Система местоопределения и диспетчеризации мобильных бригад скорой помощи



Система местоопределения и диспетчеризации мобильных бригад скорой помощи
Система местоопределения и диспетчеризации мобильных бригад скорой помощи
Система местоопределения и диспетчеризации мобильных бригад скорой помощи
Система местоопределения и диспетчеризации мобильных бригад скорой помощи

 


Владельцы патента RU 2425423:

Открытое акционерное общество "Авангард" (RU)

Изобретение относится к технике дистанционного контроля за передвижением машин скорой помощи. Система содержит спутники навигационной системы "Навстар". Ретранслятор с приемопередающей антенной установлен в центральной части города. Имеются диспетчерский пункт с известными координатами, машины скорой помощи и стационарная аппаратура, установленная на профильных медицинских учреждениях. Диспетчерский пункт содержит приемную антенну, приемник GPS-сигналов, радиостанцию с приемопередающей антенной, блок сопряжения, ЭВМ с дисплеем и устройством документации. Бортовой комплекс машин скорой помощи содержит приемную антенну, приемник GPS-сигналов, радиостанцию с приемопередающей антенной, блок сопряжения, микропроцессор, датчики дополнительной информации и бортовой дисплей. Стационарная аппаратура, установленная на профильных медицинских учреждениях, содержит радиостанцию с приемопередающей антенной, блок сопряжения и микропроцессор. Каждый приемник GPS-сигналов содержит усилитель высокой частоты, гетеродин, смеситель, усилитель промежуточной частоты, два перемножителя, узкополосный фильтр и фильтр нижних частот. Каждая радиостанция содержит микропроцессор, блок сопряжения, задающий генератор, источник дискретных сообщений, фазовый манипулятор, источник аналоговых сообщений, амплитудный модулятор, два гетеродина, усилитель первой промежуточной частоты, два усилителя мощности, антенный переключатель, три смесителя, два усилителя второй промежуточной частоты, амплитудный ограничитель, синхронный детектор, два перемножителя, полосовой фильтр, фазовый детектор, фазовращатель на +90°, фазовращатель на -90°, сумматор, узкополосный фильтр, амплитудный детектор и ключ. В системе осуществляется обмен дискретными и аналоговыми сообщениями между диспетчерами, бригадами машин скорой помощи и врачами больниц, госпиталей и поликлиник путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам. Это обеспечивает повышенные помехоустойчивость и достоверность обмена сообщениями. 4 ил.

 

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к средствам и системам дистанционного контроля за передвижением машин скорой помощи, и может быть использовано в городских учреждениях практического здравоохранения.

Известны системы и устройства местоопределения и диспетчеризации наземного транспорта (авт. свид. СССР №№ 215.536, 477.330, 498.636, 696.508, 769.581, 830.447, 1.123.041; патенты РФ №№ 2.033.352, 2.042.548, 2.061,323, 2.184.992, 2.278.418; В.Бобрин и др. Радиосистемы дальней навигации. "Автомобильный транспорт", 1991, № 12, с.23, рис.2 и другие).

Из известных систем и устройств наиболее близкой к предлагаемой является «Система местоположения и диспетчеризации мобильных бригад скорой помощи» (патент РФ № 2.278.418, G08G 1/123, 2004), которая и выбрана в качестве прототипа.

Указанная система обеспечивает повышение оперативности дистанционного контроля с диспетчерского пункта за текущим географическим положением и состоянием парка машин скорой помощи, а также повышение надежности и достоверности обмена дискретными и аналоговыми сообщениями между диспетчерами, водителями и бригадами машин скорой помощи и врачами больниц, госпиталей и поликлиник.

В состав каждой радиостанции входит приемник, который построен по супергетеродинной схеме и в котором одно и то же значение второй промежуточной частоты wпр2 может быть получено в результате приема сигналов на двух частотах w2 и w3, т.е.

wup2=wг2-w2 и wup2=wз-wг2.

Следовательно, если частоту настройки w2 принять за основной канал приема, то наряду с ним будет иметь место зеркальный канал приема, частота wз которого отличается от частоты w2 на 2wup2 и расположена симметрично (зеркально) относительно частоты wг2 второго гетеродина (фиг.3). Преобразование по зеркальному каналу приема происходит с тем же коэффициентом преобразования Кпр, что и по основному каналу.

