Способ использования радиосигналов системы спутниковой связи для определения положения подвижного объекта и система для его реализации



Способ использования радиосигналов системы спутниковой связи для определения положения подвижного объекта и система для его реализации
Способ использования радиосигналов системы спутниковой связи для определения положения подвижного объекта и система для его реализации
Способ использования радиосигналов системы спутниковой связи для определения положения подвижного объекта и система для его реализации
Способ использования радиосигналов системы спутниковой связи для определения положения подвижного объекта и система для его реализации
Способ использования радиосигналов системы спутниковой связи для определения положения подвижного объекта и система для его реализации

 


Владельцы патента RU 2562961:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ (RU)

Изобретение относится к системам радиосвязи и радиолокации и может использоваться для определения углового положения подвижного объекта (ПО) с помощью системы спутниковой связи. Технический результат состоит в повышении точности определения траектории двиижения подвижного объекта. Для этого приемные позиции разносят в пространстве и соединяют между собой и с центральной станцией наземной сетью передачи данных, процедуры обработки сигналов на передающих и приемных позициях синхронизируют от меток единого времени, выделяют из принятых сигналов путем фильтрации доплеровских частот и далее детектирования интерференционного сигнала биений, в каждой приемной позиции в соответствующих лучах осуществляют прием прямого и отраженного от ПО радиосигналов параллельным набором приемных парциальных каналов, соответствующих количеству излучаемых сигналов передающей позицией и настроенных на одну из несущих частот зондирующего сигнала, число лучей приемных позиций выбирают по числу передающих позиций, находящихся в их зоне видимости, в каждой приемной позиции для любого ПО осуществляют сравнения амплитуд сигналов в приемных парциальных каналах на одной и той же приведенной к какому-либо каналу этой (или соседней) приемной позиции доплеровской частоте, затем на основании полученных измеренных координат ПО с одной или нескольких приемных позиций на центральной станции с учетом метода экстраполяции строят траекторию движения ПО, сведения о которой передают получателю информации.2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к системам радиосвязи и радиолокации, в частности к методам определения углового положения подвижного объекта (ПО) с помощью системы спутниковой связи с использованием процедур способа радиолокации с обнаружением "на просвет".

Известны системы спутниковой связи, состоящие из спутников-ретрансляторов с приемопередающими позициями и наземных приемо-передающих позиций, в состав которых входят штатные устройства обработки информации, причем наземные приемопередающие позиции соединены между собой и с центральной станцией наземной сетью передачи данных [1].

Однако с помощью типовой системы спутниковой связи обнаружить ПО и определить его координаты невозможно.

Для определения местоположения ПО и построения траектории его движения необходимо знать его угловое положение относительно наземной позиции с привязкой к точному времени, т.е. изменяющиеся угловые координаты, оценка которых связана с определением направления прихода отраженного от подвижного объекта сигнала (пеленгом).

Существуют различные способы определения направления прихода отраженного от ПО сигнала. Наиболее распространенными являются амплитудный и фазовый методы. В моноимпульсной радиолокационной (амплитудной) системе с рядом парциальных каналов, перекрывающих сектор обзора по одной из угловых координат, направление на ПО грубо определяется по номеру парциального канала, выходной сигнал которого имеет наибольшую амплитуду. Для уточнения и устранения неоднозначности используются значения амплитуд соседних каналов [2].

Аналогом предлагаемого устройства является бистатическая РЛС, представленная в Евразийском патенте №007143 [3]. Эта РЛС состоит из передающей и удаленной от нее приемной позиций. Передающая позиция включает передатчик непрерывного квазигармонического сигнала и слабонаправленную антенну, облучающую одновременно весь спектр существования просветного эффекта. Антенна приемной позиции - многолучевая, с многолучевой диаграммой направленности (ДН), охватывающая весь сектор существования просветного эффекта. Центральный луч ДН приемной антенны своим максимумом направлен на антенну передающей позиции, а два других луча отклонены от центрального луча, перекрывая зону просветного эффекта. Приемная антенна принимает прямой и отраженный от ПО 8 сигналы, которые поступают на N приемных каналов, состоящих из последовательно соединенных приемника, устройства режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех и блока измерения частоты Доплера. Выходы всех блоков измерения частоты Доплера соединены с входами блока измерения пеленга. Измерение угловых координат объекта производится в блоке измерения пеленга по соотношению амплитуд в разных приемных каналах. В блоке осуществляется сравнение амплитуд сигналов соответствующих доплеровских фильтров, расположенных в блоках измерения доплеровской частоты, разных приемных каналов, определение канала с наибольшим сигналом и канала с сигналом, по величине следующим за максимальным. Грубое значение координат определяется номером приемного канала с наибольшим сигналом. Уточнение производится моноимпульсным методом в соответствии с пеленгационной характеристикой приемной антенны по соотношению амплитуд сигналов с наибольшей амплитудой и с амплитудой наибольшего «соседа».

Недостатком аналога является то, что зондирующий непрерывный сигнал с передающей позиции не несет полезную информацию, для реализации которой, а, именно функции ретрансляции сообщений или других специальных процедур, и запускаются космические аппараты.

