Фазовый разностно-дальномерный способ определения местоположения объекта навигации

Авторы патента:

Дорух Игорь Георгиевич (RU)

Шеболков Виктор Васильевич (RU)

G01S3/46 - с использованием разнесенных антенн и измерением фазового сдвига или временного запаздывания снимаемых с них сигналов (системы определения разности пути, пройденного сигналом)

Владельцы патента RU 2575483:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) (RU)

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности одновременной оценки координат одновременно нескольких объектов навигации, а также повышение точности определения координат объектов навигации и помехозащищенности аппаратуры, реализующей способ. Указанный результат достигается за счет того, что с объектов навигации излучают первый высокочастотный гармонический сигнал, принимают его в нескольких опорных радионавигационных точках с известными координатами, при этом с объектов навигации вместе с первым дополнительно излучают второй высокочастотный гармонический сигнал, отличающийся по частоте от первого на заданную величину, в каждой из опорных радионавигационных точек из принятых высокочастотных сигналов формируют сигналы разностной частоты и передают их в центральный пункт обработки, где измеряют разности фаз сигналов разностной частоты, полученных из разных опорных радионавигационных точек, а результаты этих измерений с учетом взаимного расположения опорных радионавигационных точек, центрального пункта обработки и величины разностной частоты пересчитывают в координаты объектов навигации, при этом высокочастотные сигналы с любого объекта навигации излучают в течение ограниченного интервала времени, достаточного для измерения разности фаз сигналов разностной частоты, и лишь в том случае, если с других объектов навигации высокочастотные сигналы к началу этого интервала времени не излучают. 2 ил.

Известен защищенный патентом РФ №2204145, кл. G01S 3/46, 2003, способ определения координат источника излучения, основанный на приеме его сигнала тремя антеннами, образующими ортогональные базы.

Такое действие, как определение направления на источник излучения, является существенным признаком и заявляемого способа.

Известен также защищенный патентом РФ №2013785, кл. G01S 13/00, 1994, способ определения местоположения подвижных объектов, заключающийся в излучении кодированных сигналов передатчиками объектов, приеме сигналов в N пространственно разнесенных пунктах с последующей ретрансляцией их на центральный приемный пункт и измерении задержек между принятыми сигналами.

Ретрансляция сигналов на центральный приемный пункт является существенным признаком и заявляемого способа.

Причиной, препятствующей достижению в этих аналогах, защищенных патентами РФ, технического результата, обеспечиваемого изобретением, является необходимость использования достаточно сложной системы единого времени.

Известен разностно-дальномерный способ определения местоположения мобильных объектов, заключающийся в поочередном излучении сетью опорных навигационных пунктов, расположенных в точках пространства с известными координатами, когерентных гармонических сигналов, их приеме на мобильном объекте, принятых от каждого опорного объекта и вычислении по ним координат мобильного объекта [Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные и радионавигационные системы. - М.: Радио и связь, 1994, с. 211-214].

Измерение фазовых сдвигов сигналов и вычисление по ним координат мобильного объекта является существенным признаком и заявляемого способа.

Причиной, препятствующей достижению в этом аналоге технического результата, обеспечиваемого изобретением, является необходимость в использовании высокоточной шкалы единого времени на объекте навигации и сложность реализации при больших расстояниях между опорными радионавигационными точками и объектом навигации.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому (прототипом) является обращенный разностно-дальномерный способ определения координат [Кинкулькин И.Е., Рубцов В.Д., Фабрик М.А. Фазовый метод определения координат. - М.: Сов. радио, 1979, с. 10-11, с. 97-100].

Способ заключается в одновременном излучении объектом навигации и передатчиком, установленным в неподвижной точке с известными координатами, непрерывных гармонических высокочастотных сигналов и одновременном приеме указанных гармонических сигналов в нескольких опорных радионавигационных точках.

Такие действия, как излучение высокочастотных гармонических сигналов объектом навигации и прием излучаемых гармонических высокочастотных сигналов в опорных радионавигационных точках с известными координатами, являются существенными признаками и заявляемого способа.

Причиной, препятствующей достижению в способе-прототипе технического результата, обеспечиваемого изобретением, является отсутствие возможности оценки координат одновременно нескольких объектов навигации.

Еще одной причиной, препятствующей достижению в способе-прототипе технического результата, обеспечиваемого изобретением, является возникновение дополнительных погрешностей измерения координат мобильного объекта, вызванных неточностью определения координат передатчика, установленного в неподвижной точке.

