Портативное приемо-передающее устройство для определения местоположения объекта поиска по запросу
Заявленная полезная модель относится к области радионавигации и может быть использована для обнаружения различных объектов поиска, групп и не выходящих на связь отдельных людей, терпящих бедствие или находящихся в зоне стихийного бедствия, в том числе при поиске потерпевших крушение летательных аппаратов, спасательных средств на воде, и др. Рассмотренные устройства, являющиеся аналогами и прототипом, имеют низкую точность определения координат места катастрофы, кроме того, они обладают значительно более низкой надежностью работы, низкочастотным диапазоном передачи сообщений, предполагают большие габариты антенн, а, следовательно - увеличение веса и габаритов устройств, малое время поддержания работоспособности, определяемое емкостью аккумуляторных батарей, большое время для передачи информации с места аварии через спутниковые системы, кроме того, не создана запросная процедура передачи данных о местоположении объекта. Задачей заявляемого изобретения является - разработка портативного приемо-передающего устройства для определения местоположения объекта поиска по запросу, координатной информации с аварийного объекта, оснащенного приемным модулем ГЛОНАСС/GPS, а также - повышение точности определения координат места катастрофы, сокращение времени связи и поиска с потерпевшими бедствие, повышение надежности работы устройства в чрезвычайных ситуациях, а также значительное уменьшение размеров устройства за счет компактного распределения входящих в него блоков и создание запросной процедуры передачи данных о местоположении объекта поиска. Указанный технический результат достигается за счет того, что пор1ативное присмо-передающее устройство для определения местоположения объекта поиска по запросу, содержащее приемник GPS и/или ГЛОНАСС, источник питания, коммутатор питания, микроконтроллер, транспондср, аиалогово-цифровой (АЦП) и цифро-аналоговый (ЦАП) преобразователи, при этом, микроконтроллер состоит из блока ввода сигналов активации, блока памяти адреса, содержащего идентификационный номер устройства, блока сравнения, формирователя сигнала, а транспондер состоит из передатчика, антенного переключателя и приемника сигналов запроса, причем - приемник сигналов запроса последовательно соединен с АЦП, блоком сравнения, блоком ввода сигнала активации, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора питания, а второй вход коммутатора питания соединен с источником питания; второй выход блока ввода сигнала активации соединен с первым входом формирователя сигнала, второй вход которого соединен с приемником навигационных сигналов от системы GPS и (или) ГЛОНАСС, а выход формирователя сигнала соединен с ЦАП, выход которого через передатчик соединен с антенным переключателем; второй вход блока сравнения соединен с блоком памяти адреса; источник питания через коммутатор питания посредством коммутируемой шины соединен с цепями питания приемника сигнала запроса, АЦП, блока сравнения, блока ввода сигнала активации, приемника навигационных сигналов от системы GPS и (или) ГЛОНАСС, формирователя сигналов, ЦАП и передатчика. Кроме того, устройство по способу 1 выполнено в противоударном, пожароустойчивом, водонепронецаемом герметичном корпусе, исключающем возможность повреждения аппаратной части в момент активной фазы какой-либо чрезвычайной ситуации, и содержит источник питания, способный поддерживать его в работоспособном состоянии не менее 8000 часов, а корпус выполнен в виде цилиндра диаметром не более 12 мм и длиной не более 100 мм, при этом антенна для работы в составе спутникового приемника расположена внутри корпуса, а в герметичном корпусе у одной из вершин выполнена проушина для крепления. Кроме того, устройство по способу 1, отличающийся тем, что блок ввода сигнала активизации, блок памяти адреса, формирователь сигнала и блок сравнения выполнены на базе микропроцессора. Предлагаемая полезная модель иллюстрируется следующими чертежами: 1 - схема портативного приемо-передающего устройства для определения местоположения объекта поиска по запросу и 2 - корпус портативного приемо-передающего устройства. Для реализации основных технических задач и для получения технического результата заявляемой полезной моделью решаются следующие задачи: 1) создание запросной процедуры передачи данных о местоположении, в этом случае основной расход энергии происходит в момент передачи информации в запрашивающее устройство; 2) обеспечение высокой точности определения местоположения в сложных ландшафтных условиях; 3) сокращение времени поиска при дефиците спасательно-поискового оборудования и людских ресурсов в больших зонах поиска; 4) регулирование объема передаваемой информации, за короткую одиночную посылку. Передаются точные координаты объекта и время, а также при небольшой модернизации кодовые обозначения ситуации; 5) обеспечение передачи информации без участия человека достигается за счет автоматизации процесса определения местоположения и передачи информации запрашивающему устройству, что облегчает работу с данным приемо-передающнм устройством. 6) расположение антенны для работы в составе спутникового приемника внутри корпуса исключает возможность ее повреждения от механических и климатических воздействий, как в обычных, так и в экстремальных условиях. Промышленная применимость портативного приемо-передающего устройства для определения местоположения объекта поиска по запросу обеспечивается за счет большого спроса в стране и за рубежом из-за отсутствия насыщенности рынка данным видом продукции. Предложенное устройство позволит сократить время поиска потерпевших бедствие при одновременном упрощении изготовления портативного приемо-передающего устройства, снижении стоимости и повышении надежности его эксплуатации, в том числе, за счет выполнения большинства блоков устройства на базе микропроцессора.