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа и устройства является радиолокационный способ определения углового положения ПО [4], основанный на излучении наземной передающей позицией многочастотного многолучевого зондирующего сигнала, частоты которого отличаются на величину, большую максимального значения доплеровской частоты, приеме удаленной приемной позицией прямого и отраженного от ПО сигналов параллельным набором приемных парциальных каналов, соответствующих количеству излучаемых сигналов и настроенных на одну из несущих частот зондирующего сигнала, выделении из принятых сигналов путем детектирования интерференционного сигнала биений, режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех, измерении частоты интерференционного сигнала и определении направления прихода сигнала с передающей позиции на ПО моноимпульсным методом путем сравнения амплитуд сигналов в приемных парциальных каналах на одной и той же приведенной к какому-либо каналу доплеровской частоте, равной измеренной в 1-ом канале доплеровской частоте, умноженной на отношение несущих частот сигнала канала, относительно которого происходит приведение, и 1-го приемного канала.

Устройство для определения углового положения подвижного объекта по этому способу содержит наземную передающую позицию в составе последовательно включенных передатчика и передающей антенны и космическую приемную позицию, в состав которой входят приемная антенна, N приемников и включенных последовательно с ними N устройств режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех и N блоков определения доплеровской частоты, выходы которых подключены к блоку определения пеленга. Передатчик устройства является многочастотным, передающая антенна формирует N парциальных лучей, частоты которых отличаются на величину, большую максимальной величины доплеровской частоты, а приемная антенна формирует один «широкий» луч, перекрывающий всю зону обзора, кроме того, на приемной позиции между антенной и N приемниками введены N полосовых фильтров, частоты которых соответствуют частотам излучаемых зондирующих сигналов.

Недостатками способа и устройства-прототипа, как и аналогов, являются

зондирующий непрерывный сигнал с передающей позиции не несет полезную информацию, для реализации которой, а именно функции ретрансляции сообщений или других специальных процедур, и запускаются космические аппараты;

полученные на космическом аппарате данные о координатах обнаруженных ПО далее не обрабатываются и не передаются потребителям информации;

из-за необходимости сокращения массы оборудования на космических аппаратах трудно обеспечить высококачественную обработку информации, так как известно, что наземные радиолокаторы, построенные по технологии «на просвет», обычно размещают в кузовах-фургонах со своими антенно-мачтовыми устройствами и дизельными агрегатами, например, наземная «просветная» РЛС «Струна».

Технический результат изобретения - упрощение использования за счет стандартных процедур систем спутниковой связи для однозначного и точного определения траектории движения подвижного объекта за счет измерения его угловых координат методами радиолокации «на просвет» относительно наземной приемной позиции с размещением передающей позиции на борту космического аппарата, а приемной - на земле.

Указанный технический результат достигается тем, что в известный способ использования радиосигналов системы спутниковой связи для определения положения подвижного объекта и система для его реализации, основанный на излучении передающей позицией многочастотного многолучевого радиосигнала, в состав которого вводят пилот-сигналы по числу лучей, а его частоты отличаются на величину, большую максимального значения доплеровской частоты, приеме удаленной приемной позицией прямого и отраженного от ПО радиосигналов параллельным набором приемных парциальных каналов, соответствующих количеству излучаемых сигналов и настроенных на одну из несущих частот радиосигнала, выделении из принятых сигналов путем детектирования интерференционного сигнала биений, режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех, измерении частоты интерференционного сигнала и определении направления прихода сигнала с передающей позиции на ПО моноимпульсным методом путем сравнения амплитуд сигналов в приемных парциальных каналах на одной и той же приведенной к какому-либо каналу доплеровской частоте, равной измеренной в 1-ом канале доплеровской частоте, умноженной на отношение несущих частот сигнала канала, относительно которого происходит приведение, и 1-го приемного канала, введены следующие процедуры: приемные позиции разносят в пространстве и соединяют между собой и с центральной станцией наземной сетью передачи данных, процедуры обработки сигналов на передающих и приемных позициях синхронизируют от меток единого времени, выделяют из принятых сигналов путем фильтрации доплеровских частот и далее детектирования интерференционного сигнала биений, в каждой приемной позиции в соответствующих лучах осуществляют прием прямого и отраженного от ПО радиосигналов параллельным набором приемных парциальных каналов, соответствующих количеству излучаемых на нее радиосигналов передающими позициями и настроенными на соответствующие частоты пилот-сигналов, число лучей приемных позиций выбирают по числу лучей, направленных на них с передающих позиций, находящихся в их зоне видимости и обеспечивающих «просветный» эффект, в каждой приемной позиции для любого ПО осуществляют сравнение амплитуд сигналов в приемных парциальных каналах на одной и той же приведенной к какому-либо каналу этой (или соседней) приемной позиции доплеровской частоте, затем на основании полученных с одной или нескольких приемных позиций измеренных координат ПО, привязанных к единым времени и системе координат, с учетом метода экстраполяции, на центральной станции строят траекторию движения ПО, в том числе и экстраполяционную, с привязкой к электронной карте местности, сведения о траектории передают получателю информации.