Кроме того, в этом способе необходимо непрерывное излучение сигнала неподвижным передатчиком. Это ухудшает условия электромагнитной совместимости оборудования. Возникает необходимость одновременного приема и передачи двух сигналов с близкими частотами, что ухудшает условия обеспечения информационной безопасности оборудования и облегчает возможность подавления его работы потенциальным злоумышленником. Указанные обстоятельства существенно снижают помехозащищенность аппаратуры, реализующей данный способ.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение возможности одновременной оценки координат одновременно нескольких объектов навигации, а также повышение точности определения координат объектов навигации и помехозащищенности аппаратуры, реализующей предлагаемый способ.

Для достижения указанного технического результата в известном фазовом разностно-дальномерном способе определения местоположения объектов навигации, заключающемся в том, что излучают с объекта навигации первый высокочастотный гармонический сигнал, принимают его в нескольких опорных радионавигационных точках с известными координатами, с объектов навигации вместе с первым дополнительно излучают второй высокочастотный гармонический сигнал, отличающийся по частоте от первого на заданную величину, в каждой из опорных радионавигационных точек из принятых высокочастотных сигналов формируют сигналы разностной частоты и передают их в центральный пункт обработки, где измеряют разности фаз сигналов разностной частоты, полученных из разных опорных радионавигационных точек, а результаты этих измерений с учетом взаимного расположения опорных радионавигационных точек, центрального пункта обработки и величины разностной частоты пересчитывают в координаты объектов навигации, при этом высокочастотные сигналы с любого объекта навигации излучают в течение ограниченного интервала времени, достаточного для измерения разности фаз сигналов разностной частоты, и лишь в том случае, если с других объектов навигации высокочастотные сигналы к началу этого интервала времени не излучают.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведены:

- на фиг. 1 - взаимное расположение объекта навигации, трех опорных радионавигационных точек и центрального пункта обработки (ЦПО);

- на фиг. 2 - структура формирователя сигнала разностной частоты.

Способ реализуется с помощью трех опорных радионавигационных точек с известными координатами, ЦПО и объекта навигации.

Функционирование способа поясняется фиг. 1, на которой показаны объект навигации (OH), находящийся в точке с неизвестными координатами X и Y, опорные радионавигационные точки ОРТ1, ОРТ2 и ОРТ3, расположенные в точках с известными координатами X₁ и Y₁, X₂ и Y₂ и X₃ и Y₃ соответственно. Там же показаны расстояния D₁, D₂, D₃ между объектом навигации и опорными радионавигационными точками, расстояния R₁, R₂, R₃ между ЦПО и этими опорными точками, а также направление N на север.

Процесс измерения координат рассмотрим на примере одного объекта навигации. Вопрос взаимодействия с другими объектами навигации рассмотрим позже. Пока в первом приближении будем считать, что объект навигации один и для определения его координат имеется возможность в течение короткого промежутка времени, порядка 0,3 мс, излучать сумму двух гармонических высокочастотных сигналов с близкими частотами ω₀, и ω₁:

Эти сигналы имеют амплитуды А и начальные случайные фазы φ₀ и φ₁.

Излученный объектом навигации сигнал S_OH(t) принимается в точках ОРТ1, ОРТ2 и ОРТ3 на расстояниях D₁, D₂ и D₃ соответственно от объекта навигации:

где С=3·10⁸ м/с - скорость распространения радиоволн в атмосфере.

В каждой из опорных радионавигационных точек ОРТ1, ОРТ2 и ОРТ3 формируют сигналы разностной частоты.

Структура формирователя сигналов разностной частоты приведена на фиг.2. Он представляет собой последовательно включенные балансный смеситель и узкополосный полосовой фильтр, настроенный на разностную частоту .

В каждой из опорных радионавигационных точек сигнал , представляющий собой сумму двух высокочастотных гармонических сигналов с частотами ω₀ и ω₁, поступает на оба входа балансного смесителя.

На выходе балансного смесителя формируется сумма постоянного напряжения и четырех гармонических сигналов с частотами 2ω₀, 2ω₁ ω₀+ω₁ и разностной частотой ω_р (частотой биений). Все эти гармонические сигналы, за исключением сигнала с частотой биений подавляются, фильтром.