Заявленная полезная модель относится к области радионавигации и может быть использована для обнаружения различных объектов поиска, групп и не выходящих на связь отдельных людей, терпящих бедствие или находящихся в зоне стихийного бедствия, в том числе при поиске потерпевших крушение летательных аппаратов, спасательных средств на воде, и др.
Известен аварийный радиомаяк (заявка США 
2005/0073458 от 07.04.2005), содержащий антенну, синтезатор, модулятор, генератор модуляции, контроллер, усилитель.
Это устройство обладает низкой точностью определения координат места катастрофы и для поиска терпящих бедствие необходимо затрачивать много времени, кроме того в этом изобретении не скорректировано создание запросной процедуры передачи данных о местоположении, обеспечивающей оперативность поиска терпящих бедствие.
Известно устройство для спутникового мониторинга местоположения групп и отдельных людей (патент на полезную модель RU 113017 от 27.01.2012), содержащее малогабаритный ГЛОНАСС/GPS навигационный спутниковый приемник, антенну для работы в составе приемника, аккумуляторные батареи и герметичный корпус, при этом - в корпусе выполнено сквозное отверстие для установки крепления устройства к инвентарю или одежде, при этом, устройство выполнено в противоударном герметичном корпусе, исключающем возможность повреждения аппаратной части в момент активной фазы какой-либо чрезвычайной ситуации, и содержит одну, две или несколько аккумуляторных батарей, способных поддерживать устройство в работоспособном состоянии до 4-х суток.
Недостатком аналога являются значительные размеры и вес, определяемые характеристиками аккумуляторных батарей и малый срок их работоспособности, диапазон частот, в которых указанное устройство применяется предполагает большие размеры антенны, большое время передачи информации через спутниковые каналы связи.
Известно устройство «Аварийный радиомаяк» (патент на изобретение RU 2306576 от 20.09.2007), используемое для обнаружения терпящих бедствие различных объектов, в частности воздушных судов. Достигаемым техническим результатом указанного изобретения является повышение точности определения координат места катастрофы воздушного судна и сокращение времени поиска потерпевших бедствие, повышение надежности работы. Радиомаяк содержит блок ввода сигнала активации, блок формирования сигнала аварийной перегрузки, первый блок постоянной памяти, формирователь кода времени, передатчик спутникового канала, формирователь модулирующего сигнала, передатчик приводного канала, дуплексер, приемник навигационных сигналов от системы GPS и/или ГЛОНАСС, блок оперативной памяти, блок автономного питания, селектор питания, пульт дистанционного управления, блок комплексирования навигационных данных и второй блок постоянной памяти.