Кроме зеркального существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема.

В общем виде любой комбинационный канал приема имеет место при выполнении условия:

wup2=|±mwкi±nwг2|,

где wкi - частота i-го комбинационного канала приема;

m, n, i - целые положительные числа.

Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии несущей частоты принимаемого сигнала с гармониками частоты wг2 второго гетеродина малого порядка (второй, третьей и т.д.), так как чувствительность приемника по этим каналам близка к чувствительности основного канала.

Так, двум комбинационным каналам при m=1 и n=1 соответствуют частоты (фиг.3):

wк1=2wг2-wup2 и wк2=2wг2+wup2.

Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам, приводит к снижению помехоустойчивости и достоверности обмена дискретными и аналоговыми сообщениями между диспетчерами, бригадами машин скорой помощи и врачами больниц, госпиталей и поликлиник.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности обмена дискретными и аналоговыми сообщениями между диспетчерами, бригадами машин скорой помощи и врачами больниц, госпиталей и поликлиник путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.

Поставленная задача решается тем, что система местоопределения и диспетчеризации мобильных бригад скорой помощи, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, спутники навигационной системы "Навстар", бортовой комплекс, установленный на машине скорой помощи и содержащий последовательно включенные приемную антенну, приемник GPS-сигналов, блок сопряжения, первый вход-выход которого через радиостанцию соединен с приемопередающей антенной, а второй вход-выход - с микропроцессором, предназначенным для выполнения навигационных расчетов, к которому подключен дисплей, ретранслятор с приемопередающей антенной, установленный в центральной части города, стационарную аппаратуру, установленную на диспетчерском пункте с известными координатами, полученными в результате прецизионной геодезической съемки, и состоящую из последовательно включенных приемной антенны, приемника GPS-сигналов, блока сопряжения, первый вход-выход которого через радиостанцию соединен с приемопередающей антенной, а второй вход-выход соединен через персональную ЭВМ с дисплеем и устройством документации, и радиостанцию, установленную на профильном медицинском учреждении, первый вход-выход которой соединен с приемопередающей антенной, а второй вход-выход соединен через блок сопряжения с вход-выходом микропроцессора, при этом каждый приемник GPS-сигналов состоит из последовательно подключенных к приемной антенне усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилителя промежуточной частоты, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и фильтра нижних частот, выход которого является выходом приемника, каждая радиостанция использует сложные сигналы с комбинированной фазовой манипуляцией и амплитудной модуляцией, которые излучаются на одной частоте w1, а принимаются на другой частоте w2, и состоит из последовательно включенных задающего генератора, вход управления которого через блок сопряжения соединен с микропроцессором, предназначенным для синхронизации работы источников аналоговых и дискретных сообщений, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом источника дискретных сообщений, амплитудного модулятора, второй вход которого соединен с выходом источника аналоговых сообщений, первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты, первого усилителя мощности, антенного переключателя, вход-выход которого соединен с приемопередающей антенной, второго усилителя мощности, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и первого усилителя второй промежуточной частоты, из последовательно включенных амплитудного ограничителя и синхронного детектора, выход которого подключен к микропроцессору, предназначенному для синхронизации работы источников аналоговых и дискретных сообщений, к выходу амплитудного ограничителя последовательно подключены первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, полосовой фильтр и фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, а выход подключен к микропроцессору, входы управления источников дискретных и аналоговых сообщений через блок сопряжения подключены к микропроцессору, отличается от ближайшего аналога тем, что каждая радиостанция снабжена фазовращателем на +90°, фазовращателем на -90°, третьим смесителем, вторым усилителем второй промежуточной частоты, сумматором, вторым перемножителем, узкополосным фильтром, амплитудным детектором и ключом, причем к выходу второго гетеродина последовательно подключены фазовращатель на +90°, третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности, второй усилитель второй промежуточной частоты, фазовращатель на -90°, сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя второй промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности, узкополосный фильтр, амплитудный детектор и ключ, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход подключен к входу амплитудного ограничителя и ко второму входу синхронного детектора.