Сигналы разностной частоты, формируемые в каждой из опорных радионавигационных точек, имеют вид:

где φ₀-φ₁ - случайные фазовые сдвиги первого (опорного) и второго высокочастотных гармонических сигналов, излучаемых объектом навигации.

Нетрудно видеть, что сигналы, формируемые в каждой из опорных радионавигационных точек, различаются по фазам, которые определяются расстояниями D₁, D₂ и D₃ соответственно. Эти сигналы по проводам передаются в ЦПО.

В ЦПО принимаются три следующих сигнала:

1) сигнал, поступивший из ОРТ1:

Он отличается от сигнала S_OPT1(t) амплитудой и дополнительным фазовым сдвигом , который обусловлен прохождением расстояния R₁, разделяющего ОРТ1 и ЦПО.

Этот сигнал можно представить в следующем виде:

где

2) сигнал, поступивший из точки ОРТ2:

В данном случае дополнительный фазовый сдвиг равен

Этот сигнал также можно представить в виде:

где

3) сигнал, поступивший из ОРТ3:

В данном случае дополнительный фазовый сдвиг равен

Этот сигнал также можно записать в виде

где

Найдем разность фаз сигналов S_OPT2 и S_OPT1 и разность фаз Δψ₂₃=ψ₂-ψ₃ сигналов S_OPT2 и S_OPT3:

В параметрах Δψ₂₁ и Δψ₂₃ отсутствуют случайные фазовые сдвиги φ₀ и φ₁.

Исключив из последних выражений для Δψ₂₁ и Δψ₂₃ известные фазовые сдвиги , получим окончательные выражения для расчета неизвестных координат объекта навигации - разность Δψ₂₁ фаз сигналов разностной частоты, сформированных второй и первой опорными точками, а также разность Δψ₂₃ фаз сигналов разностной частоты, сформированных второй и третьей опорными точками:

Указанные разности фаз однозначно соответствуют разностям дальностей D₂-D₁ и D₂-D₃ соответственно.

Это позволяет сделать вывод, что по результатам измерений параметров Δψ₂₁ и Δψ₂₃ могут быть рассчитаны величины D₁, D₂ и D₃ - расстояния между объектом навигации и опорными радионавигационными точками, а следовательно, и координаты объекта навигации.

Ниже приведен алгоритм пересчета результатов измерения разности фаз сигналов разностной частоты в координаты объекта навигации. Этот алгоритм применим для локальных навигационных систем, когда вполне допустимо пренебречь сферичностью Земли.

Исходными данными для расчета являются:

- разность Δψ₂₁ фаз сигналов разностной частоты для первой и второй радионавигационных точек;

- разность Δψ₂₃ фаз сигналов разностной частоты для третьей и второй радионавигационных точек.

Кроме того, в расчете используются следующие константы:

- значение первой высокой частоты ω₀;

- значение второй высокой частоты ω₁;

- скорость распространения радиоволн в атмосфере С;

- расстояния R₁, R₂, и R₃ между центральным пунктом обработки ЦПО и опорными радионавигационными точками ОРТ1, ОРТ2 и ОРТ3.

Порядок расчета следующий.

1. По измеренным значениям разностей фаз Δψ₂₁ и Δψ₂₃ вычисляются разности расстояний от объекта навигации до опорных радионавигационных точек

Здесь D₁, D₂, D₃ - расстояния от объекта навигации (OH) до первой ОРТ1, второй ОРТ2 и третьей ОРТ3 опорных радионавигационных точек в соответствии с фиг.1.

2. Величины ΔD₂₁ и ΔD₂₃ нормируются по длинам базовых линий (R₂₁ и R₂₃) и вычисляется нормирующий коэффициент γ:

3. Вычисляются постоянные параметры:

а=α₂₁-α₂₃; b=γ·Δd₂₃-Δd₂₁,

где α₂₁ - угол между направлением на север и базовой линией R₂₁;

α₂₃ - угол между направлением на север и базовой линией R₂₃.

4. Составляется уравнение для расчета угла β₂₃ между базовой линией R₂₃ и направлением на объект навигации:

Cos(a-β₂₃)-γ·Cosβ₂₃=b

Это уравнение решается относительно угла β₂₃ итерационным методом.

