Устройство совместной обработки результатов измерения курса мобильного средства гнсс-компасом и гирогоризонткомпасом



Устройство совместной обработки результатов измерения курса мобильного средства гнсс-компасом и гирогоризонткомпасом
Устройство совместной обработки результатов измерения курса мобильного средства гнсс-компасом и гирогоризонткомпасом
Устройство совместной обработки результатов измерения курса мобильного средства гнсс-компасом и гирогоризонткомпасом
Устройство совместной обработки результатов измерения курса мобильного средства гнсс-компасом и гирогоризонткомпасом

 


Владельцы патента RU 2488843:

Открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" (RU)

Изобретение относится к навигационному приборостроению, в частности к устройствам совместной обработки результатов измерения курса ГНСС-компасом и гирогоризонткомпасом, и может быть использовано в навигационных комплексах мобильных средств (МС). Технический результат - повышение точности. Для этого введены пороговое устройство для понижения составляющих погрешности, обусловленных случайными выбросами результатов измерения курса ГНСС-компасом, а также -многоканальный дискретный фильтр, обеспечивающий в составе предложенного схемотехнического решения понижение динамических составляющих погрешности, обусловленных непредсказуемыми маневрами мобильного средства по скорости и направлению. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Заявленное устройство относится к устройствам навигации, в частности к устройствам совместной обработки результатов измерения курса ГНСС-компасом и гирогоризонткомпасом. Здесь и далее ГНСС-компасом будем называть радионавигационную аппаратуру для определения фазо-метрическим методом пространственной ориентации подвижного объекта по сигналам ГНСС с использованием трех и более приемных антенн (например, аппаратура МРК-32, разработка Красноярского политехнического университета, Satellite Compass Model SC, разработка фирмы FURUNO, и ряд других).

Заявленное устройство может быть использовано в навигационных комплексах мобильных средств (МС).

Основным требованием, предъявляемым к устройствам совместной обработки, является уменьшение погрешности навигационных измерений.

Известно устройство [1-11], выполняющее в дискретном времени tm (m=1, 2, 3, …, М-1, М) совместную обработку текущих значений координат объекта, измеренных автономным и неавтономным навигационными каналами. Схема функциональная такого устройства приведена на фиг.1. Приведенную схему в известной литературе называют схемой компенсации ошибок.

Известное устройство содержит:

- вычитающие устройства 1 и 3 (всего 2 шт.);

- дискретный рекурсивный оптимальный фильтр Калмана 2.

На входы вычитающего устройства 1 поступают значения координат подвижного объекта Aa[m] и Ан[m], измеренные автономным и неавтономным навигационными каналами, соответственно. Кроме того, значения координат подвижного объекта Aa[m], измеренные автономным навигационным каналом, поступают на вход вычитающего устройства 3.

Выход вычитающего устройства 1 подключен к входу дискретного рекурсивного оптимального фильтра Калмана 2. Выход дискретного рекурсивного оптимального фильтра Калмана 2 подключен к входу вычитающего устройства 3. Выход вычитающего устройства 3 подключен к аппаратуре потребителя навигационной информации.

Вычитающее устройство 1 решает задачу расчета текущего значения псевдонаблюдения погрешности автономного навигационного канала P[m] по формуле

P [ m ] = A a [ m ] A н [ m ] . ( 1 )

Фильтр Калмана 2 решает задачу определения оптимальной оценки погрешности определения текущих координат подвижного объекта Δ A a [ m ] автономным навигационным каналом с использованием следующего алгоритма:

Δ A a [ m ] = Ф [ m / m 1 ] × Δ A a [ m 1 ] δ [ m ] , ( 2 )

где Ф [ m / m 1 ] - переходная матрица состояния погрешностей автономного канала;

δ[m] - поправка, вычисляемая по формуле

δ [ m ] = K [ m ] × ( Ф [ m / m 1 ] × Δ A a [ m 1 ] P [ m ] ) ; ( 3 )

K[m] - матрица коэффициентов передачи фильтра.

