновремённо или с упорядоченно заданными задержками во времени. The reception of radio signals and the extraction of information, including the spatial coordinates of the radio object, is carried out at the radio signal receiving radio object, whether stationary or mobile. The method includes the possibility of preliminary obtaining the coordinates of the phase center of the receiving antenna of this radio engineering object χο, γο, ζο in a given three-dimensional Cartesian coordinate system (Χ, Υ, Ζ), respectively. Radio signals are transmitted by Ν transmitting radio signals of radio engineering objects in an amount of at least four, stationary or mobile, respectively, with coordinates fixed or set in time in the mentioned coordinate system x n , y „, z n , where n varies from 1 to N not located in the same plane of phase prices tro of their transmitting antennas. Each of these N objects with its transmitting antenna synchronously transmits radio signals simultaneously or with ordered time delays.
Радиосигналы принимают приёмной антенной на упомянутом прини- мающем радиотехническом объекте и идентифицируют принятые радиосиг- налы соответствующим передающим радиосигналы радиотехническим объ- ектам. На принимающем радиотехническом объекте регистрируют моменты времён приёма радиосигналов в заданной системе отсчёта времени. При этом при наличии указанных упорядоченно заданных задержек во времени соот- ветственно их исключают. При необходимости моменты времён приёма ра- диосигналов центрируют, исключая из каждого момента среднее значение всех моментов. На основании таким образом зарегистрированных моментов времён t„ определяют параметры dn = vtn , где υ - скорость распространения радиосигналов. The radio signals are received by a receiving antenna at said receiving radio object and the received radio signals are identified by the corresponding radio signal transmitting radio objects. At the receiving radio engineering object, moments of times of reception of radio signals are recorded in a given time reference system. Moreover, in the presence of the indicated ordered delays in time, they are accordingly excluded. If necessary, the moments of the times of reception of the radio signals are centered, excluding from each moment the average value of all the moments. Based on the thus recorded time instants t „, the parameters d n = vt n are determined, where υ is the propagation speed of the radio signals.
В информационной системе принимающего радиотехнического объекта через упомянутые предварительно полученные координаты фазового центра приёмной антенны принимающего радиотехнического объекта xo,yo,zo и за- данные упомянутые координаты фазовых центров передающих антенн x„,yn,zn первоначально определяют необходимые для уравнений измерений расстояния Dn между точкой с координатами χο,γο,ζο и координатами фазо- вых центров передающих антенн x„,y„, zn в соответствии с выражением (1). Указанные предварительно полученные координаты χο,γο, ζο могут иметь большие отклонения от точных значений координат объекта χ,γ,ζ , как будет показано на примере реализации способа. In the information system of the receiving radio engineering object, through the previously mentioned coordinates of the phase center of the receiving antenna of the receiving radio engineering object xo, yo, zo and the specified coordinates of the phase centers of the transmitting antennas x „, y n , z n, they initially determine the distances D n necessary for the measurement equations between the point with the coordinates χο, γο, ζο and the coordinates of the phase centers of the transmitting antennas x „, y„, z n in accordance with expression (1). The indicated previously obtained coordinates χο, γο, ζο may have large deviations from the exact values of the coordinates of the object χ, γ, ζ, as will be shown by the example of the implementation of the method.
Через D„ и безразмерные параметры (2) определяют безразмерные пара- метры а, и A j в соответствии с выражениями (3) и (4). Через измеренные па- раметры dn и параметры, определённые в соответствии с выражениями (1) и (2), измеряют параметры Ьк в соответствии с уравнениями измерений (5). Че- рез Ък и Aj измеряют преимущественно в соответствии с уравнениями измерений (6) параметры Δχ, Δγ,Δζ и через них и координаты χο,γο, ζο изме- ряют уточнённые пространственные координаты x,y, z фазового центра при- ёмной антенны принимающего радиосигналы радиотехнического объекта в соответствии с уравнениями измерений (7). Using D „and dimensionless parameters (2), dimensionless parameters a and A j are determined in accordance with expressions (3) and (4). Through d n measured values and parameters determined in accordance with expressions (1) and (2) to measure the parameters b in accordance with the measurement of equation (5). Through b to and A j measured mainly in accordance with the equations of measurements (6), the parameters Δχ, Δγ, Δζ, and through them and the coordinates χο, γο, ζο measure the adjusted spatial coordinates x, y, z of the phase center of the receiving antenna of the radio signal receiving radio signal in accordance with the measurement equations (7).