5. Вычисляются координаты объекта навигации в местной прямоугольной системе координат, начало которой находится в точке ОРТ2:

При необходимости координаты объекта навигации пересчитываются в исходную прямоугольную систему координат;

В предлагаемом способе исключена присущая способу-прототипу составляющая погрешности определения координат неподвижного передатчика второго гармонического высокочастотного сигнала. В предлагаемом способе этот передатчик не используется, а используется тот же передатчик, что и для первого гармонического сигнала. Следовательно, точность измерения координат в предлагаемом способе выше, чем в прототипе.

Кроме того, в предлагаемом способе отсутствует необходимость в непрерывном излучении второго гармонического сигнала, поскольку он может излучаться лишь в промежутки времени, достаточные для измерения разности фаз сигналов разностной частоты. Это время не превышает долей миллисекунды. Малое время излучения сигнала затрудняет его обнаружение, а следовательно, и подавление потенциальным противником. Это значительно повышает помехоустойчивость аппаратуры, реализующей способ, по сравнению с прототипом.

Таким образом, рассмотрев процесс определения координат применительно к функционированию одного объекта навигации можно сделать вывод, что точность измерения координат в предлагаемом способе выше, чем в прототипе, а за счет малого времени излучения помехоустойчивость аппаратуры, реализующей способ, тоже выше, чем в прототипе.

Рассмотрим теперь функционирование способа, когда объектов навигации несколько. Как уже отмечалось, работа любого объекта навигации на излучение осуществляется в течение достаточно короткого промежутка времени, длительностью порядка 0,3 мс. Этого времени достаточно для проведения измерений разности фаз сигналов разностной частоты, поступивших в ЦПО от разных опорных радионавигационных точек для объектов навигации, движущихся со скоростями до 120 км/ч, поскольку за время измерения положение объекта в пространстве изменится не более чем на 0,1 см. При одновременном излучении двумя и более объектами навигации высокочастотных сигналов они могут совпасть во времени в опорных радионавигационных точках. Это нарушит нормальную работу системы. Вероятность совпадения высокочастотных сигналов определяется, с одной стороны, требуемой скоростью обновления информации о текущих координатах этого объекта, а с другой - общим числом объектов навигации, находящихся в зоне действия системы навигации, реализующей предлагаемый способ. При небольшом количестве объектов навигации, находящихся в зоне действия навигационной системы, в которой реализован предлагаемый способ, вероятность совпадения во времени излучений с разных объектов достаточно мала, например, для систем навигации с числом одновременно обслуживаемых объектов, не превышающим 5 ч 6, указанная вероятность совпадения во времени сигналов, излучаемых двумя объектами не превышает 0,01. С расширением зоны обслуживания и увеличением числа одновременно обслуживаемых объектов эта вероятность существенно возрастает, и ее величина может оказаться неприемлемой, например, для систем управления транспортом.

Для исключений ситуаций с одновременными излучениями высокочастотных сигналов с разных объектов навигации на них устанавливаются приемные устройства, с помощью которых контролируется наличие излучений с других объектов навигации. Перед началом излучения высокочастотных сигналов любой объект навигации с помощью этого приемного устройства проверяет наличие излучений каких-либо других объектов навигации в данной локальной сети. При обнаружении таковых начало излучения задерживается до окончания обнаруженного излучения. Вследствие этого высокочастотные сигналы излучаются объектами навигации поочередно, и одновременные излучения двух и более объектов исключаются. Это позволяет правильно определить координаты каждого из них.

Таким образом, в предлагаемом способе, в отличие от прототипа, обеспечивается одновременная оценка координат нескольких объектов навигации.

Техническая реализация способа не вызывает затруднений.

Для реализации высокочастотных сигналов может быть выбран диапазон 1200-1400 МГц. В этом диапазоне легко обеспечить выполнение условия узкополосности для двухчастотного сигнала и излучение двух гармонических сигналов из практически совпадающих двух фазовых центров. Это позволяет использовать для двухчастотного сигнала на мобильном объекте одну антенну, причем фазовые центры излучения гармонических сигналов практически совпадают.

Для приема гармонических сигналов на мобильном объекте можно использовать интегральные СВЧ-усилители - микросхемы типа SPF5122Z,

Для приема гармонических сигналов в опорных радионавигационных точках можно также использовать интегральные СВЧ-усилители - микросхемы типа SPF5122Z. В качестве узла формирования сигнала разностной частоты можно использовать смеситель на транзисторе BFP620, в качестве нагрузки которого служит фильтр нижних частот.

