Способ определения местоположения объектов фазовым методом при использовании разностно-дальномерной радионавигационной системы

Авторы патента:

G01S5/06 - с определением местоположения источника излучения путем индикации в одной системе координат нескольких пеленгов, найденных с помощью разностно-дальномерных измерений (G01S 5/12 имеет преимущество)

Использование: радионавигация. Сущность изобретения: способ направлен на повышение точности определения местоположения объектов фазовым методом путем использования переизлучения сигналов общей задающей (ведущей) станции ведомыми станциями радионавигационной системы и поочередного использования каждой опорной станции радионавигационной цели в режиме ведущей. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к радионавигации.

Аналогом изобретения (он же принят в качестве прототипа) является разностно-дальномерный способ определения местоположения фазовым методом (И.Е. Кинкулькин, В.Д. Рубцов, М.А. Фабрик "Фазовый метод определения координат". М., Сов. радио, 1979, стр. 9).

В основе способа лежит определение местоположения объектов по двум (и более) линиям положения путем измерения навигационных параметров вида ("Методика обработки навигационных измерений с оценкой точности", Д., издание ГУН и О МО, 1965).

U_НП=S_ВМ-S_ВЩ+b, (1) S_BM - геодезическое расстояние от ведомой (ВМ) опорной станции (ОС) радионавигационной системы (РНС) до местоположения объекта; S_BЩ - геодезическое расстояние от ведущей (ВЩ) ОС РНС до местоположения объекта; b - базовое расстояние между ВЩ и ВМ ОС РНС.

Считается, что величина "b" является заранее известной и незименной во времени величиной для конкретной пары (ВЩ-ВМ) станций и, как следствие, средняя квадратическая погрешность (СКП) навигационного параметра

_нп при оценке точности прототипа для всей рабочей зоны РНС принимается постоянной величиной. В этом случае СКП навигационного параметра разностно-дальномерной РНС, выраженная через погрешности опорных станций

_ос (для простоты будем считать, что все ОС РНС отягащают навигационной параметр одинаковыми по величине погрешностями), имеет вид

_нп = 2

_ос, (2) где

_ос - СКП по направлению, вносимая в навигационный параметр одной ОС.

Прототип, во-первых, не учитывает конструктивных особенностей применяемых для местоопределения РНС, а именно, использование подавляющим большинством импульсно-фазовых и фазовых разностно-дальномерных РНС (например, РНС МАРС-75, Брас, PC-10 и т. д. ) внутрисистемной синхронизации сигналов ОС (излучение сигналов ВМ ОС осуществляется после их синхронизации по сигналам ВЩ ОС и жестко связано с моментом синхронизации).

Во-вторых, в прототипе режимы работы опорных станций (ВЩ или ВМ) для конкретного взаимного расположения станций на местности являются фиксированными для каждой ОС.

Сущность изобретения.

Изобретение направлено на повышение точности местоопределения объектов фазовым методом за счет использования переизлучения сигналов ведущей (задающей) ОС ведомыми станциями разностно-дальномерных РНС и поочередной работы каждой опорной станции цепи РНС в режиме заданной (ведущей) станции.

Внутрисистемная синхронизация ОС цепочки разостно-дальномерной РНС по сигналам общей задающей (ВЩ) ОС по своей физической сущности эквивалентна переизлучению с некоторой временной задержкой сигналов ВЩ ОС ведомыми (ВМ) ОС, что приводит к возникновению корреляционных связей между всеми слагаемыми правой части уравнения (1) и меняет характер распределения погрешностей навигационного параметра в рабочих зонах таких систем.

Среднеквадратическая погрешность

_нп в этом случае принимает вид

или (при условии

_вщ =

_вм =

_ос)

где k =

_вм/

_вщ,

_вм - СКП по направлению, вносимая в

_нп BM ОС;

_вщ - СКП по направлению, вносимая в

_нп ВЩ ОС;

- "пристанционные" углы (см. фиг.1).

Положение линий равных точностей навигационного параметра относительно пары ОС ВЩ-ВМ показано на фиг.2. Штриховкой отмечена часть рабочей зоны, в которой точность навигационного параметра выше точности навигационного параметра прототипа.

Поменяв местами ВЩ и ВМ ОС, получим зеркальное относительно перпендикуляра к середине базового расстояния изображение фиг.2. Следовательно, поочередное изменение режимов работы ОС и с ВМ на ВЩ и обратно (это эквивалентно совмещению прямого и зеркального изображения фиг. 2) позволяет получить повышение точности измерения навигационного параметра для одной линии положения во всей рабочей зоне. Исключение составляет сама линия перпендикуляра к середине базового расстояния, на которой

_нп равна соответствующему параметру прототипа.

Точность навигационного параметра каждой линии положения в точке приема сигналов ОС повышается в

раз.