При необходимости последовательно повторяют все указанные первона- чальные действия заданное число раз, каждый раз используя в качестве зна- чений координат фазового центра приёмной антенны принимающего радио- сигналы радиотехнического объекта χο,γο,ζο его измеренные уточнённые про- странственные координаты χ,γ,ζ . Полученную таким образом информацию о координатах передают потребителям информации, включающим, в том числе при необходимости, в качестве потребителя информации, по крайней мере, упомянутые передающие радиосигналы радиотехнические объекты.  If necessary, all the indicated initial actions are sequentially repeated a specified number of times, each time using the measured and refined spatial coordinates χ, γ, ζ as the coordinates of the phase center of the receiving antenna of the receiving radio signals of the radio engineering object χο, γο, ζο . The coordinate information obtained in this way is passed on to information consumers, including, if necessary, including, as a consumer of information, at least the aforementioned radio signal transmitting radio objects.
Покажем возможности предложенного способа передачи и приёма ра- диосигналов и извлечения информации о координатах объекта. Рассмотрим ситуацию с использованием минимально возможного по данному способу количества передающих радиосигналы радиотехнических объектов, а именно при использовании четырёх спутников. Координаты расположения спутни- ков x„,yn,zn ( в м ), приведенные в таблице 1 , взяты из [2. Ryan Stansifer. Ех- act solution of the a three dimensional hyperbolic positioning system. Department of Computer Sciences Florida Institute of Technology. Melbourne, Florida USA 32901. Ryan@fit.edu , 20 sept. 2011]: We show the possibilities of the proposed method for transmitting and receiving radio signals and extracting information about the coordinates of the object. Consider the situation using the minimum possible in this method the number of radio signals transmitting radio engineering objects, namely when using four satellites. The coordinates of the location of the satellites x „, y n , z n (in m), given in table 1, are taken from [2. Ryan Stansifer Ex - act solution of the a three dimensional hyperbolic positioning system. Department of Computer Sciences Florida Institute of Technology. Melbourne, Florida USA 32901. Ryan@fit.edu, 20 sept. 2011]:
Таблица 1  Table 1
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000008_0001
Для моделирования рассмотрим ситуацию, при которой принимающий радиосигналы радиотехнический объект находится в точке пространства с координатами (в м) х^ = 2.117912 -Ю6 , уоб = 6.038289 - 106 , ζο6 = 4.46376 - 106 . На нём регистрируют моменты времён приёма радиосигналов tn в заданной системе отсчёта времени. Введем ошибки измерения времён tn в не, равныеFor modeling, consider the situation in which the receiving signals of Radio object is at the point with coordinates (in m) = 2.117912 x -Yu 6, y = about 6.038289 - June 10, ζ ο6 = 4.46376 - 10 June. On it records the moments of times of reception of radio signals t n in a given time reference system. We introduce the errors of measurement of times t n in not equal to
At, = 1 , At2 = 2 , Δ/3 = 5 , At4 = -4 , соответственно. Измеренные tn , для удобства центрированные относительно среднего значения всех моментов, при ука- занных ошибках измерений равны (в не) /, = 2.0001540023 - 10%At, = 1, At 2 = 2, Δ / 3 = 5, At 4 = -4, respectively. The measured t n , for convenience, centered relative to the average value of all moments, with the indicated measurement errors are equal (in not) /, = 2.0001540023 - 10%
/2 = -1.1519899811 -Ю7 , t3 = 7.7473606426 -106 , t = 1.7723851657 - 106. Соответствую- щие этим tn параметры dn определяются как dn = vtn , где υ = 0.299792458 м/нс. / 2 = -1.1519899811 -J 7 , t 3 = 7.7473606426 -10 6 , t = 1.7723851657 - 10 6 . The parameters d n corresponding to these t n are defined as d n = vt n , where υ = 0.299792458 m / ns.
В качестве предварительно полученных координат
Figure imgf000009_0001
принимающе- го радиотехнического объекта в данном примере использованы взятые с от- клонениями в десятки тысяч метров от координат xo6 ,yo6 , zo6 координаты χ0
Figure imgf000009_0002
As pre-obtained coordinates
Figure imgf000009_0001
of the receiving radio engineering object in this example, the coordinates χ0 taken with deviations of tens of thousands of meters from the coordinates x o6 , y o6 , z o6 are used
Figure imgf000009_0002