Недостатком аналога является достаточно низкая точность определения координат места катастрофы, невозможность дистанционного активирования радиомаяка, использование указанного устройства для работы в составе водных и воздушных судов определяет его большие габариты из-за входящих в состав дополнительных блоков, кроме того в данном устройстве не предусмотрено определение местоположения объекта по запросу.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является аварийный радиомаяк (патент на изобретение РФ 2157546 от 10.10.1999), содержащий блок ввода сигналов активации радиомаяка, сумматор, блок постоянной памяти, формирователь кода времени, преобразователь параллельного кода в последовательный код, формирователь управляющего напряжения, передатчик спутникового канала, формирователь модулирующего сигнала, передатчик приводного канал, дуплексер, антенну, приемник навигационный сигналов GPS и/или ГЛОНАСС, пульт дистанционного управления, блок оперативной памяти, блок автономного питания, блок формирования сигнала аварийной перегрузки, выход которого соединен с блоком ввода сигналов активизации радиомаяка, второй вход которого соединен с пультом дистанционного управления, выход блока ввода сигналов активизации радиомаяка соединен с формирователем кода времени и селектором питания, который соединен с блоком автономного питания, формирователем аварийной перегрузки, блоком ввода сигналов активизации радиомаяка, пультом дистанционного управления, блоком оперативной памяти, передатчиком приводного канала, передатчиком спутникового канала, формирователем модулирующего канала, блоком постоянной памяти, формирователем кода времени, а передатчик спутникового канала своим выходом соединен с дуплексером, второй вход которого соединен с выходом передатчика приводного канала, вход которого соединен с выходом формирователя модулирующего сигнала, выход дуплексера соединен со входом второй антенны, а вход приемника GPS и/или ГЛОНАСС соединен с выходом первой антенны.
Однако это устройство имеет низкую точность определения координат места катастрофы, кроме того, оно обладает значительно более низкой надежностью работы, низкочастотный диапазон передачи сообщений, предполагает большие габариты антенн, а, следовательно - увеличение веса и габаритов устройства; для него характерно малое время поддержания работоспособности, определяемое емкостью аккумуляторных батарей, а также - большое время для передачи информации об аварии через спутниковые системы, кроме того, не создана запросная процедура передачи данных о местоположении объекта.
Задачей полезной модели является - разработка портативного приемо-передающего устройства для определения местоположения объекта поиска по запросу, координатной информации с аварийного объекта, оснащенного приемным, модулем ГЛОНАСС/GPS, а также - повышение точности определения координат места катастрофы, сокращение времени связи и поиска с потерпевшими бедствие, повышение надежности работы устройства в чрезвычайных ситуациях, а также значительное уменьшение размеров устройства за счет компактного распределения входящих в него блоков и создание запросной процедуры передачи данных о местоположении объекта поиска.
Указанный технический результат достигается за счет того, что портативное приемо-передающее устройство для определения местоположения объекта поиска по запросу, содержащее приемник GPS и/или ГЛОНАСС, источник питания, коммутатор питания, микроконтроллер, транспондер, аналогово-цифровой (АЦП) и цифро-аналоговый (ЦАП) преобразователи, при этом, микроконтроллер состоит из блока ввода сигналов активации, блока памяти адреса, содержащего идентификационный номер устройства, блока сравнения, формирователя сигнала, а транспондер состоит из передатчика, антенного переключателя и приемника сигналов запроса, причем - приемник сигналов запроса последовательно соединен с АЦП, блоком сравнения, блоком ввода сигнала активации, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора питания, а второй вход коммутатора питания соединен с источником питания; второй выход блока ввода сигнала активации соединен с первым входом формирователя сигнала, второй вход которого соединен с приемником навигационных сигналов от системы GPS и (или) ГЛОНАСС, а выход формирователя сигнала соединен с ЦАП, выход которого через передатчик соединен с антенным переключателем; второй вход блока сравнения соединен с блоком памяти адреса; источник питания через коммутатор питания посредством коммутируемой шины соединен с цепями питания приемника сигнала запроса, АЦП, блока сравнения, блока ввода сигнала активации, приемника навигационных сигналов от системы GPS и (или) ГЛОНАСС, формирователя навигационных сигналов от системы GPS и (или) ГЛОНАСС, формирователя сигналов, ЦАП и передатчика.
Кроме того, устройство по способу 1 выполнено в противоударном, пожароустойчивом, водонепронецаемом герметичном корпусе, исключающем возможность повреждения аппаратной части в момент активной фазы какой-либо чрезвычайной ситуации, и содержит источник питания, способный поддерживать его в работоспособном состоянии не менее 8000 часов, а корпус выполнен в виде цилиндра диаметром не более 12 мм и длиной не более 100 мм, при этом антенна для работы в составе спутникового приемника расположена внутри корпуса, а в герметичном корпусе у одной из вершин выполнена проушина для крепления.