В приведенном алгоритме реализована концепция «экстраполяция - коррекция». Согласно этой концепции оценку погрешностей канала автономных средств навигации Δ A a [ m 1 ] , полученную на предшествующем такте счета, экстраполируют на последующий такт счета путем ее умножения на переходную матрицу состояния погрешностей автономного канала Ф[m/m-1] и уточняют путем вычитания из нее поправки δ[m].

Коэффициент передачи фильтра Калмана K[m] определяют с использованием следующих формул

K [ m ] = V [ m ] ( V [ m ] + cov { n н [ m ] } ) 1 , ( 4 )

V [ m / m 1 ] = Ф [ m / m 1 ] × V [ m 1 ] Ф Т [ m / m 1 ] + cov { n a [ m ] } , ( 5 )

V [ m ] = ( I K [ m ] ) × V [ m / m 1 ] ; ( 6 )

где V[m/m-1] - вариация погрешностей экстраполяции;

V[m] - вариация погрешностей оценки состояния составляющих вектора ΔXa[m-1];

cov{nн[m]} - ковариация δ-коррелированных гауссовых шумов измерения неавтономного канала;

cov{na[m]} - ковариация δ-коррелированных гауссовых шумов измерения автономного канала;

I - единичная матрица;

T - знак транспонирования матрицы.

На входы вычитающего устройства 3 поступают от фильтра Калмана 2 совместная оптимальная оценка погрешности автономного навигационного канала Δ A a [ m ] и значение координаты подвижного объекта Δ A a [ m ] , измеренное автономным каналом. Вычитающее устройство 3 решает задачу расчета совместной оптимальной оценки координаты подвижного объекта по формуле

A [ m ] = A a [ m ] Δ A a [ m ] . ( 7 )

Совместная оптимальная оценка погрешности автономного навигационного канала поступает от вычитающего устройства 3 к потребителю навигационной информации.

В общем случае известное устройство проводит совместную обработку всех составляющих вектора состояния текущих координат подвижного объекта, и для его математического описания используют векторно-матричный аппарат теории пространства состояний. Ниже будет рассмотрен частный случай обработки информации о текущем состоянии только одной составляющей из состава вектора состояния текущих координат подвижного объекта. В этом случае все векторно-матричные величины, входящие в выражения (1-6), являются скалярными. Устройство совместной обработки информации о текущем состоянии только одной составляющей вектора состояния текущих координат подвижного объекта будем считать прототипом заявленного устройства.

К существенным признакам прототипа, совпадающим с существенными признаками заявляемого технического решения, относятся:

- назначение (оптимальная совместная обработка информации от разнородных навигационных датчиков);

- реализация канонической схемы компенсации ошибок автономного канала;

- реализация концепции «экстраполяция - коррекция» ошибок автономного канала (в рассматриваемом случае ошибок гирогоризонткомпаса);

- реализация рекурсивного метода обработки информации;

- функционирование в реальном масштабе времени.

К недостаткам прототипа, применительно к случаю оптимальной совместной обработки информации о курсе мобильного средства с использованием ГНСС-компаса и гирогоризонткомпаса, относятся отсутствие возможности анализа реальных ошибок навигационных измерений в динамике движения и, как следствие, отсутствие возможности принятия мер, исключающих:

- возрастание погрешности оптимальной совместной обработки информации при наличии выбросов результатов измерения курса ГНСС-компасом;

- наличие погрешности оптимальной совместной обработки информации вследствие неадекватности математических форм представления переходного коэффициента погрешности гирогоризонткомпаса и шумов измерения гирогоризонткомпаса неавтономного каналов, используемых в фильтре Калмана, реальным физическим процессам.