Передачу сигналов разностной частоты из опорных радионавигационных точек в ЦПО можно реализовать по проводным каналам.

Измерение разности фаз сигналов разностной частоты в ЦПО может быть реализовано с помощью фазовых детекторов на микросхеме SYPD-1.

Формирование двух гармонических сигналов (основного и дополнительного) на объекте навигации можно реализовать на основе двух синтезаторов частоты, синхронизируемых общим опорным генератором, и сумматора.

Способ может найти применение для построения локальных навигационных систем управления движением транспорта в местах повышенной опасности, где требуется высокоточное определение местоположения высокоскоростных движущихся объектов на критических участках трасс их движения (например, при приближении к местам переключения стрелок на железнодорожных путях, вблизи крутых закрытых поворотов автомобильных трасс).

Фазовый разностно-дальномерный способ определения местоположения объектов навигации, заключающийся в том, что излучают с объектов навигации первый высокочастотный гармонический сигнал, принимают его в нескольких опорных радионавигационных точках с известными координатами, отличающийся тем, что с объектов навигации вместе с первым дополнительно излучают второй высокочастотный гармонический сигнал, отличающийся по частоте от первого на заданную величину, в каждой из опорных радионавигационных точек из принятых высокочастотных сигналов формируют сигналы разностной частоты и передают их в центральный пункт обработки, где измеряют разности фаз сигналов разностной частоты, полученных из разных опорных радионавигационных точек, а результаты этих измерений с учетом взаимного расположения опорных радионавигационных точек, центрального пункта обработки и величины разностной частоты пересчитывают в координаты объектов навигации, при этом высокочастотные сигналы с любого объекта навигации излучают в течение ограниченного интервала времени, достаточного для измерения разности фаз сигналов разностной частоты, и лишь в том случае, если с других объектов навигации высокочастотные сигналы к началу этого интервала времени не излучают.

Похожие патенты:

Фазовый пеленгатор // 2543065

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой в составе комплекса или как самостоятельное устройство.

Разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения // 2539968

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многопозиционных радиотехнических системах для определения координат источников радиоизлучения (ИРИ).

Фазовый пеленгатор // 2536440

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой. Достигаемый технический результат - повышение точности пеленгации в широком частотном диапазоне и обеспечение полной глубины встроенного контроля пеленгатора.

Фазовый способ пеленгации // 2532259

Изобретение относится к радиопеленгации. Достигаемый технический результат - повышение помехоустойчивости и точности определения угловых координат.

Фазовый пеленгатор // 2526533

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для обнаружения и пеленгации источников излучения сигналов. Достигаемый технический результат - повышение помехозащищенности, расширение функциональных возможностей и увеличение чувствительности пеленгатора.

Разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения // 2521084

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в многопозиционных радиотехнических системах для определения координат источников радиоизлучения (ИРИ).

Фазовый пеленгатор // 2519593

Изобретение может использоваться в радиоразведке, радиомониторинге, при поиске специальных электронных устройств перехвата информации для определения местоположения источника радиоизлучения (ИРИ).

Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления // 2518428

Предлагаемые способ и устройство относятся к области радиоэлектроники и могут быть использованы для определения координат источников излучения сложных сигналов с комбинированной фазой и частотной манипуляциями (ФМн-ЧМн), размещенных на борту летательного аппарата (самолет, вертолет, дирижабль, зонд и т.п.), и определения их параметров.

Дальномерно-разностно-дальномерный способ определения координат местоположения источников радиоизлучения и реализующее его устройство // 2510038

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к системам радиоконтроля для определения координат местоположения источников радиоизлучения (ИРИ). Достигаемый технический результат - снижение аппаратных затрат.

Акустооптический интерферометр // 2504731

Изобретение относится к области радиотехники и касается акустооптического интерферометра. Акустооптический интерферометр состоит из антенной решетки, источника когерентного излучения, коллиматора, акустооптического модулятора с четырьмя пьезопреобразователями, фурье-линзы, матричного фотоприемника и цифрового процессора.

Фазовый пеленгатор // 2579757

Изобретение относится к радиолокационной технике, а именно к пассивной радиолокации, и может быть использовано для определения пеленга на источник радиоизлучения фазовым методом. Достигаемый технический результат - создание широкополосного пассивного фазового пеленгатора с минимизацией количества применяемых однотипных элементов. Указанный результат достигается за счет того, что фазовый пеленгатор содержит N+M антенн, два коммутатора, два усилителя, К первых частотных полосовых фильтра, К вторых частотных полосовых фильтра, К амплитудных детекторов, К фазовых дискриминаторов, вычислитель, узел синхронизации и управления. Перечисленные средства определенным образом соединены между собой. 1 ил.