Общая композиционная схема системы представлена на фиг.1. Структурная схема приемника GPS-сигналов изображена на фиг.2. Частотная диаграмма, поясняющая работу радиостанции, показана на фиг.3. Структурная схема радиостанции изображена на фиг.4.

Система местоопределения и диспетчеризации мобильных бригад скорой помощи содержит спутники 1.L (L=1, 2…24) навигационной системы "Навстар", ретранслятор 3 с приемопередающей антенной 2, установленный в центральной части города, диспетчерский пункт 4 с известными координатами, полученными в результате прецизионной геодезической съемки, состоящей из последовательно включенных приемной антенны 7, приемника 9 GPS-сигналов, блока 11 сопряжения, первый вход-выход которого через радиостанцию 10 соединен с приемопередающей антенной 8, а второй вход-выход соединен через персональную ЭВМ 12 с дисплеем 13 и устройством 14 документации, машины 5.i (i=1, 2…n) скорой помощи, бортовой комплекс которых содержит последовательно включенные приемную антенну 15.i, приемник 17.i GPS-сигналов, блок 19.i сопряжения, первый вход-выход которого через радиостанцию 18.i соединен с приемопередающей антенной 16.i, второй вход-выход - с микропроцессором 20.i, к которому подключен бортовой дисплей 22.i, а также датчики 21.i дополнительной информации, подключенные к блоку 19.i сопряжения, и стационарную аппаратуру 6.j (j=1, 2…m), установленную на профильных медицинских учреждениях (больницы, госпитали, поликлиники и т.п.) и состоящую из радиостанции 24.j, первый вход-выход которой соединен с приемопередающей антенной 23.j, а второй вход-выход соединен через блок 25.j сопряжения с вход-выходом микропроцессора 26.j.

Каждый приемник GPS-сигналов состоит из последовательно подключенных к приемной антенне усилителя 27 высокой частоты, смесителя 29, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 28, усилителя 30 промежуточной частоты, первого перемножителя 31, второй вход которого соединен с выходом фильтра 34 нижних частот, узкополосного фильтра 33, второго перемножителя 32, второй вход которого соединен с выходом усилителя 30 промежуточной частоты, и фильтра 34 нижних частот, выход которого является выходом приемника.

Каждая радиостанция состоит из последовательно включенных задающего генератора 37, вход управления которого через блок 36 сопряжения подсоединен к микропроцессору 35, фазового манипулятора 39, второй вход которого соединен с выходом источника 38 дискретных сообщений, амплитудного модулятора 41, второй вход которого соединен с выходом источника 40 аналоговых сообщений, первого смесителя 43, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 42, усилителя 44 первой промежуточной частоты, первого усилителя 45 мощности, антенного переключателя 46, вход-выход которого соединен с приемопередающей антенной, второго усилителя 47 мощности, второго смесителя 49, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 48, усилителя 50 второй промежуточной частоты, сумматора 60, второго перемножителя 61, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя 47 мощности, узкополосного фильтра 62, амплитудного детектора 63, ключа 64, второй вход которого соединен с выходом сумматора 60, амплитудного ограничителя 51 и синхронного детектора 52, второй вход которого соединен с выходом ключа 64, а выход подключен к микропроцессору 35, к выходу амплитудного ограничителя 51 последовательно подключены первый перемножитель 53, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 48, полосовой фильтр 54 и фазовый детектор 55, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 42, а выход подключен к микропроцессору 35, к выходу второго гетеродина 48 последовательно подключены фазовращатель 56 на +90°, третий смеситель 57, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя 47 мощности, второй усилитель 58 второй промежуточной частоты и фазовращатель 59 на -90°, выход которого соединен со вторым входом сумматора 60.

Система работает следующим образом.

Работа системы базируется на использовании сигналов, излучаемых спутниками 1.L (L=1, 2,…24) навигационной системы "Навстар".

Глобальная навигационная система GPS (Global Positioning System), известная так же, как Navstar (Navigation System with Time and Ranging - Навигационная система определения времени и дальности) предназначена для передачи навигационных сигналов, которые могут одновременно приниматься во всех регионах мира.