Указанный технический результат достигается также тем, что в известную систему для определения положения подвижного объекта с помощью радиосигналов системы спутниковой связи, содержащую передающую позицию в составе последовательно включенных штатного устройства обработки информации передающей позиции, передатчика и передающей антенны и приемную позицию, в состав которой входят приемная антенна, соединенные с ней параллельно штатное устройство обработки информации приемной позиции полосовых фильтров и N высокочастотных узкополосных фильтров, полосы частот которых соответствуют полосе частот спектра излучаемых радиосигналов, к которым в свою очередь подключены последовательно N приемников, N устройств режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех, а также N блоков определения доплеровской частоты, выходы которых подключены к блоку определения пеленга, передатчик является многочастотным, передающая антенна формирует N парциальных лучей, частоты которых отличаются на величину, большую максимальной величины доплеровской частоты, введено то, что В передающих позиций и М приемных позиций разнесены в пространстве, М приемных позиций соединены между собой и с центральной станцией наземной сетью передачи данных, имеющей соответствующий вход/выход, выходы N устройств режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех каждой приемной позиции подключены через N фильтров нижних частот к входам N блоков определения доплеровской частоты, бортовой приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной на передающей позиции через соответствующий генератор тактовых импульсов подключен к штатному устройству обработки информации передающей позиции, а на приемных позициях наземный приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной через соответствующий генератор тактовых импульсов подключен к синхровходам соответствующих N приемников, N устройств режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех, N фильтров нижних частот, N блоков определения доплеровской частоты, блока определения пеленга, приемная антенна формирует N «узких» лучей, перекрывающих всю зону «просветного» эффекта одной и зоны обзора двух соседних передающих позиций, N «узких» лучей каждой передающей антенны перекрывают всю зону «просветного» эффекта одной и двух соседних приемных позиций, вход/выход блока определения пеленга подключен к входу/выходу штатного устройства обработки информации приемной позиции, входы/выходы центральной станции и наземной сети передачи данных являются входами/выходами системы.

Суть предлагаемого способа заключается в следующем. Для однозначного и точного определения координат ПО за счет измерения угловых координат подвижного объекта методами радиолокации «на просвет» используется система, состоящая из разнесенных в пространстве передающих 2 (космических) и приемных 1 (наземных) позиций, соединенных между собой и с центральной станцией 5 наземной сетью 3 передачи данных, процедуры обработки сигналов на передающих и приемных позициях синхронизируют от меток единого времени [5, с. 197, рис. 1.1]. На передающей позиции 2 формируют многочастотный многолучевой радиосигнал, в состав которого входит пилот-сигнал, а частоты отличаются на величину, большую максимального значения доплеровской частоты. Центральные лучи диаграмм направленности приемной и передающей антенн своими максимумами направлены в сторону друг друга, а остальные лучи отклонены от центрального луча, перекрывая зону просветного эффекта. Лучи передающей позиции 2 облучают одновременно весь сектор существования просветного эффекта, включая основную и соседние с ней наземные приемные позиции 1, а лучи приемной позиции 1 - основную и соседние с ней передающие позиции 2 соответственно [6, с. 67, рис. 3.1]. Для подстройки диаграммы направленности антенны бортовой позиции и сохранения неизменного ее коэффициента направленного действия в штатном устройстве обработки 11 информации передающей позиции 2 для каждого канала (каждого луча) вводится известной формы пилот-сигнал, например синусоидальный сигнал с соответствующей фазой, занимающий минимальную полосу частот в заданном частотном спектре и легко выделяемый из известной полосы частот полезного сигнала [5, с. 550, рис. 12.28]. Поэтому эти сигналы. практически не изменяющиеся во времени, например, для геостационарных спутников связи, могут быть выбраны в качестве зондирующих, по аналогии с радиолокацией «на просвет». В приемных каналах, на выходе каждого из соответствующих приемников 17, появляются доплеровские биения частоты сигнала, возникающие при движении подвижных объектов 8 в просветной зоне между передатчиком и приемником. На выходе приемной (наземной) позиции 1 имеем полную ретранслируемую спутником информацию и угловые координаты подвижного объекта 8, пересекающего парциальные лучи передающих и приемных антенн, направленных друг на друга соответственно. Эти данные с привязкой к единому времени через штатное устройство 15 обработки информации приемной позиции 1 по каналам наземной сети 3 передачи данных поступают на центральную станцию 5, где с помощью вычислительной техники и известных в радиолокации методов формируются и объединяются траектории 9 движения ПО 8, привязываются к единой системе координат и электронной карте местности и разрабатываются экстраполированные траектории 10 движения. Полученные сведения об обнаруженных подвижных объектах 8 и параметрах их движения передаются от центральной станции 5 по входу/выходу 6 или по каналам наземной сети 3 передачи данных через ее вход/выход 4 соответствующим потребителям информации, которые могут сделать запрос по характеристикам любого ПО 8.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы, реализующей заявляемый способ, и приняты следующие обозначения:

1 - приемная позиция в количестве М штук;

2 - передающая позиция в количестве В штук;

3 - вход/выход наземной сети передачи данных (НСПД) с входом/выходом 4;

5 - центральная станция с входом/выходом 6;

7 - условное изображение парциальных лучей передающей позиции 2;

8 - подвижный объект (ПО);

9 - траектория движения ПО 8, построенная на центральной станции 5 по измерениям приемных (наземных) позиций;

10 - экстраполированная траектория движения ПО 8, построенная на центральной станции 5.