Фазовая радионавигационная система // 2582068

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обеспечения навигации и геодезической привязки надводных стационарных и подвижных объектов. Технический результат - обеспечение высокой точности определения координат, достигаемый за счет исключения ошибок определения направления на i-ю наземную приемопередающую станцию (НС) с бортовой приемопередающей станции (БС) при определении приближенных координат БС. Фазовая радионавигационная система содержит не менее двух наземных и бортовой приемопередающих станций, антенный переключатель, три приемника, три усилителя-ограничителя, три фазовых детектора и вычислительный блок, которые в совокупности позволяют определить направления с бортовой станции до каждой наземной станции и вычислить полные значения фаз принятых сигналов при любой ориентации бортовой стации и в любой точке рабочей зоны системы, по полным значениям фаз сигналов определяются высокоточные координаты бортовой станции в различных режимах работы системы. 9 ил.

Способ определения угла прихода радиоволн // 2584968

Способ повышения точности определения угла прихода радиоволн относится к области техники электрических измерений и может быть использован при исследовании распространения радиоволн на открытых трассах. Цель изобретения - достижение высокой точности измерений угла прихода радиоволн. Новым в способе повышения точности определения угла прихода радиоволн является первоначальное генерирование высокочастотных колебаний с первой частотой в первом канале интерферометра и колебаний со второй частотой во втором канале интерферометра. Высокочастотные колебания излучают через антенны интерферометра в направлении третьей антенны, где их принимают, трансформируют по частоте и переизлучают в обратном направлении. В каналах интерферометра эти высокочастотные колебания вторично принимают и смешивают с исходными колебаниями. При этом измеряют разность фаз комбинационных низкочастотных составляющих и запоминают ее. На втором этапе в первом канале интерферометра генерируют высокочастотные колебания со второй частотой, а во втором канале интерферометра генерируют колебания с первой частотой. Вновь измеряют разность фаз комбинационных низкочастотных составляющих и берут среднее арифметическое текущей измеренной разности фаз и запомненной ранее. По полученной среднеарифметической разности фаз определяют угол прихода радиоволн с высокой точностью.

Адаптивный способ пассивной радиолокации // 2593149

Изобретение относится к пассивной радиолокации и может быть использовано в двух- и многопозиционных измерительных комплексах для определения координат местоположения источников радиоизлучения (ИРИ). Достигаемый технический результат - повышение точности определения местоположения ИРИ и расширение рабочей зоны измерительного комплекса при адаптивном способе пассивной радиолокации на базе двухпозиционного измерительного комплекса (ДИК). Способ заключается в измерении с приемных позиций ДИК угловых координат и мощности излучения ИРИ, определении временной задержки прихода волнового фронта излучения ИРИ на позиции комплекса. Далее применяют параллельно триангуляционный, угломерно-разностно-дальномерный и угломерно-мощностной методы для определения координат местоположения ИРИ. Для каждого из методов определяют значение дисперсии дальности до ИРИ, затем сравнивают эти значения и выбирают те значения координат местоположения ИРИ, которые соответствуют наименьшему значению дисперсии. При равных значениях дисперсии используют правило нахождения среднего арифметического для значений одноименных координат, получаемых двумя или тремя методами. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления // 2598648