Математические формы адекватного представления изменений погрешностей измерения навигационных параметров МС в динамике его движения неизвестны, а их разработка связана с непреодолимыми трудностями, так как МС в общем случае выполняет непредсказуемые маневры по скорости и азимутальному углу.

Задачей технического решения является уменьшение погрешности оптимальной совместной обработки информации о курсе мобильного средства. Схема функциональная заявленного устройства совместной обработки приведена на фиг.2.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в заявленном устройстве совместной обработки результатов измерения курса мобильного средства ГНСС-компасом и гирогоризонткомпасом, содержащем вычитающие устройства 1 и 5 (всего 2 шт.), пороговое устройство 2, дискретный многоканальный фильтр 3 и устройство сравнения 4, предусмотрены следующие отличия от известного прототипа:

- включены в его состав пороговое устройство, дискретный многоканальный фильтр и устройство сравнения;

- исключен дискретный оптимальный фильтр Калмана, вместо которого включены в состав изделия многоканальный дискретный фильтр и устройство сравнения.

Между совокупностью существенных признаков заявленного объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно:

- включение в состав заявленного объекта порогового устройства 2 уменьшает погрешность оптимальной обработки информации при появлении выбросов в результатах измерения курса ГНСС - компасом;

- включение в состав устройства дискретного многоканального фильтра и устройства сравнения уменьшает погрешность оптимальной обработки информации, обусловленную неадекватностью математических форм представления переходного коэффициента погрешности автономного канала и шумов измерения реальным физическим процессам.

Согласно схеме функциональной, приведенной на фиг.2, на входы вычитающего устройства 1 поступают значения курса МС Aa[m] и Aн[m], измеренные гирогоризонткомпасом и ГНСС-компасом, соответственно. Кроме того, значение координаты подвижного объекта Aa[m], измеренное автономным навигационным каналом поступает на вход вычитающего устройства 5. Выход вычитающего устройства 1 подключен к входу порогового устройства 2. Выход порогового устройства 2 подключен к входу дискретного многоканального фильтра 3. Выход дискретного многоканального фильтра 3 подключен к входу устройства сравнения 4. Выход устройства сравнения 4 подключен к входу вычитающего устройства 5. Выход вычитающего устройства 5 подключен к входу аппаратуры потребителя навигационной информации.

Вычитающее устройство 1 решает задачу расчета текущего значения псевдонаблюдения погрешности автономного навигационного канала P[m] по формуле

P [ m ] = A a [ m ] A н [ m ] . ( 8 )

Пороговое устройство 2 сравнивает абсолютное значение псевдонаблюдения Р[m] с заданным порогом Z. Если порог не превышен, то псевдонаблюдение без изменения поступает на вход многоканального дискретного фильтра 3, иначе пороговое устройство подает на вход многоканального дискретного фильтра 3 псевдонаблюдение P[m-1], задержанное относительно P[m] на такт счета.

Дискретный многоканальный фильтр 3 решает следующие задачи:

- рассчитывает элементы a ^ i , j [ m ] прямоугольной матрицы M { a ^ i , j [ m ] } размерности I×J вида

M { a i , j [ m ] } = a 1,1 [ m ] a 1,2 [ m ] a 1, j 1 [ m ] a 1, j [ m ] a 1, j + 1 [ m ] a 1, J 1 [ m ] a 1, J [ m ] a 2,1 [ m ] a 2,2 [ m ] a 2, j 1 [ m ] a 2, j [ m ] a 1, j + 1 [ m ] a 2, J 1 [ m ] a 2, J [ m ] a i 1,1 [ m ] a i 1,2 [ m ] a i 1, j 1 [ m ] a i 1, j [ m ] a i 1, j + 1 [ m ] a i 1, J 1 [ m ] a i 1, J [ m ] a i ,1 [ m ] a i ,2 [ m ] a i , j 1 [ m ] a i , j [ m ] a i , j + 1 [ m ] a i , J 1 [ m ] a i , J [ m ] a i + 1,1 [ m ] a i + 1,2 [ m ] a i + 1, j 1 [ m ] a i 1, j [ m ] a i + 1, j + 1 [ m ] a i + 1, J 1 [ m ] a i + 1, J [ m ] a I 1,1 [ m ] a I 1,2 [ m ] a I 1, j 1 [ m ] a I 1, j [ m ] a I 1, j + 1 [ m ] a I 1, J 1 [ m ] a I 1, J [ m ] a I ,1 [ m ] a I ,2 [ m ] a I , j 1 [ m ] a I , j [ m ] a I , j + 1 [ m ] a I 1, J 1 [ m ] a I , J [ m ]