Каждый GPS-спутник излучает на двух частотах (1.575 МГц и 12.275 МГц) специальный навигационный сигнал в виде бинарного фазоманипулированного (ФМн) сигнала, манипулированного по фазе псевдослучайной последовательностью. В навигационном сигнале зашифрованы два вида кода. Один из них - код С/А доступен широкому кругу гражданских потребителей, в том числе и предлагаемой системе. Он позволяет получать лишь приблизительную оценку местоположения машин скорой помощи, поэтому называется "Грубым" кодом. Передача кода С/А осуществляется на частоте wc=1.575 МГц с использованием фазовой манипуляции псевдослучайной последовательностью длиной 1023 символа (элементарных посылок). Защита от ошибок обеспечивается с помощью кода Гоулда. Период повторения С/А кода - 1 мс. Тактовая частота - 1.023 МГц.

Другой код - Р обеспечивает более точное вычисление координат, но пользоваться им способны не все, доступ к нему ограничивается провайдером услуг GPS, используется он военным ведомством США.

В состав системы "Навстар" входят космический сегмент, состоящий из 24 КА, сеть наземных станций наблюдения за их работой и пользовательский сегмент (навигационные приемники GPS-сигналов). Все спутники 1.L (L=1, 2…24) являются автономными. Параметры их орбит периодически контролируются сетью наземных станций слежения, с помощью которых не реже 1-2 раз в сутки вычисляются баллистические характеристики, регистрируются отклонения КА от расчетных траекторий движения и определяется собственное время бортовых часов.

Для определения местоположения контролируемой машины скорой помощи приемник 17.i (i=1, 2,…n) принимает ФМн-сигнал

uc(t)=Uc·Cos[wct+φк(t)+φc], 0≤t≤Tc,

где Uc, wc, φc, Тc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного сигнала;

φк(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем φк(t)=const при Кτэ<t<(к+1)τэ и может изменяться скачком при t=Кτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (К=1, 2,…, N-1);

τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тсс=N·τэ, N=1023).

Этот сигнал с выхода приемной антенны через усилитель 27 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 29, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 28

uг(t)=Uг·Cos(wгt+φг),

где Uг, wг, φг - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения гетеродина.

На выходе смесителя 29 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 30 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частоты

uup(t)=Uпр·Cos[wпрt+φк(t)+φпр], 0≤t≤Тc,

где Uпр=1/2K1·Uc·Uг;

K1 - коэффициент передачи смесителя;

wпр=wc-wг - промежуточная частота;

φпрсг,

которое одновременно поступает на входы перемножителей 31 и 32. На второй вход перемножителя 32 с выхода узкополосного фильтра 33 подается опорное напряжение

u0(t)=U0·Cos[wпрt+φпр], 0≤t≤Тc.

В результате перемножения указанных напряжений образуется результирующее напряжение.

uΣ(t)=UΣ·Cosφк(t)+UΣ·Cos·[2wпрt+φк(t)+2φпр],

где UΣ=1/2K2·Uпр·U0;

K2 - коэффициент передачи смесителя.

Аналог модулирующего кода M(t)

uн(t)=Uн·Cosφк(t),

выделяется фильтром 34 нижних частот и подается на выход приемника и на второй вход перемножителя 31. На выходе последнего образуется гармоническое колебание

u0(t)=Up·Cos·[wпрt+φпр]+Up·Cos·[wпрt+2φк(t)+φпр]=2Up·Cos(wпрt+φпр)=U0·Cos(wпрt+φпр).

Данное колебание выделяется узкополосным фильтром 33 и подается на второй вход перемножителя 32.

Перемножители 31 и 32, узкополосный фильтр 33 и фильтр 34 нижних частот образуют демодулятор ФМн-сигналов.

В данном демодуляторе опорное напряжение, необходимое для синхронного детектирования принимаемого ФМн-сигнала, выделяется непосредственно из самого принимаемого сигнала и отсутствует явление "обратной работы", присущее известному устройству (Пистолькорса А.А., Сифорова В.И., Костаса В.Ф., Травина Г.А.), выделяющему опорное напряжение из самого принимаемого ФМн-сингала.

Приемник GPS-сигналов попеременно использует два основных режима работы - приема информации и навигационный.