На фиг. 2 представлена функциональная схема предлагаемой системы и приняты следующие обозначения:

11 - штатное устройство обработки информации передающей позиции [*, рис. 11.2 (позиции 9, 8, 6, 4, 2, 1)];

12 - передатчик;

13 - антенна передающей позиции;

14 - антенна приемной позиции;

15 - штатное устройство обработки информации приемной позиции;

16 - высокочастотные полосовые фильтры;

17 - приемник;

18 - устройство режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех;

19 - блок измерения доплеровской частоты;

20 - блок определения пеленга;

21 - фильтр нижних частот;

22 - бортовой генератор тактовых импульсов;

23 - бортовой приемник глобальных навигационных спутниковых систем с антенной;

24 - наземный приемник глобальных навигационных спутниковых систем с антенной;

25 - наземный генератор тактовых импульсов.

Пунктиром показаны условные границы зон формирования парциальных лучей передающей и приемной позицией, которые ограничивают сектор существования «просветного» эффекта.

Передающая позиция содержит бортовой приемник 23 глобальных навигационных спутниковых и бортовой генератор 22 тактовых импульсов, обеспечивающих синхронизацию процессов обработки информации и работу бортовых устройств в едином времени, штатное устройство 11 обработки информации передающей позиции, многочастотный передатчик 12 и передающую антенну 13, формирующую N парциальных лучей, каждый со своей несущей частотой и соответствующим пилот-сигналом. Узлы 23 и 22 необходимы для обеспечения единой синхронизации процессов обработки сигналов на передающей и приемной позициях. Например, изменения параметра пилот-сигнала при необходимости коррекции положения луча антенны 13 (фазы синусоиды), сведения и интервале времени их проведения о которых передаются на приемную позицию 1 для исключения обнаружения ложных подвижных объектов 8 [5].

На приемной позиции 1 имеются N парциальных лучей, каждый для своей полосы частот и соответствующего пилот-сигнала, которые должны перекрывать зону «своей» передающей позиции 2i и двух соседних 2i+1 и 2i-1. Поэтому полосы частот соседних передающих позиций 2 для обеспечения электромагнитной совместимости не перекрываются.

Приемная антенна 14, как и передающая 13 широкополосные. Полоса частот приемной антенны 14 соответствует всему диапазону несущих частот передатчиков 12: «своего» и двух соседних. На входе приемников 17 стоят полосовые фильтры 16, полоса частот которых много меньше интервала частот до первой гармоники передаваемого по этому каналу дискретного сообщения, а центральная частота каждого фильтра настроена на частоту соответствующего пилот-сигнала. Скорость передачи информации в луче определяется, в основном, выделяемой для канала полосой частот. Например, в системе «Орбита-2» полоса частот одного ствола составляет 34 МГц [6, с. 263].

Количество приемных каналов наземной приемной позиции 1 больше числа парциальных каналов передающей позиции 2, направленных на нее, так как часть каналов используются для приема радиосигналов с соседних передающих позиций 2. Каждый приемный канал состоит из последовательно соединенных приемника 17, устройства режекции 18 прямого сигнала передатчика и пассивных помех, фильтра 21 нижних частот и блока 7 определения доплеровской частоты, содержащего n доплеровских фильтров. Фильтр 21 нижних частот вырезает все высокочастотные составляющие, наведенные на пилот-сигнал в процессе передачи, и оставляет только интервал частот, в котором в вероятностном смысле ожидается появление соответствующего сигнала в одном или нескольких доплеровских фильтров. Выходы доплеровских фильтров каждого канала соединены с входами блока 19 определения пеленга. Моменты превышения сигналом заданного уровня порога на выходе каждого доплеровского фильтра в каждом луче привязываются к единому времени с помощью генератора 25 тактовых импульсов приемной позиции, синхронизируемого метками наземного приемника 24 глобальных навигационных спутниковых систем с антенной. Выходные данные N блоков 19 определения пеленга подаются на вход блока 20 определения углового положения ПО 8 и затем после известных процедур обработки через штатное устройство 15 обработки информации приемной позиции и наземную сеть 3 передачи данных поступают на вычислительные средства центральной станции 5 для построения известными в радиолокации методами траекторий движения ПО 8.

При известной форме парциального луча (пеленгационной характеристике передающей и приемной антенн) по соотношению амплитуд сигналов в каналах приемной позиции определяется направление прихода сигнала с передающей позиции на ПО 8.

В лучах передающей антенны 13, имеющих разные углы распространения, осуществляется излучение информационных радиосигналов и канальных пилот-сигналов. Это соответствует наличию N парциальных лучей передающей антенны, облучающих весь сектор существования «просветного эффекта» в соответствующей приемной позиции и двух соседних. Способы формирования многочастотных многолучевых радиосигналов представлены в [5, 7]. Частоты излучения парциальных лучей и пилот-сигналов должны отличаться на величину, большую максимальной величины доплеровского сдвига частоты сигнала, отраженного от ПО.