по формуле

a i , j [ m ] = i I a i , j [ m 1 ] j J ( i I a i , j [ m 1 ] P [ m 1 ] ) , ( 9 )

где

i = 1, 2, , I 1, I , ( 10 )

j = 1, 2, , J 1, J ( 11 )

- рассчитывает элементы d i , j [ m ] прямоугольной матрицы D { a i , j [ m ] } размерности I×J вида

D { d i , j [ m ] } = d 1,1 [ m ] d 1,2 [ m ] d 1, j 1 [ m ] d 1, j [ m ] d 1, j + 1 [ m ] d 1, J 1 [ m ] d ' 1, J [ m ] d 2,1 [ m ] d 2,2 [ m ] d 2, j 1 [ m ] d 2, j [ m ] d 2, j + 1 [ m ] d 2, J 1 [ m ] d ' 2, J [ m ] d i 1,1 [ m ] d i 1,2 [ m ] d i 1, j 1 [ m ] d i 1, j [ m ] d i 1, j + 1 [ m ] d i 1, J 1 [ m ] d i 1, J [ m ] d i ,1 [ m ] d i ,2 [ m ] d i , j 1 [ m ] d i , j [ m ] d i , j + 1 [ m ] d i , J 1 [ m ] d i , J [ m ] d i + 1,1 [ m ] d i + 1,2 [ m ] d i + 1, j 1 [ m ] d i 1, j [ m ] d i + 1, j + 1 [ m ] d i + 1, J 1 [ m ] d i + 1, J [ m ] d I 1,1 [ m ] d I 1,2 [ m ] d I 1, j 1 [ m ] d I 1, j [ m ] d I 1, j + 1 [ m ] d I 1, J 1 [ m ] d I 1, J [ m ] d I ,1 [ m ] d I ,2 [ m ] d I , j 1 [ m ] d I , j [ m ] d I , j + 1 [ m ] d I 1, J 1 [ m ] d I , J [ m ]

по формуле

d i , j [ m ] = α d i , j [ m 1 ] + ( 1 α ) × ( a i , j [ m 1 ] P [ m 1 ] ) 2 , ( 12 )

где α - коэффициент «экспоненциального затухания»;

- выдает результаты расчета элементов матриц M { a i , j [ m ] } и D { d i , j [ m ] } на вход устройства сравнения 4.

Устройство сравнения 4 решает следующие задачи:

- определяет номер строки i* и столбца j*, на пересечении которых находится минимальный элемент матрицы D { d i , j [ m ] } ,

[ i * , j * ] = arg [ min D { d i , j [ m ] } ] ; ( 13 )

где arg - функция, возвращающая номера строки и столбца элемента матрицы;

- выбирает значение элемента матрицы M { a i , j [ m ] } , расположенного на пересечении строки с номером i* и столбца с номером j*, и выдает выбранное значение a i , j [ m ] на вход вычитающего устройства 5.