В навигационном режиме каждую секунду уточняется местоположение машины скорой помощи и выдаются основные навигационные данные. В режиме приема информации принимаются данные эфемерид и поправок времени, необходимые для навигационного режима, и производятся более редкие (через одну минуту) навигационные измерения.

Микропроцессор 20.i (i=1, 2, … n), входящий в состав бортового комплекса, машины 5.i скорой помощи, выполняет две функции: обслуживает приемник 17.i и производит навигационные расчеты. Первая заключается в выборе рабочего созвездия спутников 1.L (L=1, 2, … 24), вычислении данных целеуказания, хранении оценок фазы кода и несущей, синхронизации по битам, кадрам и управлении работой приемника, например переключении из режима приема информации в навигационный режим и обратно. Вторая функция микропроцессора 20.i состоит в расчете эфемерид, определении координат местоположения машины 5.i скорой помощи и выдаче для отображения на дисплей 22.i координат места.

Приемник 17.i работает в навигационном режиме до тех пор, пока геометрия расположения спутников остается удовлетворительной или пока не устарели эфемериды. Для определения двух координат места (широты и долготы) и времени необходимы измерения от трех спутников. В данном приемнике информация от четвертого "лишнего" спутника может оказаться необходимой во время различных маневров машины скорой помощи, когда возможно затенение сигналов одного или более спутников.

Стандартный приемник GPS-сигналов обеспечивает время обнаружения спутника не более 3-4 минут и погрешность определения координат машины скорой помощи не более 100 м.

Для повышения точности определения местонахождения машины скорой помощи применяется метод дифференциальных поправок, который основан на использовании известного в радионавигации принципа дифференциальных навигационных измерений.

Дифференциальный режим позволяет определить координаты наблюдаемой машины скорой помощи с точностью до 5 м в динамической навигационной обстановке и до 2 м - в стационарных условиях.

Дифференциальный режим реализуется с помощью контрольного приемника 9 GPS-сигналов, установленного на диспетчерском пункте 4 с известными координатами, полученными в результате прецизионной геодезической съемки. Сравнивая известные координаты с измеренными, контрольный приемник 9 GPS-сигналов и ЭВМ 12 вырабатывают поправки, которые передаются на машину скорой помощи по радиоканалу в заранее установленном формате. Поправки, принятые от диспетчерского пункта 4, автоматически вносятся в результаты собственных измерений машины 5.i (i=1, 2, … n) скорой помощи.

Обмен дискретными и аналоговыми сообщениями между диспетчерским пунктом 4, машиной 5.i (i=1, 2, … n) скорой помощи и профильным медицинским учреждением 6.j (j=1, 2 … m) осуществляется по радиоканалам непосредственно и/или через ретранслятор 3, установленный в центральной части города. Для этого предназначены радиостанции, работающие в дуплексном режиме.

С помощью микропроцессора 35 включается задающий генератор 37, который формирует высокочастотное напряжение

u1(t)=U1·Cos[w1t+φ1], 0≤t≤T1,

которое поступает на первый вход фазового манипулятора 39, на второй вход которого подается модулирующий код M1(t) с выхода источника 38 дискретных сообщений. На выходе фазового манипулятора 39 образуется фазоманипулированный (ФМН) сигнал

u2(t)=U2·Cos[w1t+φк1(t)+φ1], 0≤t≤T1,

который поступает на первый вход амплитудного модулятора 41, на второй вход которого подается модулирующая функция, m1(t) с выхода источника аналоговых сообщений. На выходе амплитудного модулятора 41 образуется сложный сигнал с комбинированной фазовой манипуляцией и амплитудной модуляцией (ФМн-АМ)

u3(t)=U3[1+m1(t)]·Cos[w1t+φк1(t)+φ1], 0≤t≤T1,

где m1(t) - модулирующая функция, отображающая закон амплитудной модуляции.

Работа источников дискретных 38 и аналоговых 40 сообщений синхронизируется микропроцессором 35 через блок 36 сопряжения.

Сформированный сигнал u3(t) поступает на первый вход смесителя 43, на второй вход которого подается напряжение первого гетеродина 42

uг1(t)=Uг1·Cos[wг1t+φг1].