Сформированные на удаленной приемной позиции 1 парциальные лучи принимают в различные интервалы времени прямые и отраженные от ПО 8 радиосигналы парциальных лучей, а в них и пилот-сигналы передающей позиции 2. Сложение обеих компонент радиосигнала, прямого и отраженного, происходит в пространстве. На вход приемных каналов поступает суммарное колебание. Принятые радиосигналы отфильтровываются по частоте в фильтрах 16, каждый в свой приемник 17. В устройствах 18 режекции прямого сигнала и пассивных помех осуществляется подавление прямого радиосигнала передатчика и пассивных помех. В каждом приемном канале выделяются биения доплеровской частоты сигнала, возникающие при движении объектов в просветной зоне между передающими 2 и приемными 1 позициями, частота которых определяется в блоках 19 измерения доплеровской частоты. Определение угловых координат ПО 8 происходит путем сравнения амплитуды выделенных с помощью фильтров 21 нижних частот биений доплеровской частоты принятых пилот-сигналов от одного и того же ПО 8 в разных приемных каналах. Пилот-сигналы от одного и того же ПО 8 в разных приемных каналах имеют доплеровский сдвиг по частоте, равный согласно [4, 8]:

зависящий от несущей частоты сигнала в приемном канале,

где

λi - длина волны радиосигнала в i-м приемном канале;

fi - несущая частота радиосигнала в i-м приемном канале;

с - скорость света;

R1, R2 - соответственно дальность от передающей позиции 2 до ПО 8 и от ПО 8 до приемной позиции 1.

Угловые координаты ПО 8 определяются путем сравнения амплитуды сигналов в разных приемных каналах на одной и той же «приведенной» к какому-либо каналу доплеровской частоты. Например, «приведенная» к первому приемному каналу доплеровская частота [4]:

В блоке 20 определения пеленга осуществляется сравнение амплитуд сигналов, имеющих одинаковую «приведенную» доплеровскую частоту в разных приемных каналах, определение каналов с наибольшим сигналом и сигналом, по амплитуде следующим за ним.

Реализация многочастотной передающей позиции, т.е. одновременное излучение N радиосигналов с различными несущими частотами и в разных направлениях может быть осуществлено, например, на основе бортового ретрансляционного комплекса «НордМедиаСтар» [5, с. 701, таблица 20.2]. Он имеет 4 луча в L-диапазоне, 16 лучей - в С-диапазоне, 16 лучей - в Ku-диапазоне. В качестве антенной системы с парциальными лучами используется фазированная антенная решетка, каждый элемент которой излучает сигнал одновременно на частотах всех парциальных лучей, положение которых сохраняется благодаря обработке соответствующего пилот-сигнала. При этом для каждого луча будет свое амплитудно-фазовое распределение поля по элементам решетки.

Наземная приемная позиция 1 может быть реализована с помощью комбинации наземного варианта бортового ретрансляционного комплекса «НордМедиаСтар» (более дешевого) и наземной просветной РЛС типа «Струна» или «Барьер-Е» [9-11].

Центральная станция может быть реализована на вычислительных средствах с использованием известных в радиолокации алгоритмов.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается наличием новых операций, в частности:

- дополнительная фильтрация составляющих спектра доплеровских частот обнаруженного низкочастотного сигнала для качественного детектирования интерференционного сигнала биений;

- приемные позиции разносят в пространстве и соединяют между собой и с центральной станцией наземной сетью передачи данных;

- обработка сигналов на передающих и приемных позициях синхронизируется от меток единого времени,

- на каждой приемной позиции в соответствующих лучах осуществляют прием прямого и отраженного от ПО радиосигналов параллельным набором приемных парциальных каналов, соответствующих количеству излучаемых на нее радиосигналов передающими позициями и настроенных на соответствующие частоты пилот-сигналов;

- число лучей приемных позиций выбирают по числу лучей у передающих позиций, находящихся в их зоне видимости и обеспечивающих «просветный» эффект;

- в каждой приемной позиции для любого ПО осуществляют сравнение амплитуд сигналов в приемных парциальных каналах на одной и той же приведенной к какому-либо каналу этой (или соседней) приемной позиции доплеровской частоте, затем на основании полученных с одной или нескольких приемных позиций измеренных координат ПО, привязанных к единым времени и системе координат, с учетом метода экстраполяции, на центральной станции строят траекторию движения ПО, в том числе и экстраполяционную, с привязкой к электронной карте местности;

- передача данных о координатах, обнаруженных ПО, на центральную станцию и после дополнительной обработки - к соответствующим потребителям;

- объединение полученных на центральной станции данных, привязка их к единой системе координат и электронной карте местности;

Таким образом, заявляемый подвижный комплекс средств связи соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого способа с другими аналогами показывает, что вновь введенные операции известны специалистам в области техники связи и радиолокации, что показывают приведенные ссылки на научно-техническую литературу.

Данный способ существенно отличается от известных аналогов в области техники связи и радиолокации, явным образом не следует из уровня техники, является нетрадиционным, поэтому имеет “изобретательский уровень”. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию “существенные отличия”. Заявляемый способ может быть реализован с использованием существующих серийных устройств, применяемых в технике связи и радиолокации, вычислительной технике, и является промышленно применимым.

Литература

1. Крухмалев, В.В. Цифровые системы передачи / В.В. Крухмалев [и др.] - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 350 с.

2 Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д. Ширмана.- М.: «Сов. Радио», 1970.