Иными словами, дискретный многоканальный фильтр определяет зависимость текущего значения оценки погрешности гирогоризонткомпаса a i , j [ m ] и зависимость среднеквадратического значения разности между экстраполированным значением погрешности гирогоризонткомпаса и ее псевдонаблюдением d i , j [ m ] от величины переходного коэффициента фильтра f(i)=i/I и коэффициента передачи фильтра k(j)=j/J. Устройство сравнения отыскивает минимум среднеквадратического значения разности между экстраполированным значением погрешности гирогоризонткомпаса и ее псевдонаблюдением, определяет значения i* и j*, соответствующие найденному минимуму, и находит оценку погрешности автономного канала a i , j [ m ] , соответствующую полученным значениям переходного коэффициента и коэффициента передачи.

Вычитающее устройство 5 решает задачу расчета совместной оптимальной оценки курса МС по формуле

A [ m ] = A a [ m ] a i , j [ m ] . ( 14 )

Совместная оптимальная оценка курса МС поступает от вычитающего устройства 5 к потребителю навигационной информации.

Устройство изготавливают в виде программно-аппаратного модуля с использованием перспективных программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) фирмы Xilinx на основе программных пакетов MATLAB-Simulink R2008b с использованием библиотечных элементов Xilinx, экспортируемых из программного пакета Xilinx ISE 11.

Литература

1. Степанов О.А. Состояние, перспективы развития и применения наземных систем навигации для подвижных объектов. // Гироскопия и навигация. 2005. №2 (49). - С.95-121.

2. Харисов В.Н., Горев А.П. Синтез тесносвязанного алгоритма инерциально-спутниковой навигации. // Радиотехника. 2000. - №7. - С.80-86.

3. Харисов В.Н., Аникин А.Л., Оганесян А.А. Статистический анализ характристик помехоустойчивости алгоритма глубокой интеграции приемника спутниковой навигации и инерциальных датчиков. // Радиотехника. Радиосистемы. 2005. - №7. - С.21-26.

4. Синтез и анализ комплексированных ГЛОНАСС/ИНС приемников: Дис. маг. техники и технологий: 05.12.04. / Шатилов А.Ю. МЭИ, 2004. - 132 с.

5. Перов А.И., Шатилов А.Ю. Сравнительный анализ характеристик двух алгоритмов комплексной вторичной обработки информации в инерциально-спутниковых навигационных системах. II Радиотехника. Радиосистемы. 2003. - №7. - С.88-98.

6. Kreye C., Eissfeller B., Winkel J.O. Improvements of GNSS Receiver Performance Using Deeply Coupled INS Measurements. // ION GPS 2000. Salt Lake City, UT: 2000. - September 19-22. - Pp.844-854.

7. Перов А.И., Шатилов А.Ю. Синтез и анализ вторичных алгоритмов обработки информации в комплексных ГЛОНАСС/ИНС системах. // Сборник тезисов докладов 8-й Международной конференции «Радиотехника, электротехника и энергетика». - T.1. М.: МЭИ, 2002 - с.114.

8. Ривкин С.С. Метод оптимальной фильтрации Калмана и его применение в инерциальных навигационных системах. Л.: Судостроение, 1974. - 219 с.

9. Шебшаевич B.C., Дмитриев П.П. и др. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. - М.: "Радио и связь", 1993. - 408 с.

10. Ярлыков М.С. Статистическая теория радионавигации [Текст] / Ярлыков М.С.: Радио и связь, 1985. - 344 с.

11. Ю.П.Гришин, В.П.Ипатов, Ю.М.Казаринов и др. Радиотехнические системы. Учеб. для вузов по спец. "Радиотехника" [Текст] / Ю.М.Казаринов. М.: Высшая школа, 1990. - 496 с.