Как известно, для местоопределения объекта требуется не менее двух линий положения, что на практике реализуется с помощью разностно-дальномерной РНС, состоящей из трех ОС. На фиг.3 показано типовое размещение ОС трехстанционной разностно-дальномерной РНС. Перпендикуляры, восстановленные к серединам базовых расстояний и пересекающиеся в одной точке, делят рабочую зону РНС на шесть секторов. В зависимости от номера сектора (фиг.3) можно выбрать такие режимы работы 00, при которых обеспечивается максимальная точность навигационного параметра для каждой из трех линий положения /ЛП/ в назначенном секторе.

Оптимальные сочетания режимов работы в зависимости от номера сектора приведены в таблице.

Поочередно назначая каждую ОС задающей (ВЩ) станцией радионавигационной цепи, можно получить необходимые сочетания режимов работы для всех шести секторов рабочей зоны.

Как следует из фиг.3, точность определения местоположения объектов данным способом будет выше точности определения местоположения прототипа во всей рабочей зоне РНС за исключением точки пересечения перпендикуляров к серединам базовых расстояний, где эти точности равны.

Переназначение режимов, кроме вышеизложенного, дает возможность получения избыточной линии положения (ЗЛП в таблице), что дополнительно повышает точность определения местоположения объектов. На фиг.1 изображены элементы навигационного параметра для одной линии положения разностно-дальномерной РНС, на фиг. 2 - линии равных точностей навигационного параметра для одной линии положения разностно-дальномерной РНС с переизлучением сигналов, на фиг. 3 - деление рабочей зоны разностно-дальномерной РНС с типовым размещением ОС на сектора.

Изобретение реализуется при помощи типовых разностно-дальномерных РНС (например, Лоран-С, МАРС-75, Брас-М, PC-10), путем поочередного переключения режимов работы наземных ОС цепи РНС при сохранении общего цикла излучения сигналов.

При этом каждая ОС последовательно проходит режимы IВМ-ВЩ-2ВМ, в результате чего образуется своеобразное "перемещение" каждого из режимов по станциям цепи в виде "бегущей волны".

Изменение режима работы станций осуществляется по заранее согласованному графику.

Реализация способа осуществляется в следующей последовательности. Назначаются три интервала времени /составляется временной график/. Продолжительность интервалов зависит от конкретного типа используемой РНС и приемоиндикаторного устройства и в общем случае может составлять несколько десятков минут.

В первом интервале времени ОС РНС работают в следующих режимах (литерные обозначения в соответствии с фиг.3):
А - режим IBM,
В - режим ВЩ,
С - режим 2ВМ.

Во втором интервале времени ОС РНС работают в режимах:
А - режим ВЩ,
В - режим IBM,
С - режим 2ВМ.

В третьем интервале времени ОС РНС работают в режимах:
А - режим IBM,
В - режим 2ВМ,
С - режим ВЩ.

После этого цикл временных интервалов повторяется.

Измерение приемоиндикаторным устройством навигационных параметров для обеспечения максимальной точности определения местоположения объекта в точке приема сигналов ОС РНС осуществляется исходя из временного графика и номера сектора рабочей зоны, в котором находится объект, в соответствии с приведенной выше таблицей.

Формула изобретения

Способ определения местоположения объектов фазовым методом при использовании разностно-дальномерной радионавигационной системы, заключающийся в определении местоположения объекта не менее чем по двум линиям положения путем измерения радионавигационных параметров по сигналам опорных наземных станций разностно-дальномерной радионавигационной системы с общей ведущей станцией и переизлучения сигналов ведущей станции ведомыми станциями, отличающийся тем, что производят последовательное изменение режимов работы опорных наземных станций радионавигационной цепи с поочередной работой каждой из станций в режиме ведущей в течение назначенных интервалов времени, объединенных в цикл, и определяют местоположение объекта, исходя из оптимального по точности сочетания измеренных в цикле радионавигационных параметров.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах определения местоположения объекта

Способ определения местоположения земной станции спутниковой связи по ретранслированному сигналу // 2172495

Способ и устройство для оценки ковариационной матрицы при решении местоположения методом взвешенных наименьших квадратов // 2154282

Изобретение относится к определению местоположения в системах радиосвязи

Способ синхронизации наблюдений пеленгов при локализации местоположений гроз катодными пеленгаторами // 100184

Способ обнаружения ионосферного возмущения и определения местоположения его источника // 2189051

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах дистанционного контроля ядерных и иных взрывов, предупреждения о запусках ракет, наблюдения за сейсмической активностью

Способ обнаружения, измерения фазовой скорости и направления прихода ионосферного возмущения // 2189052

Сотовая система определения местоположения, компенсирующая задержки принимаемых сигналов в радиоприемниках определения местоположения // 2221257

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах связи для компенсации задержек принимаемых сигналов в радиоприемниках определения местоположения