На выходе смесителя 43 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 44 выделяется напряжение первой промежуточной (суммарной) частоты

uпр1(t)=Uпр1[1+m1(t)]·Cos[wпр1t+φк1(t)+φпр1], 0≤t≤T1,

где Uпр1=1/2K1·U1·Uг1;

wпр1=w1+wг1 - первая промежуточная частота;

φпр11г1,

которое усиливается в усилителе 45 мощности и через антенный переключатель 46 и приемопередающую антенну излучается в эфир.

Напряжение, представляющее собой сложный ФМн-АМ-сигнал, излучаемый другой радиостанцией

u4(t)=U2[1+m2(t)]·Cos[wг1t+φк2(t)+φ2], 0≤t≤T2,

где wг1=w2;

принимается антенной и через антенный переключатель 46 и второй усилитель 47 мощности поступает на первые входы второго 49 и третьего 57 смесителей и второго перемножителя 61. На вторые входы смесителей 49 и 57 подаются напряжения второго гетеродина 48:

uг2(t)=Uг2·Cos(wг2t+φг2),

uг3(t)=Uг2·Cos(wг2t+φг2+90°).

Причем частоты wг1 и wг2 первого 24 и второго 48 гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты wг2-wг1=wup2.

На выходе смесителей 49 и 57 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 50 и 58 выделяются напряжения второй промежуточной (разностной) частоты:

uup2(t)=Uпр2[1+m2(t)]·Cos[wup2t-φк2(t)+φup2],

uup3(t)=Uпр2[1+m2(t)]·Cos[wup2t-φк2(t)+φup2+90°], 0≤t≤T2,

гдe Uпр2=1/2K1·U2·Uг2;

wup2=wг2-w2 - вторая промежуточная (разностная) частота;

φup2г22.

Напряжение uup3(t) с выхода второго усилителя 58 второй промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 59 на -90°, на выходе которого образуется напряжение

uup4(t)=Uпр2[1+m2(t)]·Cos[wup2t-φк2(t)+φup2+90°-90°]=Uпр2[1+m2(t)]·Cos[wup2t-φк2(t)+φup2]

Напряжения uup2(t) и uup4(t) поступают на два входа сумматора 60, на выходе которого образуется первое суммарное напряжение

uΣ1(t)=UΣ1[1+m2(t)]·Cos[wup2t-φк2(t)+φup2],

где UΣ1=2Uup2;

которое поступает на второй вход второго перемножителя 61. На выходе последнего образуется гармоническое напряжение

u5(t)=U5[1+m2(t)]2·Cos[wг2t+φг2], 0≤t≤T1,

где U5=1/2K2·U2·UΣ1;

K2 - коэффициент передачи перемножителя;

которое выделяется узкополосным фильтром 62, детектируется амплитудным детектором 63 и поступает на управляющий вход ключа 64, открывая его. В исходном состоянии ключ 64 всегда закрыт.

Частота настройки wн узкополосного фильтра 62 выбирается равной частоте второго гетеродина 48

wн=wг2.

Напряжение uΣ1(t) с выхода сумматора 60 через открытый ключ 64 поступает на первый (информационный) вход синхронного детектора 52 и на вход амплитудного ограничителя 51, на выходе которого образуется напряжение

u6(t)=Uогр·Cos[wпр2t-φк2(t)+φup2],

где Uогр - порог ограничения,

которое представляет собой ФМн-сигнал и поступает на второй (опорный) вход синхронного детектора 52 в качестве опорного напряжения. На выходе синхронного детектора 52 образуется низкочастотное напряжение

uн1(t)=Uн1[1+m2(t)],

где Uн1=1/2K3·UΣ1·Uогр;

К3 - коэффициент передачи синхронного детектора;

пропорциональное модулирующей функции m2(t). Это напряжение поступает в микропроцессор 35.