1. Устройство совместной обработки результатов измерения курса мобильного средства ГНСС-компасом и гирогоризонткомпасом, включающее первое и второе вычитающие устройства, пороговое устройство, дискретный многоканальный фильтр и устройство сравнения и отличающееся тем, что значения курса мобильного средства (МС), измеренные гирогоризонткомпасом и ГНСС-компасом, соответственно, подаются на входы первого вычитающего устройства, и значение курса, измеренное гирогоризонткомпасом, подается на один из входов второго вычитающего устройства, выход первого вычитающего устройства подключен к входу порогового устройства, выход порогового устройства подключен к входу дискретного многоканального фильтра, выход дискретного многоканального фильтра подключен к входу устройства сравнения, выход устройства сравнения подключен к входу второго вычитающего устройства, выход второго вычитающего устройства подключен к входу аппаратуры потребителя навигационной информации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности оптимальной совместной обработки информации при появлении выбросов в результатах измерения курса ГНСС-компасом, в состав устройства включены первое вычитающее устройство, рассчитывающее разность значений курса мобильного средства, измеренных гирогоризонткомпасом и ГПСС-компасом, и пороговое устройство, ограничивающее эту разность по абсолютной величине перед подачей ее на вход дискретного многоканального фильтра.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения динамической погрешности оптимальной совместной обработки информации, обусловленной непредсказуемыми маневрами мобильного средства по скорости и направлению движения, в состав устройства включен дискретный многоканальный фильтр для определения зависимости текущего значения оценки погрешности гирогоризонткомпаса и зависимости среднеквадратического значения разности между экстраполированным значением погрешности гирогоризонткомпаса и ее псевдонаблюдением от величины переходного коэффициента и коэффициента передачи фильтра, и включено устройство сравнения для отыскания минимума среднеквадратического значения разности между экстраполированным значением погрешности гирогоризонткомпаса и ее псевдонаблюдением, определения значений переходного коэффициента и коэффициента передачи, соответствующих найденному минимуму, и отыскания оптимальной совместной оценки погрешности автономного канала, соответствующей полученным значениям переходного коэффициента и коэффициента передачи.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для получения оптимальной совместной оценки курса МС в состав устройства включено вычитающее устройство, вычитающее из значения курса МС, измеренного гирогоризонткомпасом, оптимальную совместную оценку погрешности гирогоризонткомпаса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системе передачи данных. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. .

Изобретение относится к области радионавигации с использованием радиоволн и может быть использовано в транспортной навигации для определения местоположения объекта в условиях высоких широт и при наличии полярных сияний.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах, предназначенных для контроля воздушного, надводного и наземного пространства и основанных на технологии скрытного обнаружения и слежения за подвижными объектами с использованием прямых и рассеянных подвижными объектами сигналов, излучаемых множеством неконтролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение относится к области радионавигации и, в частности, к комплексным дальномерным радиотехническим системам (ДРТС) ближней навигации (БН). .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения взаимного разворота разнесенных в пространстве объектов, проверки скручивания поверхностей относительно друг друга, для параллельного переноса визирной линии, для передачи на расстояние базового направления и др.

Изобретение относится к области радиотехники , а именно к пассивным системам радиоконтроля и, в частности, может быть использовано в системах местоопределения в целях радиоконтроля, навигации, активной и пассивной локации.

Изобретение относится к устройству контроля за местонахождением лиц в системах туннелей. .

Изобретение относится к средствам слежения за перемещением спортсмена, в том числе на игровом ноле, с использованием триангуляционных измерений параметров перемещения спортсменов радиотехническими средствами.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в акустике и радиотехнике для восстановления изображений и определения с повышенной разрешающей способностью азимутального и угломестного направлений на источники волн различной природы: упругих волн в различных средах, в частности звуковых, волн на поверхности жидкости и электромагнитных волн

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения пространственного положения объекта посредством дистанционного измерения координат контрольных меток, закрепленных на нем

Изобретение относится к области авиационно-космического приборостроения и может найти применение в системах спутниковой навигации и геодезии