Устройство и способы скоростного обнаружения сигналов gps // 2360263

Изобретение относится к способам и устройству для установления местоположения приемника при помощи радиосигналов GPS

Способ оценки точности определения местоположения источника радиоизлучения пассивной разностно-дальномерной системой // 2367972

Изобретение относится к области пассивной радиолокации и предназначено для проведения натурных испытаний опытных образцов пассивной разностно-дальномерной системы (РДС) при отсутствии одного из приемных постов

Способ определения дальности до источника радиоизлучения с направленной антенной // 2444749

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиоконтроля при решении задачи скрытного определения координат объектов-носителей источников радиоизлучения (ИРИ) с направленными антеннами

Способ и система определения местоположения передатчика сигнала по времени прибытия сигнала // 2499999

Изобретение относится к области радиочастотной идентификации. Достигаемый технический результат изобретения - повышение точности и дальности определения местоположения передатчика сигнала. Способ и система определения местоположения передатчика сигнала по времени прибытия сигнала используют отдельную обработку сигнала, принятого через несколько антенн и приемных трактов, ожидание характерных точек принятого сигнала, измерение времени появления характерных точек принятого сигнала, суммирование с накоплением для определения среднего арифметического измеренных значений времени появления характерных точек принятого сигнала и вычисление местоположения передатчика сигнала с использованием среднего арифметического измеренных значений времени появления характерных точек принятого сигнала в качестве времени прибытия сигнала. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Система и способ оценки положения космического аппарата // 2508558

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к оценке положения космического аппарата (6), и может быть использовано, в частности, для оценки положения спутника, вращающегося вокруг Земли. Технический результат заключается в обеспечении отсутствия необходимости отправки шаблона опорного сигнала, излучения космическим аппаратом какой-либо последовательности запуска и необходимости адаптации космического аппарата и, таким образом, в улучшении оценки положения космического аппарата. Для этого система включает в себя принимающие станции (4) для приема сигналов, переданных от космического аппарата (6), и обрабатывающую станцию (2) для приема данных от принимающих станций (4), где каждая принимающая станция (4) записывает во время окна (8) записи сигналы, переданные от космического аппарата (6), и передает в обрабатывающую станцию (2) данные, представляющие упомянутые записанные, причем окна (8) записи, ассоциированные с каждой из принимающих станций (4), сдвинуты и/или имеют различный размер по отношению друг к другу. Обрабатывающая станция (2) коррелирует записанные сигналы для оценки разности расстояний между космическим аппаратом (6) и каждой из множества принимающих станций и для оценки положения космического аппарата (6). 5 н. и 17 з. п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

Основанное на разности времен прихода определение местоположения с вычислением корректирующих коэффициентов для компенсации смещений часов несинхронизированных сетевых станций // 2510039

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к беспроводным мобильным сетям или точкам доступа беспроводной локальной сети, и может быть использовано при определении местоположения пользователя. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения оценки местоположения мобильного устройства без необходимости в синхронизации часов на различных приемных станциях. Для этого предоставляются способ, устройство и компьютерный программный продукт, предназначенные для использования при согласовании по времени относительного хода часов индивидуальных приемных станций, а также при соответствующем моделировании для получения разности времен прихода сигнала от устройства пользователя, которая может использоваться для коррекции разности времен прихода на основании моделируемого хода часов и приводит к коррекции согласования по времени принимаемых пользователем сигналов, что применимо к множеству пар приемных станций, и в том числе к передаваемым сигналам маяка, и позволяет корректировать оценку местоположения устройства пользователя. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке // 2557784

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для повышения точности определения местоположения и других параметров наземных источников радиоизлучений (ИРИ) с помощью систем радиотехнической разведки (СРТР). Достигаемый технический результат - повышение достоверности отождествления сигналов в многоцелевой обстановке. Указанный результат достигается за счет того, что СРТР вычисляет оценки X ^ j , i ( k ) координат состояния обнаруженных и сопровождаемых ИРИ, на основании которых производится отождествление результатов измерения координат Xин,i(k), полученных в k-й момент времени, с соответствующим ИРИ, при этом для каждой координаты состояния каждого обнаруженного и сопровождаемого ИРИ определяется интервал значений, зависящий от дисперсий измерения величин Xиj,i(k), дисперсий скорости изменения координат состояния X ˙ j , i ( k ) , а также от коэффициента пропорциональности K, значение которого выбирается в диапазоне от 1 до 2. Совокупность интервалов по всем координатам состояния каждого ИРИ образует многомерный строб, при попадании в который результат измерения вектора состояния Xин(k) в k-й момент времени отождествляется, например, с конкретным ИРИ. Если измеренный вектор Xин(k) не попал в пределы ни одного из стробов j-го ИРИ, где j = 1, N ¯ , то принимается решение об обнаружении нового ИРИ с индексом N+1. 2 ил.