Полученные результаты моделирования представлены в таблице 2, всё в м. The obtained simulation results are presented in table 2, all in m.
Таблица 2 table 2
Figure imgf000009_0003
Figure imgf000009_0003
Из таблицы 2 следует, что заявляемый способ позволяет уже на втором этапе определить координаты объекта с отклонениями в несколько метров от точных значений координат (при этом предварительно полученные коорди- наты были заданы с отклонениями в десятки тысяч метров от коор- динат объекта xo6,yo6 , zo6 ). Практически эти отклонения связаны с погрешно- стями измерений tn , т.к. на последующем этапе уточнение этих отклонений происходит лишь в 4-6 знаках после запятой и составляют менее мм. From table 2 it follows that the claimed method allows already at the second stage to determine the coordinates of the object with deviations of several meters from the exact values of the coordinates (in this case, the previously obtained coordinates were set with deviations of tens of thousands of meters from the coordinates of the object x o6 , y o6 , z o6 ). In practice, these deviations are associated with error styami measurement t n, since at the next stage, the refinement of these deviations occurs only at 4-6 decimal places and is less than mm.
На практике заявляемый способ позволяет, имея на принимающем ра- диосигналы радиотехническом объекте информацию о его нахождении в пределах достаточно большого района (например, большого города) с хотя бы одной точкой с известными геодезическими координатами, однозначно измерить координаты этого объекта с погрешностями, определяемыми толь- ко погрешностью измерения моментов времён приёма радиосигналов.  In practice, the inventive method allows, having information on its location on a radio electronic object about its location within a sufficiently large area (for example, a big city) with at least one point with known geodetic coordinates, to unambiguously measure the coordinates of this object with errors determined only by to the measurement error of the moments of time of reception of radio signals.
Промышленная применимость  Industrial applicability
Заявляемый способ обеспечивает:  The inventive method provides:
- однозначное извлечение информации о пространственных координатах объекта с большой точностью, соответствующей современным требованиям, - unambiguous extraction of information about the spatial coordinates of the object with great accuracy, corresponding to modern requirements,
- возможность с высоким быстродействием производить измерения с исполь- зованием одного из известных радиотехнических методов и существующей элементной базы и микропроцессорной техники, - the ability to perform measurements with high speed using one of the well-known radio engineering methods and the existing elemental base and microprocessor technology,
- эффективное использование радиочастотного спектра,  - efficient use of the radio frequency spectrum,
- осуществление одновременных измерений на неограниченном количестве радиотехнических объектов.  - implementation of simultaneous measurements on an unlimited number of radio engineering objects.
Результативность и эффективность использования заявляемого способа состоит в том, что он может быть применён на практике для развития и со- вершенствования радиотехнических систем измерения, преимущественно, координат объектов, а также в других приложениях. Способ позволяет опре- делять координаты с большой точностью и более просто по сравнению с из- вестными способами.  The effectiveness and efficiency of using the proposed method lies in the fact that it can be applied in practice for the development and improvement of radio engineering measurement systems, mainly, the coordinates of objects, as well as in other applications. The method allows to determine the coordinates with great accuracy and more simply in comparison with the known methods.
Таким образом, заявляемый способ обеспечивает появление новых свойств, не достигаемых в аналогах. Проведенный анализ позволил устано- вить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответ- ствие заявленного способа условию «новизны». Также не выявлена известность влияния предусматриваемых существен- ными признаками заявленного изобретения действий на достижение ука- занного результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень». Thus, the claimed method provides the emergence of new properties not achieved in analogues. The analysis made it possible to establish: analogues with a set of features identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates the conformity of the claimed method to the “novelty” condition. Also, the popularity of the effect of the actions provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the specified result was not revealed. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".