Настоящее изобретение относится к техническим решениям для правоохранительных органов и служб безопасности и более конкретно к способам оценки дальности до точки выстрела. Способ осуществляется путем измерения ударной и дульной волн. При этом осуществляют измерение сигналов, содержащих информацию только об ударной волне, акустическими датчиками, разнесенными в пространстве так, что они формируют антенну, и измерение сигналов дульной волны акустическими датчиками. По измеренным сигналам ударной и дульной волн начальной осуществляют оценку дальности до точки выстрела. Задают начальные предполагаемые значений скорости снаряда и коэффициента его лобового сопротивления, осуществляют выбор в каждом поколении решения, имеющего наименьшее значение невязки, в качестве особи, которая остается неизменной, и осуществляют итеративное вычисление мгновенной скорости снаряда при его движении по траектории для получения обновленных значений дальности до точки выстрела. Технический результат заключается в обеспечении возможности однозначного определения положения места в условиях, когда сигнал дульной волны слаб или отсутствует вообще. 16 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно, к способу и устройству, предназначенным для получения более точной оценки местоположения путем использования набора измерений. Технический результат заключается в повышении точности оценки местоположения беспроводного терминала. Для этого сначала получают первоначальную оценку местоположения, и для терминала выполняют измерения. Затем первоначальную оценку местоположения корректируют с помощью измерений, чтобы получить исправленную оценку местоположения для терминала. Корректировку осуществляют путем получения вектора измерений на основании первоначальной оценки местоположения и измерений, формирования матрицы наблюдений для измерений, определения матрицы весовых коэффициентов, получения вектора поправки на основании вектора измерений, матрицы наблюдений и матрицы весовых коэффициентов и корректировки первоначальной оценки местоположения с помощью вектора поправки. 7 н. и 33 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.

Использование: изобретение относится к области звуколокации и радиолокации и может быть использовано для решения научных и прикладных задач, в частности для обнаружения подводных объектов. Сущность: в некоторой точке океана располагается надводный или подводный корабль, который излучает звуковую волну с мощностью Iизл=5*105 Вт/м2, на частоте fзвук=10 кГц. Это излучение распространяется во все стороны и на расстоянии Lдет=30 км от корабля создает звуковое давление порядка p1=17 Вт/м2. Звуковая волна, отражаясь от подводного объекта с коэффициентом отражения котр=10-2, за счет сжимаемости воды создает дифракционную решетку, соответствующую цилиндрической звуковой волне. Высокочастотные генераторы, с мощностью Рген=500 МВт, работающие на частоте fрадио=108 Гц, расположенные на одной группе самолетов, облучают отдельные участки поверхности воды узким лучом радиоволн. Отражение в первом порядке от дифракционной решетки, созданной цилиндрической звуковой волной приводит к появлению отраженных волн. Приемники распространяющегося в узком луче излучения, расположенные на другой группе самолетов, с чувствительностью 3*10-21 Вт, при площади антенн Sант=700 м2, регистрируют мощность принимаемого излучения ~10-19 Вт. Благодаря тому, что рассеяние происходит на бегущей решетке, отраженная от нее электромагнитная волна оказывается Допплеровски сдвинутой на величину δf=100 Гц. По зарегистрированному ифракционному излучению определяют координаты подводного объекта. Технический результат: увеличения дальности обнаружении подводных объектов. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в системах радиоконтроля. Способ включает предварительное определение рабочей зоны, в ней области объекта, прием радиосигналов в пунктах приема с помощью пеленгаторных антенн и многоканального приемного устройства. Для каждого пункта приема оценивают распределение уровня помех в рабочей зоне, для чего измеряют энергию принятых радиосигналов, преобразуют их в пространственный спектр, который вычитают из измеренной энергии. Затем определяют среднее геометрическое распределений уровня помех, его минимумы в области объекта и вне объекта, значения минимумов сравнивают, по результатам чего идентифицируют радиосигналы и определяют местоположение источника как положение минимума в области объекта. Преобразование в пространственный спектр выполняют путем компенсации расчетных, с учетом расстояний от пеленгаторных антенн до источников, набегов фаз, последующего суммирования преобразованных радиосигналов, квадратичного детектирования суммарного радиосигнала и деления на число пеленгаторных антенн. Рабочую зону определяют в виде круга с центром в геометрическом центре объекта и квантуют исходя из заданной точности определения местоположения источника контролируемого объекта по закону спирали Архимеда. Достигаемый технический результат - повышение достоверности идентификации, увеличение точности определения местоположения излучателя. 7 ил.