3. Бляхман А.Б., Самарин А.В. Бистатическая РЛС. Заявка №200401555 с приоритетом от 23.12.2004 г. Евразийский патент №007143.

4. Пат. РФ №2402034, М. кл. G01S 3/72, 2010 (прототип).

* Васин В.А. и др. Радиосистемы передачи информации. - М.: Горячая линия - телеком, 2006. - 427 с.

5. Камнев Е.Ф. и другие. Системы спутниковой связи с эллиптическими орбитами, разнесением ветвей и адаптивной обработкой. - М.: Глобсатком, 2009. - 724 с.

6. Справочник по спутниковой связи и вещанию / Под ред. Л.Я. Кантора. - М.: Радио и связь, 1985. - 288 с.

7. Многочастотная радиолокация. Вишин Г.М. - М.: Военное изд. МО СССР, 1973.

8. Черняк В.С. Многопозиционная радиолокация. - М.: Радио и связь, 1993.

9. Бляхман А.Б., Ковалев Ф.П., Рындык А.Г. Метод определения координат движущихся целей в бистатической РЛС // Радиотехника и радиоэлектроника, 2004, том 49, М 6, С. 707-712.

10. Бляхман А.Б., Мякиньков А.В., Рындык А.Г. Измерение координат целей в трехкоординатных бистатических РЛС с обнаружением "на просвет" // Радиотехника и электроника. 2006. Т. 51, №4. С. 422-427.

11. Бляхман А.Б. и др. Определение координат целей в просветных радиолокационных системах с подвижными позициями // Радиотехника и электроника. 2008. Т. 53, №3. С. 327-332.

1. Способ для определения положения подвижного объекта с помощью радиосигналов спутниковой связи, основанный на излучении передающей позицией многочастотного многолучевого радиосигнала, в состав которого вводят пилот-сигналы по числу лучей, а его частоты отличаются на величину, большую максимального значения доплеровской частоты, приеме удаленной приемной позицией прямого и отраженного от ПО радиосигналов параллельным набором приемных парциальных каналов, соответствующих количеству излучаемых сигналов и настроенных на одну из несущих частот радиосигнала, выделении из принятых сигналов путем детектирования интерференционного сигнала биений, режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех, измерении частоты интерференционного сигнала и определении направления прихода сигнала с передающей позиции на ПО моноимпульсным методом путем сравнения амплитуд сигналов в приемных парциальных каналах на одной и той же приведенной к какому-либо каналу доплеровской частоте, равной измеренной в i-ом канале доплеровской частоте, умноженной на отношение несущих частот сигнала канала, относительно которого происходит приведение, и i-го приемного канала, отличающийся тем, что на приемных позициях обеспечивают разнесенный прием и обмен данными между собой и с центральной станцией, процедуры обработки сигналов на передающих и приемных позициях синхронизируют от меток единого времени, выделяют из принятых сигналов путем фильтрации доплеровских частот и далее детектирования интерференционного сигнала биений, в каждой приемной позиции в соответствующих лучах осуществляют прием прямого и отраженного от ПО радиосигналов параллельным набором приемных парциальных каналов, соответствующих количеству излучаемых на нее радиосигналов передающими позициями и настроенными на соответствующие частоты пилот-сигналов, число лучей приемных позиций выбирают по числу лучей, направленных на них с передающих позиций, находящихся в их зоне видимости и обеспечивающих «просветный» эффект, в каждой приемной позиции для любого ПО осуществляют сравнение амплитуд сигналов в приемных парциальных каналах на одной и той же приведенной к какому-либо каналу этой или соседней приемной позиции доплеровской частоте, затем на основании полученных с одной или нескольких приемных позиций измеренных координат ПО, привязанных к единым времени и системе координат, с учетом метода экстраполяции, на центральной станции строят траекторию движения ПО, в том числе и экстраполяционную, с привязкой к электронной карте местности, сведения о траектории передают получателю информации.

2. Система для определения положения подвижного объекта с помощью радиосигналов спутниковой связи, содержащая передающую позицию в составе последовательно включенных штатного устройства обработки информации передающей позиции, передатчика и передающей антенны и приемную позицию, в состав которой входят приемная антенна, соединенные с ней параллельно штатное устройство обработки информации приемной позиции полосовых фильтров и N высокочастотных узкополосных фильтров, полосы частот которых соответствуют полосе частот спектра излучаемых радиосигналов, к которым в свою очередь подключены последовательно N приемников, N устройств режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех, а также N блоков определения доплеровской частоты, выходы которых подключены к блоку определения пеленга, передатчик является многочастотным, передающая антенна формирует N парциальных лучей, частоты которых отличаются на величину, большую максимальной величины доплеровской частоты, отличающаяся тем, что B передающих позиций и M приемных позиций разнесены в пространстве, M приемных позиций соединены между собой и с центральной станцией наземной сетью передачи данных, имеющей соответствующий вход/выход, выходы N устройств режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех каждой приемной позиции подключены через N фильтров нижних частот к входам N блоков определения доплеровской частоты, бортовой приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной на передающей позиции через соответствующий генератор тактовых импульсов подключен к штатному устройству обработки информации передающей позиции, а на приемных позициях наземный приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с антенной через соответствующий генератор тактовых импульсов подключен к синхровходам соответствующих N приемников, N устройств режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех, N фильтров нижних частот, N блоков определения доплеровской частоты, блока определения пеленга, приемная антенна формирует N «узких» лучей, перекрывающих всю зону «просветного» эффекта одной и зоны обзора двух соседних передающих позиций, N «узких» лучей каждой передающей антенны перекрывают всю зону «просветного» эффекта одной и двух соседних приемных позиций, вход/выход блока определения пеленга подключен к входу/выходу штатного устройства обработки информации приемной позиции, входы/выходы центральной станции и наземной сети передачи данных являются входами/выходами системы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в скоростных системах радиосвязи, использующих импульсные сверхширокополосные сигналы. Технический результат - повышение помехоустойчивости передачи информации в условиях интенсивных помех.