Claims

Формула изобретения Claim
Способ передачи и приёма радиосигналов и извлечения информации в расположенной на принимающем радиосигналы радиотехническом объекте, стационарном или подвижном, информационной системе, включающий возможность предварительного получения координат фазового центра при- ёмной антенны упомянутого радиотехнического объекта χο,γο, ζο в заданной трёхмерной декартовой системе координат (Χ,Υ,Ζ ), соответственно, при ко- тором Ν передающих радиосигналы радиотехнических объектов в количест- ве не менее четырёх, стационарных или подвижных, соответственно с фик- сированными или заданными во времени координатами в упомянутой систе- ме координат xn,y„, zn , где п изменяется от 1 до N , не расположенных в од- ной плоскости фазовых центров их передающих антенн, каждый своей пере- дающей антенной синхронизировано передают радиосигналы одновременно или каждый с упорядоченно заданными задержками во времени, принимают их приёмной антенной на упомянутом принимающем радиосигналы радио- техническом объекте, идентифицируют принятые радиосигналы соответст- вующим передающим радиосигналы радиотехническим объектам, регистри- руют на принимающем радиотехническом объекте моменты времён приёма радиосигналов в заданной системе отсчёта времени, причём при наличии указанных упорядоченно заданных задержек во времени соответственно с их исключением, при необходимости моменты времён приёма радиосигналов центрируют, исключая из каждого момента среднее значение всех моментов, и на основании таким образом зарегистрированных моментов времён tn оп- ределяют параметры dn - vtn , где υ - скорость распространения радиосигна- лов, при этом в информационной системе принимающего радиотехнического объекта через упомянутые предварительно полученные координаты фазового центра приёмной антенны принимающего радиотехнического объекта A method for transmitting and receiving radio signals and extracting information in a radio engineering object located on a radio signal receiving station, stationary or mobile, information system, including the possibility of preliminary obtaining the coordinates of the phase center of the receiving antenna of the radio object χο, γο, ζο in a given three-dimensional Cartesian coordinate system (Χ , Υ, Ζ), respectively, for which Ν transmitting radio signals of radio engineering objects in the amount of not less than four, stationary or mobile, respectively GOVERNMENTAL with a fixed or predetermined time coordinates in said siste- IU coordinates x n, y ", z n, where n varies from 1 to N, is not located in the one plane hydrochloric phase centers of transmit antennas, each of its over- the transmitting antenna synchronously transmits the radio signals simultaneously or each with orderly specified time delays, receive them by the receiving antenna at said radio technical object receiving the radio signals, the received radio signals are identified by the corresponding radio transmitting radio signals to technical objects, the moments of the times of receiving radio signals in a given time reference system are recorded at the receiving radio-technical facility, moreover, in the presence of the indicated ordered delays in time, respectively, with their exception, if necessary, the moments of the times of receiving radio signals are centered, excluding from each moment the average value of all the moments and based on the thus registered moments times t n is determined by the parameters d n - vt n, where υ - propagation velocity radiosigna- fishing, while in the inf rmatsionnoy system receiving radio technical object through said preformed coordinates of the phase center of the receiving antenna of the receiving object radiotechnical
χο,γο,ζο и заданные упомянутые координаты фазовых центров передающих антенн x„,y„,zn первоначально определяют необходимые для уравнений из- мерений расстояния между точкой с координатами xo,yo,zo и координатами фазовых центров передающих антенн x„,yn,zn в соответствии с выражением χο, γο, ζο and given coordinates of the phase centers of the transmitting antennas x „, y„, z n initially determine the necessary equations for measuring the distance between the point with coordinates xo, yo, zo and the coordinates of the phase centers of the transmitting antennas x „, y n , z n in accordance with the expression