Кроме того, устройство по способу 1, отличающийся тем, что блок ввода сигнала активизации, блок памяти адреса, формирователь сигнала и блок сравнения выполнены на базе микропроцессора.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется следующими чертежами:
Рис. 1 - схема портативного приемо-передающего устройства для определения местоположения объекта поиска по запросу
Рис. 2 - корпус портативного приемо-передающего устройства.
На рис. 1 представлена схема портативного приемо-передающего устройства для определения местоположения объекта поиска по запросу, которое содержит: приемник GPS и/или ГЛОНАСС 1, коммутатор питания 2, источник питания 3, микроконтроллер (I), транспондер (II), аналогово-цифровой преобразователь (АНН) 8 и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 9 преобразователи, при этом, микроконтроллер (I) состоит из блока ввода сигналов активизации 4, блока памяти адреса 7, блока сравнения 6, формирователя сигнала 5, а транспондер (II) состоит из передатчика 10, антенного переключателя 11 и приемника сигналов запроса 12.
В заявляемом портативном приемо-передающем устройстве для определения местоположения объекта поиска по запросу приемник сигналов запроса 12 последовательно соединен с АЦП 9, блоком сравнения 6, блоком ввода сигнала активации 4, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора питания 2, а второй вход коммутатора питания 2 соединен с источником питания 3; второй выход блока ввода сигнала активации 4 соединен с первым входом формирователя сигнала 5, второй вход которого соединен с приемником навигационных сигналов от системы GPS и (или) ГЛОНАСС 1, а выход формирователя сигнала 5 соединен с ЦАП 8, выход которого через передатчик 10 соединен с антенным переключателем 11; второй вход блока сравнения 6 соединен с блоком памяти адреса 7 содержащим идентификационный номер устройства; источник питания 3 через коммутатор питания 2 посредством коммутируемой шины питания-2
соединен с цепями питания приемника навигационных сигналов от системы GPS и (или) ГЛОНАСС 1, формирователя сигналов 5, ЦАП 8, передатчика 10, кроме того, источник питания 3 посредством шины питания-1 соединен с приемником сигнала запроса 12, АЦП 9, блоком сравнения 6, блоком ввода сигнала активации 4.
Портативное приемо-передающее устройство для определения местоположения объекта поиска по запросу (далее - устройство) работает следующим образом. Устройство постоянно находится в «дежурном режиме» приема сигнала запроса, при этом источник питания соединен приемником сигнала запроса. При поступлении сигнала запроса на приемник сигналов запроса 12 транспондера (II) блок ввода сигнала активации 4 вырабатывает потенциальный сигнал активации портативного приемопередающего устройства для определения местоположения объекта поиска по запросу. Этот сигнал включает формирователь сигнала 5, подает питание на GPS и (или) ГЛОНАСС приемник 1 и передатчик 10 - таким образом разрешает излучение сигнала, информирующего о местоположении объекта поиска. Сигнал от приемника навигационных сигналов 1 поступает на формирователь сигнала 5. Сигнал требуемой частоты формируется в передатчике 10. Сигнал с выхода формирователя сигнала 5 поступает на вход модулирующего сигнала передатчика 10, с выхода которого через антенный переключатель 11 поступает на антенну. В блоке ввода сигнала активации 4 происходит согласование сигнала с блока сравнения с сигналом, осуществляющим управление работой коммутатора питания 2, при этом блок сравнения 6 выполнен в виде коррелятора, где на выходе появляется сигнал, в том случае, когда входная информация совпадает с идентификационным номером устройства, находящимся в блоке памяти адреса 7.
При этом порядок подключения блоков устройства к цепям питания обусловлен алгоритмом работы устройства, а для обеспечения необходимых, достаточно малых размеров используемых антенн, обеспечивающих указанные параметры портативного приемо-передающего устройства, частота поступающих сигналов на приемник, определена экспериментально и она должна находится в пределах - 2,0-2,4 ГГц.
Для исключения возможности повреждения аппаратной части в момент чрезвычайной ситуации устройство выполнено в противоударном герметичном корпусе. А для поддержания его работоспособности в течение не менее 8000 часов содержит источник питания. Корпус устройства выполнен в виде цилиндра диаметром не более 12 мм и длиной не более 100 мм, при этом антенна для работы в составе спутникового приемника расположена внутри корпуса, а для крепления у одной из вершин выполнена проушина. Диаметр цилиндра устройства определен размером источника питания.