Напряжение u6(t) с выхода амплитудного ограничителя 51 одновременно поступает на первый вход перемножителя 53, на второй вход которого подается напряжение uг2(t) с выхода второго гетеродина 48. На выходе перемножителя 53 образуется напряжение

u7(t)=U7·Cos[wг1t+φк2(t)+φг1], 0≤t≤T2,

где U7=1/2K2·Uогр·Uг2;

wг1=wг2-wup2;

φг1г2up2,

которое представляет собой ФМн-сигнал на частоте wг1 первого гетеродина 42. Это напряжение выделяется полосовым фильтром 54 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 55, на второй (опорный) вход которого подается напряжение uг1(t) первого гетеродина 42. На выходе фазового детектора 55 образуется низкочастотное напряжение

uн2(t)=Uн2·Cosφк2(t),

где Uн2=1/2K4·U7·Uг1;

K4 - коэффициент передачи фазового детектора,

пропорциональное модулирующему коду M2(t). Это напряжение поступает в микропроцессор 35.

Описанная выше работа системы соответствует приему полезных ФМн-сигналов по основному каналу на частоте w2 (фиг.3).

Если ложный сигнал (помеха)

u3(t)=U3·Cos(w3t+φ3), 0≤t≤T3,

принимается по зеркальному каналу на частоте w3, то усилителями 50 и 58 второй промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

uup5(t)=Uпр5·Cos(wup2t+φup5),

uup6(t)=Uпр5·Cos(wup2t+φup5-90°), 0≤t≤T3,

где Uпр5=1/2K1·U3·Uг2;

wup2=w3-wг2 - вторая промежуточная (разностная) частота;

φup53г2.

Напряжение uup6(t) с выхода второго усилителя 58 второй промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 59 на -90°, на выходе которого образуется напряжение

uup7(t)=Uпp5·Cos(wup2t+φup5-90°-90°)=-Uпр5·Cos(wup2t+φup5).

Напряжения uup5(t) и uup7(t), поступающие на два входа сумматора 60, на его выходе компенсируются.

Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по зеркальному каналу на частоте w3, подавляется.

По аналогичной причине подавляется и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте wк2.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по первому комбинационному каналу на частоте wк1

uк1(t)=Uк1·Cos(wк1t+φк1), 0≤t≤Tк1,

то усилителями 50 и 58 второй промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

uup8(t)=Uпp8·Cos(wup2t+φup8),

uup9(t)=Uпp8·Cos(wup2t+φup8+90°), 0≤t≤Tк1,

гдe Uпp8=1/2K1·Uк1·Uг2;

wup2=2wг2-wк1 - вторая промежуточная (разностная) частота;

φup8г2к1.

Напряжение uup9(t) с выхода второго усилителя 58 второй промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 59 на -90°, на выходе которого образуется напряжение

uup10(t)=Uпр8·Cos(wup2t+φup8+90°-90°)=Uup8·Cos(wup2t+φup8), 0≤t≤Tк1

Напряжения uup8(t) и uup10(t) поступают на два входа сумматора 60, на выходе которого образуется суммарное напряжение

uΣ2(t)=UΣ2·Cos(wup2t+φup8), 0≤t≤Tк1,

где UΣ2=2Uup8.

Это напряжение подается на второй вход перемножителя 61, на выходе которого образуется следующее напряжение

u8(t)=U8·Cos(2wг2t+φг2), 0≤t≤Tк1,

где U8=1/2K2·UΣ2·Uк1.

Это напряжение не попадает в полосу пропускания узкополосного фильтра 62.

Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте wк1, подавляется.

Таким образом, предлагаемая система по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение помехоустойчивости и достоверности обмена дискретными и аналоговыми сообщениями между диспетчерами, бригадами машин скорой помощи и врачами больниц, госпиталей и поликлиник. Это достигается подавлением ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам, фазокомпенсационным методом и методом узкополосной фильтрации.