Dn = j(xo - хп f + (уо -у„)2 + (zo-zn f и безразмерные параметры D n = j (xo - х п f + (уо-у „) 2 + (zo-z n f and dimensionless parameters
ξ„ =(xo-xn)IDn, η„= (уо -y„)IDn, θη=(ζο- zn)l Dn, через них определяют без- размерные параметры а где индекс /изменяется от 1 до 6, ξ „= (xo-x n ) ID n , η„ = (уо-y „) ID n , θ η = (ζο-z n ) l D n , through them the dimensionless parameters are determined and where the index / varies from 1 to 6,
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001
а через параметры я, определяют безразмерные параметры у , где индекс j изменяется от о до 6 , в соответствии с выражениями and through the parameters i, determine the dimensionless parameters y , where the index j varies from about to 6, in accordance with the expressions
4, four,
Figure imgf000013_0002
через упомянутые измеренные d„ и выше определённые D„, ξ„,ηηη измеря- ют параметры Ьк , где индекс к изменяется от 1 до 3 , в соответствии с урав- нениями измерений
Figure imgf000013_0002
through the above-mentioned measured d „and above, the determined D„, ξ „, η η , θ η measure the parameters b k , where the index k varies from 1 to 3, in accordance with the measurement equations
= ΝΣ{άηηη - {άηπ)Σξη, = ΝΣ {ά ηη ) ξ η - {ά ηπ ) Σξ η ,
η=1 л=1 л=1
Figure imgf000013_0003
η = 1 l = 1 l = 1
Figure imgf000013_0003
через них и упомянутые параметры А . измеряют преимущественно в соот- ветствии с уравнениями измерений параметры through them and the mentioned parameters A. measured mainly in accordance with the measurement equations, the parameters
&x = (Aibl+A4b2+A5b3)/A0, Ay = (A4bl+A2b2 + A6b3)/A0, Az = (A5bl+A6b1+A3b3)/A0, через них и координаты xo,yo,zo измеряют уточнённые пространственные координаты x,y,z фазового центра приёмной антенны указанного прини- мающего радиосигналы радиотехнического объекта в соответствии с уравне- ниями измерений χ = χο + Δχ, , у = уо + у , ζ = ζο + Δζ и, при необходимости, последовательно повторяют все указанные первоначальные действия задан- ное число раз, каждый раз используя в качестве значений координат фазово- го центра приёмной антенны принимающего радиосигналы радиотехниче- ского объекта χο,γο, ζο его измеренные уточнённые пространственные коор- динаты χ,γ, ζ , полученную таким образом информацию о координатах пере- дают потребителям информации, включающим, в том числе при необходи- мости, в качестве потребителя информации, по крайней мере, упомянутые Ν передающих радиосигналы радиотехнических объектов. & x = (A i b l + A 4 b 2 + A 5 b 3 ) / A 0 , Ay = (A 4 b l + A 2 b 2 + A 6 b 3 ) / A 0 , Az = (A 5 b l + A 6 b 1 + A 3 b 3 ) / A 0 , through them and the coordinates xo, yo, zo measure the adjusted spatial coordinates x, y, z of the phase center of the receiving antenna of the specified radio signal receiving receiver in accordance with the equation measurements χ = χο + Δχ,, y = уо + у, ζ = ζο + Δζ and, if necessary, sequentially repeat all the indicated initial actions a specified number of times, each time using the coordinates of the phase center of the receiving antenna the radio object receiving radio signals χο, γο, ζο its measured updated spatial coordinates χ, γ, ζ, the coordinates obtained in this way are transmitted to consumers of information, including, if necessary, including as a consumer of information at As mentioned Ν transmit radio signals objects.
PCT/RU2013/000213 2012-05-24 2013-03-18 Method for transmitting and receiving radio signals WO2013176577A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012121391/07A RU2496272C1 (en) 2012-05-24 2012-05-24 Method of transmitting and receiving radio signals
RU2012121391 2012-05-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013176577A1 true WO2013176577A1 (en) 2013-11-28