Изобретение относится к области радиосвязи и может использоваться при построении высокоскоростных дуплексных радиолиний, работающих на одной частоте при передаче дискретных или аналоговых сигналов.

Изобретение относится к области связи. Раскрыты способ и система осуществления энергосбережения базовой станции.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах циркулярной связи. Технический результат состоит в расширении возможности применения ретрансляторов для организации взаимодействия нескольких радиосетей, работающих в различных диапазонах частот.

Изобретение относится к области передачи цифровой информации и предназначено для применения в декодерах систем связи, работающих в условиях канала с многолучевым распространением.

Изобретение относится к области приема широкополосных сигналов при воздействии сосредоточенных помех в полосе приема. Техническим результатом является минимизация искажения корреляционной функции принимаемого сигнала после прохождения сигнала через адаптивный фильтр при сохранении принципа согласованной фильтрации.

Изобретение относится к области приемо-передающих устройств и может быть использовано в командных радиолиниях для передачи командной информации с базовой станции на борт (и в обратном направлении).

Изобретение относится к системам передачи информации и может использоваться для компенсации недостатка вычислительной мощности мобильных устройств: телефонов, смартфонов, коммуникаторов, а также компьютерных систем.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для обеспечения корабельного руководства оперативно-тактической связью и связью взаимодействия. Технический результат состоит в повышении качества каналов передачи и приема информации, надежности и живучести комплекса.

Изобретение относится к технике электросвязи и может найти применение для организации цифровой станционной радиосвязи на железнодорожном транспорте. Технический результат состоит в повышении качества голосовой связи и расширении функциональных возможностей системы.