Система местоопределения и диспетчеризации мобильных бригад скорой помощи, содержащая спутники навигационной системы "Навстар", бортовой комплекс, установленный на машине скорой помощи и содержащий последовательно включенные приемную антенну, приемник GPS-сигналов, блок сопряжения, первый вход-выход которого через радиостанцию соединен с приемопередающей антенной, а второй вход-выход подключен к микропроцессору, предназначенному для выполнения навигационных расчетов, к которому подключен бортовой дисплей, ретранслятор с приемопередающей антенной, установленный в центральной части города, стационарную аппаратуру, установленную на диспетчерском пункте с известными координатами, полученными в результате прецизионной геодезической съемки, и состоящую из последовательно включенных приемной антенны, приемника GPS-сигналов, блока сопряжения, первый вход-выход которого через радиостанцию соединен с приемопередающей антенной, а второй вход-выход соединен через персональную ЭВМ с дисплеем и устройством документации, и радиостанцию, установленную на профильном медицинском учреждении, первый вход-выход которой соединен с приемопередающей антенной, а второй вход-выход соединен через блок сопряжения с вход-выходом микропроцессора, при этом каждый приемник GPS-сигналов состоит из последовательно подключенных к приемной антенне усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилителя промежуточной частоты, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и фильтра нижних частот, выход которого является выходом приемника GPS-сигналов, каждая радиостанция использует сложные сигналы с комбинированной фазовой манипуляцией и амплитудной модуляцией, которые излучаются на одной частоте w1, а принимаются на другой частоте w2, и состоит из последовательно включенных задающего генератора, вход управления которого через блок сопряжения соединен с микропроцессором, предназначенным для синхронизации работы источников аналоговых и дискретных сообщений, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом источника дискретных сообщений, амплитудного модулятора, второй вход которого соединен с выходом источника аналоговых сообщений, первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты, первого усилителя мощности, антенного переключателя, вход-выход которого соединен с приемопередающей антенной, второго усилителя мощности, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и первого усилителя второй промежуточной частоты, из последовательно включенных амплитудного ограничителя и синхронного детектора, выход которого подключен к микропроцессору, к выходу амплитудного ограничителя последовательно подключены первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, полосовой фильтр и фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, а выход подключен к микропроцессору, входы управления источников дискретных и аналоговых сообщений через блок сопряжения подключены к микропроцессору, отличающаяся тем, что каждая радиостанция снабжена фазовращателем на +90°, фазовращателем на -90°, третьим смесителем, вторым усилителем второй промежуточной частоты, сумматором, вторым перемножителем, узкополосным фильтром, амплитудным детектором и ключом, причем к выходу второго гетеродина последовательно подключены фазовращатель на +90°, третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности, второй усилитель второй промежуточной частоты, фазовращатель на -90°, сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя второй промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности, узкополосный фильтр, амплитудный детектор и ключ, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход подключен к входу амплитудного ограничителя и ко второму входу синхронного детектора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в охранной технике. .

Изобретение относится к технике управления движением надводного и наземного транспорта в районах с интенсивным движением. .

Изобретение относится к охранной технике. .
Изобретение относится к области контроля и регулирования безрельсовых транспортных средств и может быть использовано для объективного контроля местонахождения маршрутного или школьного автобуса.

Изобретение относится к области приборостроения систем программного измерения и контроля состояния параметров контейнеров на пути их следования и отстоя и может найти применение для повышения уровня безопасности транспортировки и хранения ценных и взрывоопасных грузов и посылок в контейнерах, в том числе в помещениях с узкими проходами и дверными проемами.

Изобретение относится к радиоэлектронным системам, обеспечивающим возможности поиска, обнаружения, определения текущего местоположения, а также слежения за перемещением и местонахождением людей, домашних животных, предметов движимого имущества, угнанных транспортных средств.

Изобретение относится к системам охранной сигнализации и может быть использовано для управления транспортным парком, контроля за состоянием подвижных объектов и их перемещением в реальном масштабе времени, охраны стационарных и мобильных объектов.

Изобретение относится к технике радиомониторинга и централизованной охраны транспортных средств, объектов недвижимости, людей и животных с использованием радиоканальных систем локального позиционирования.

Изобретение относится к системам контроля движения транспортных средств (ТС), их охраны и информационного обслуживания. .
Изобретение относится к технике управления и контроля перевозок

Изобретение относится к области транспортной автоматики и предназначено для использования в системах контроля и диспетчерского управления движением маршрутизированного электротранспорта

Изобретение относится к области общественного пассажирского транспорта, в частности к маршрутным транспортным средствам (ТС)

Изобретение относится к технике телеметрического контроля движущегося объекта и может использоваться для контроля транспортного средства или движущегося человека, для определения маршрута и состояния объекта

Изобретение относится к области контроля и управления транспортными средствами, преимущественно за прохождением и транспортировкой грузов до мест их назначения

Изобретение относится к системе мониторинга перевозок грузов железнодорожным транспортом
Наверх