Family

ID=49357306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2013/000213 WO2013176577A1 (en) 2012-05-24 2013-03-18 Method for transmitting and receiving radio signals

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2496272C1 (en)
WO (1) WO2013176577A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2413240C1 (en) * 2009-09-23 2011-02-27 Святослав Николаевич Гузевич Method to determine distance from receiver of electromagnet field on object to transmitter and device for its realisation
RU2432682C1 (en) * 2010-06-08 2011-10-27 Владимир Петрович Панов Method of transmitting radio signals using radio-frequency sources
RU2435304C1 (en) * 2010-05-21 2011-11-27 Владимир Петрович Панов Receiving and transmitting method of radio signals of ground radio beacons

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1249955B1 (en) * 2000-11-17 2011-01-26 Panasonic Corporation Ofdm communication device
KR100849338B1 (en) * 2001-11-10 2008-07-29 삼성전자주식회사 Apparatus and method for coding/decoding of sttd in ofdm mobile communication system
US20030231582A1 (en) * 2002-05-06 2003-12-18 Enikia L.L.C. Method and system of channel analysis and carrier selection in OFDM and multi-carrier systems
CN1672349A (en) * 2002-07-25 2005-09-21 诺基亚有限公司 Apparatus and method for improved performance in MC-CDMA radio telecommunication systems that use pulse-shaping filters
KR100800795B1 (en) * 2004-05-31 2008-02-04 삼성전자주식회사 Method and apparatus for transmitting/receiving up link acknowledgement information in a communication system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2413240C1 (en) * 2009-09-23 2011-02-27 Святослав Николаевич Гузевич Method to determine distance from receiver of electromagnet field on object to transmitter and device for its realisation
RU2435304C1 (en) * 2010-05-21 2011-11-27 Владимир Петрович Панов Receiving and transmitting method of radio signals of ground radio beacons
RU2432682C1 (en) * 2010-06-08 2011-10-27 Владимир Петрович Панов Method of transmitting radio signals using radio-frequency sources

Also Published As

Publication number Publication date
RU2496272C1 (en) 2013-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2624461C1 (en) Method of determining coordinates of object
WO2013176575A1 (en) Radio engineering system
RU2453996C1 (en) System to receive radio signals at objects
RU2453997C1 (en) System to receive radio signals from sources of radio radiations
RU2530231C1 (en) Radio signal transmission and reception method
RU2530233C1 (en) Radio-technical system
RU2578750C1 (en) Method of transmitting radio signals
RU2453999C1 (en) Method of receiving radio signals on objects
RU2519296C1 (en) Method of transmitting and receiving radio signals
RU2519294C1 (en) Method of transmitting and receiving radio signals
WO2013176577A1 (en) Method for transmitting and receiving radio signals
RU2530241C1 (en) Radio signal transmission and reception method
RU2496273C1 (en) Method of transmitting and receiving radio signals
RU2530232C1 (en) Radio signal transmission and reception method
RU2496271C1 (en) Radio system
RU2542659C1 (en) Method of transmitting and receiving radio signals
RU2484604C1 (en) Radio method of extracting information
RU2543470C1 (en) Radio system
RU2530236C1 (en) Radio-technical system
RU2530240C1 (en) Radio signal transmission and reception method
RU2530237C1 (en) Radio-technical system
RU2542579C1 (en) Radio system
RU2530234C1 (en) Radio-technical system
RU2484605C1 (en) Radio information system
RU2530239C1 (en) Radio signal transmission and reception method

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13793191

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13793191

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1