Изобретение относится к области систем мониторинга смещения инженерных сооружений и может быть использовано для ведения непрерывного контроля смещений и колебаний элементов конструкций мостов, плотин, башен и других инженерных сооружений с целью ранней диагностики целостности сооружения, а также оперативного обнаружения потери устойчивости сооружения. Технический результат заключается в повышении точности расчета характеристик смещений инженерных сооружений и обеспечении непрерывного контроля параметров смещений инженерных сооружений. Для этого система содержит измерительный модуль, включающий навигационную антенну ГЛОНАСС/GPS, навигационный приемник ГЛОНАСС/GPS, контроллер с энергонезависимой памятью, приемопередающий модуль связи, аккумуляторную батарею, устройство зарядки аккумуляторной батареи, датчиковую аппаратуру измерительного модуля, внешнюю датчиковую аппаратуру, автоматизированное рабочее место оператора на базе ПЭВМ с процессором. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиопеленгации. Достигаемый технический результат - повышение скорости пеленгации при приеме радиосигналов нескольких источников радиоизлучения, работающих на одной частоте, с использованием круговых антенных систем (АС), состоящих из слабонаправленных элементов (вибраторов). Повышение скорости пеленгации достигается за счет использования эффективного алгоритма идентификации параметров радиосигналов, а именно получение пеленгов осуществляют в круговой АС посредством предварительного введения в вычислитель системы уравнений, сформированной для конкретной предварительно образмеренной круговой АС и при заданных значениях азимутальных пеленгов θk в заданных диапазонах: ; m∈[1,m] ξi=ехр(j(2πR/λ)cosθicosβi) uiexp(jαi) - комплексная амплитуда сигнала i-го ИРИ; R - радиус AC; λ - длина волны сигнала, излучаемого ИРИ; αi - начальная фаза i-го сигнала; γm - угол между линией, проведенной через центр АС и ее m-й элемент АС, и линией отсчета азимутальных пеленгов; М - количество элементов (вибраторов) круговой АС; К - количество ИРИ; N - количество заданных дискрет азимутального пеленга; на выходе решения указанной системы уравнений получают значения параметров амплитуд uiexp(jαi) и значений ξi, которые вместе с заданными значениями θi поступают на вход блока вычисления угломестных пеленгов βi через функцию арккосинус из условия: ξi=ехр(j(2πR/λ)cosθicosβi). 1 ил.

Изобретение относится к области космической радионавигации и может быть использовано для повышения помехоустойчивости интегрированной системы ориентации и навигации (ИСОН) объекта. Достигаемым техническим результатом изобретения является отбраковка сигналов от различных источников помех, идущих вместе с навигационными сигналами, принимаемыми от произвольного количества навигационных спутников (от одного и более). Способ повышения помехоустойчивости интегрированной системы ориентации и навигации, установленной на подвижном объекте, заключается в том, что принимают на подвижном объекте навигационный сигнал, излучаемый спутником, извлекают из него информацию о координатах спутника, посредством сигналов, поступающих от спутника на разнесенные антенны, вычисляют угол между базой разнесенных антенн и направлением на спутник β, определяют координаты подвижного объекта посредством бесплатформенной инерциальной навигационной системы, используя информацию о координатах спутника и координатах подвижного объекта вычисляют угол между базой разнесенных антенн и направлением на спутник β*, вычисляют разницу между β и β*, при ее величине больше допустимой величины погрешности принятый навигационный сигнал, излученный спутником, считают сигналом помехи и его исключают из дальнейшей обработки. 1 ил.
Наверх