Изобретение относится к технике беспроводной связи и может быть использовано в системах многопользовательской связи по технологии MIMO (множественный вход-множественный выход). Пользовательское устройство в системе связи, включающей в себя точку передачи и множество пользовательских устройств, содержит: приемный модуль, выполненный с возможностью приема сообщения, указывающего ресурс, для которого измеряется помеха, причем ресурс указывается с использованием подмножества подкадров, модуль обработки, выполненный с возможностью вычисления индикатора качества канала (CQI) на основе упомянутого сообщения, и передающий модуль, выполненный с возможностью передачи CQI в точку передачи. Технический результат - повышение производительности адаптации линии связи с незначительными служебными нагрузками нисходящей линии связи. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи. Техническим результатом является обеспечение возможностей: проводить дуплексные и симплексные телефонные сеансы связи между двумя УРС (узлами радиосвязи) или между УРС и другим радиоабонентом с исключением нежелательных задержек передаваемого речевого сигнала, преобразованного в цифровую форму, при прохождении его через два пункта управления УРС; проводить в управляемом УРС оперативное прогнозирование характеристик ионосферного распространения радиоволн путем проведения вертикального зондирования или возвратно-наклонного зондирования ионосферы с использованием импульсных сигналов, что позволяет повысить надежность сеансов связи, проводимых УРС, за счет выбора ОРЧ (оптимальной рабочей частоты) по результатам зондирования ионосферы, проводимого перед началом каждого сеанса связи без введения в состав УРС дополнительного оборудования (специального ионозонда); а также повышение функциональных возможностей пункта управления и повышение надежности передачи сигналов управления между взаимодействующими составными частями УРС путем резервирования каналов управления, что, в свою очередь, обеспечивает повышение эффективности управления и надежности функционирования УРС в целом. Решение поставленных задач достигается тем, что в пункт управления приемными и передающими трактами узла радиосвязи декаметрового диапазона, содержащий аппаратуру проводной связи (АПС), содержащую L групп входов-выходов, причем каждая группа входов-выходов может быть подключена посредством проводных линий связи к соответствующей группе выходов-входов одного из N<L приемных трактов радиоприемного центра или к соответствующей группе выходов-входов одного из N передающих трактов радиопередающего центра, выходы-входы АПС подключены к соответствующим входам-выходам формирователя-распределителя сигналов управления (ФРСУ), каждый из двух выходов-входов которого соединен с входом-выходом соответствующего приемопередатчика радиорелейной связи, выход-вход которого соединен с входом-выходом соответствующей антенны радиорелейной связи, введены первый преобразователь сигналов и второй преобразователь сигналов, первые и вторые выходы-входы которого соединены с соответствующими первыми и вторыми дополнительными входами-выходами ФРСУ, третьи дополнительные входы-выходы которого соединены с соответствующими выходами-входами первого преобразователя сигналов, входы-выходы которого соединены с соответствующими дополнительными выходами-входами АПС, другие дополнительные выходы-входы которого соединены с соответствующими первыми входами-выходами второго преобразователя сигналов, вторые входы-выходы которого соединены с соответствующими дополнительными выходами-входами ФРСУ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к системе связи и может быть использовано для обеспечения связи на судах различного назначения. Технический результат заключается в обеспечении передачи разнородной информации к различным судовым системам, а также между абонентскими устройствами. Изобретение основано на том, что сигналы от абонентских устройств принимаются антенной, установленной на верхней палубе судна и совмещенной территориально-распределенной антенной, состоящей из отрезков излучающего кабеля, который проложен на средней и нижних палубах судна, сигналы, излученные отрезками излучающего кабеля, принимаются радиочастотными комбайнерами, которые осуществляют разделение в зависимости от частотного диапазона, на сигналы диапазона 2400-2500 МГц, которые передают по радиочастотным кабелям к точкам доступа Wi-Fi, и сигналы диапазона 450-470 МГц, которые передают на базовую станцию TETRA, сигналы из антенны, установленной на верхней палубе судна, также разделяют на сигналы диапазона 2400-2500 МГц и передают по радиочастотным кабелям к точкам доступа Wi-Fi, и сигналы диапазона 450-470 МГц, которые передают на базовую станцию TETRA, из точек доступа Wi-Fi и базовой станции TETRA преобразованные сигналы по линии Ethernet поступают на коммутатор. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля источников радиоизлучений, в частности при радиомониторинге сигналов геостационарных спутниковых систем связи (ССС). Технический результат состоит в повышении эффективности мониторинга сигналов с априорно неопределенными параметрами и приеме обоснованного решения при их обнаружении. Для этого в станцию радиомониторинга сигналов геостационарных ССС, содержащую два тракта приема сигналов, каждый из которых включает последовательную цепь из антенны с блоком наведения, поляризатор, малошумящий усилитель, преобразователь частоты, радиоприемное устройство и блок оптимальной фильтрации, а также содержит модуль демодуляции и последетекторной обработки сигналов, вход которого соединен с первым выходом блока оптимальной фильтрации первого тракта приема сигналов, введены опорный генератор и модуль определения координат излучающей контролируемые сигналы мобильной наземной станции, включающий устройство корреляционного сжатия спектра сигнала, цифровой сигнальный процессор, ПЭВМ с блоком программного обеспечения, блок стробирования и синтезатор частот настройки. 1 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для передачи и приема информации. Технический результат состоит в обеспечении незаметной для вероятного противника радиосвязи. Для передачи радиосигнала используют вихревое электрическое поле, циркулирующее относительно магнитопровода. Для приема радиосигнала используют явление магнитоэлектрической индукции, возникающее при пронизывании магнитопровода приемника вихревым электрическим полем и воздействии на магнитопровод порожденного им переменного магнитного поля, создающего индукционный переменный магнитный поток, индуцирующий в катушке магнитопровода э.д.с., которую подают на блок усиления, преобразования и отделения от помех радиосигналов. Устройство радиосвязи для передачи сигналов через вихревое электрическое поле содержит передатчик и приемник. Передатчик имеет замкнутый по периметру наружный ферромагнитный сердечник, на котором расположена катушка, навитая по спирали. В пространстве, охваченном катушкой, находится замкнутый по периметру внутренний ферромагнитный сердечник, на котором расположена катушка, навитая по спирали. Катушки электрически последовательно соединены между собой в направлении, противоположном навивке, приемник имеет замкнутый по периметру ферромагнитный сердечник с расположенной на нем катушкой, навитой по спирали и электрически соединенной с блоком усиления сигнала, выделения его из помех и преобразования. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к командным радиолиниям управления командно-измерительной системы (КИС). Технический результат заключается в увеличении объема передаваемой информации командной радиолинией КИС при совмещении в радиоканале «борт-земля» (обратныйный канал) двух независимых потоков передачи разнотиповой информации. Передачу разнотиповой информации осуществляют двумя независимыми потоками, которые образуют с помощью использования метода квадратурной фазовой модуляции (КФМ). Передающее устройство бортовой аппаратуры содержит N-разрядный генератор псевдослучайной последовательности, тактирующий генератор бортового приемника, формирователь кадровой развертки, первый сумматор по модулю два, формирователь несущей частоты, манипулятор фазы π/2, антенну, при этом дополнительно введены манипулятор фазы π, M-разрядный генератор псевдослучайной последовательности, второй и третий сумматоры по модулю два. 2 н.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к системам беспроводной связи. Технический результат - увеличение объема представляемой информации, относящейся к обратной связи. Различные ресурсы последовательности могут быть выделены мобильному устройству, причем мобильное устройство может исключительно использовать ресурс последовательности относительно базовой станции в течение сеанса связи. Однако если другому мобильному устройству, использующему другую базовую станцию, присваивается соответствующий ресурс последовательности, то могут возникнуть помехи, если мобильные устройства относительно близки друг к другу. Поэтому может иметь место рандомизация ресурсов последовательности, кроме того, результат циклического сдвига может использоваться в выделении ресурса последовательности для попытки минимизирования помех.4 н. и 7 з.п. ф-лы, 15 ил.
Наверх