При этом корпус заявляемого устройства выполнен из ударопрочного пластика, главным преимуществом которого является его прочность и пластичность при изготовлении, так как пластик легче других материалов, что позволяет делать устройства с небольшим весом. Кроме того, в настоящее время существует большое количество разновидностей пластика, не уступающих в прочности металлическим материалам.
Коммутатор питания может представлять собой, например, микропроцессор LNK304, выполненный на основе полевого транзистора.
Заявляемое устройство обеспечивает прием информации на дальности до 50 км и может применяться при поиске потерпевших крушение летательных аппаратов, спасательных средств на воде, не выходящих на связь людей и др.
Для реализации основных технических задач и для получения технического результата заявляемой полезной моделью решаются следующие задачи:
1) создание запросной процедуры передачи данных о местоположении, в этом случае основной расход энергии происходит в момент передачи информации в запрашивающее устройство;
2) обеспечение высокой точности определения местоположения в сложных ландшафтных условиях;
3) сокращение времени поиска при дефиците спасательно-поискового оборудования и людских ресурсов в больших зонах поиска;
4) регулирование объема передаваемой информации, за короткую одиночную посылку. Передаются точные координаты объекта и время, а также при небольшой модернизации кодовые обозначения ситуации;
5) обеспечение передачи информации без участия человека достигается за счет автоматизации процесса определения местоположения и передачи информации запрашивающему устройству, что облегчает работу с данным приемо-передающим устройством.
6) расположение антенны для работы в составе спутникового приемника внутри корпуса исключает возможность ее повреждения от механических и климатических воздействий, как в обычных, так и в экстремальных условиях.
Промышленная применимость портативного приемо-передающего устройства для определения местоположения объекта поиска по запросу обеспечивается за счет большого спроса в стране и за рубежом из-за отсутствия насыщенности рынка данным видом продукции.
Предложенное устройство позволит сократить время поиска потерпевших бедствие при одновременном упрощении изготовления портативного приемо-передающего устройства, снижении стоимости и повышении надежности его эксплуатации, в том числе, за счет выполнения большинства блоков устройства на базе микропроцессора.
1. Портативное приемопередающее устройство для определения местоположения объекта поиска по запросу, содержащее приемник GPS и/или ГЛОНАСС, коммутатор питания, источник питания, микроконтроллер, транспондер, аналогово-цифровой (АЦП) и цифроаналоговый (ЦАП) преобразователи, при этом микроконтроллер состоит из блока ввода сигналов активации, блока памяти адреса, содержащего идентификационный номер устройства, блока сравнения, формирователя сигнала, а транспондер состоит из передатчика, антенного переключателя и приемника сигналов запроса, причем приемник сигналов запроса последовательно соединен с АЦП, блоком сравнения, блоком ввода сигнала активации, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора питания, а второй вход коммутатора питания соединен с источником питания; второй выход блока ввода сигнала активации соединен с первым входом формирователя сигнала, второй вход которого соединен с приемником навигационных сигналов от системы GPS и (или) ГЛОНАСС, а выход формирователя сигнала соединен с ЦАП, выход которого через передатчик соединен с антенным переключателем; второй вход блока сравнения соединен с блоком памяти адреса, содержащего идентификационный номер устройства; при этом источник питания посредством шины питания-1 соединен с цепями питания приемника сигнала запроса, АЦП, блока сравнения, блока ввода сигнала активации, а через коммутатор питания посредством коммутируемой шины питания-2 приемником навигационных сигналов от системы GPS и (или) ГЛОНАСС, формирователем сигналов, ЦАП и передатчиком.
2. Устройство по п. 1 выполнено в противоударном герметичном корпусе, исключающем возможность повреждения аппаратной части в момент активной фазы какой-либо чрезвычайной ситуации, и содержит источник питания, способный поддерживать его в «ждущем» режиме в работоспособном состоянии не менее 8000 ч, а корпус выполнен в виде цилиндра диаметром не более 12 мм и длиной не более 100 мм, при этом антенна для работы в составе спутникового приемника расположена внутри корпуса, а в герметичном корпусе у одной из вершин выполнена проушина для крепления.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок ввода сигнала активизации, блок памяти адреса, формирователь сигнала и блок сравнения выполнены на базе микропроцессора.