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в комплексах определения местоположения источников радиоизлучения (ИРИ). Достигаемый технический результат - повышение точности результатов пеленгования по углу места в круговом азимутальном секторе. Указанный результат достигается за счет того, что осуществляют прием радиосигнала с помощью трех идентичных осесимметричных антенн, образующих эквидистантную кольцевую антенную решетку, производят измерение разностей фаз и амплитуд разностных сигналов, принятых парами антенн, амплитуд сигналов, принятых антеннами, и разностей фаз между разностными сигналами, с использованием которых оценивают азимут и параметры достоверности результатов пеленгования ИРИ, затем оценивают угол места ИРИ с использованием полученных разностей фаз между разностными сигналами, дополнительно формируют среднее значение амплитуд сигналов, принятых выбранной парой антенн, и дополнительно оценивают угол места ИРИ с использованием полученных амплитуд разностных сигналов, принятых парами антенн, и среднего значения амплитуд сигналов, принятых выбранной парой антенн. Радиопеленгатор, реализующий способ, содержит три антенны, три радиоприемных блока, три блока измерения разности фаз, три блока формирования разностных сигналов, вычислители коэффициента однозначности пеленгования, шумового порогового коэффициента, квадратурной составляющей помехового сигнала, погрешности оценки азимута и азимутального порогового коэффициента, блоки формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, определения разности фаз между разностными сигналами и определения азимута, амплитудный и фазовый вычислители азимута, компаратор и генератор управляющих сигналов, а также - блок формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, датчик параметров вычислений и вычислитель угла места, выполненные с возможностью дополнительной оценки угла места ИРИ с использованием амплитуд разностных сигналов, принятых парами антенн, и среднего значения амплитуд сигналов, принятых выбранной парой антенн. 2 н.п. ф-лы, 30 ил.

Способ пространственной обработки радиосигналов // 2599257

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах пеленгования узкополосных сигналов с известными несущей частотой, в том числе в радиолокации, радионавигации, связи. Достигаемый технический результат - сужение основного лепестка характеристики угловой направленности, формируемой на выходе системы пеленгования, повышение углового разрешения принимаемых сигналов. Указанный результат достигается за счет того, что способ пространственной обработки сигналов заключается в приеме с помощью фазированной антенной решетки с плоским прямоугольным раскрывом, имеющим размеры X×Y, сигнала с плоским волновым фронтом, приходящего с направления (αс,βс), определяемого углами пеленгования α, β, отсчитываемыми в прямоугольной системе координат с осями, ориентированными вдоль сторон раскрыва, от нормали к раскрыву, восстановленной из опорной точки, находящейся в одном из углов раскрыва, его согласованной пространственной фильтрации и квадратурного детектирования суммы напряжений всех приемных элементов после их фильтрации, отличающийся тем, что для обработки напряжения, снимаемого с каждого приемного элемента решетки, используют по четыре канала с выполнением в них одинаковых для данного приемного элемента операций согласованной пространственной фильтрации, причем в трех каналах в обрабатываемые в них напряжения дополнительно вводят фазовые сдвиги, равные: kX(sin(α)-sin(αc)) - для одного канала, kY(sin(β)-sin(βc)) - для другого канала, kX(sin(α)-sin(αc))+kY(sin(β)-sin(βc)) - для третьего канала, где k=2π/λ, λ - длина волны принимаемого сигнала. 9 ил.

Разностно-дальномерный способ и наземно-космическая система измерения пространственных координат летательных аппаратов по сигналам радиоизлучения их бортового радиоэлектронного оборудования // 2599984

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в разностно-дальномерных системах измерения пространственных координат летательных аппаратов. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения координат летательного аппарата (ЛА) с одновременным расширением класса обслуживаемого бортового радиоэлектронного оборудования (БРО) ЛА как с импульсным, так и с непрерывным радиоизлучением. Указанный результат достигается тем, что частотную разведку и прием радиоизлучения БРО ЛА ведут радиоприемниками с низкоорбитальных космических аппаратов (КА). Принятые излучения преобразуют в цифровую форму и ретранслируют их совместно с текущими значениями пространственных координат КА с их борта по цифровой линии радиосвязи на наземную станцию обработки сигналов БРО ЛА. На наземной станции измеряют центральную частоту спектра сканирования радиосигналов ЛА, рассчитывают максимально возможное значение полосы доплеровского сдвига ее при встречном движении ЛА и КА. В найденной полосе частот с шагом единицы килогерц производят взаимную корреляционную обработку принятых радиосигналов ЛА одновременно двумя квадратурными каналами по каждой паре сигналов из группы радиосигналов ЛА. Сравнивают на каждом шаге численное значение взаимной корреляционной функции сигналов с пороговым значением и моменты превышения ее порогового значения принимают за истинное значение временного сдвига радиосигналов ЛА относительно текущих местоположений каждого КА. Далее измеренные корреляционным методом относительные задержки излучений БРО ЛА используют для высокоточного расчета пространственных координат ЛА разностно-дальномерным методом. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Широкополосная фазоразностная локальная радионавигационная система // 2602432

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации. Достигаемый технический результат - повышение помехозащищенности системы и повышение точности определения координат объекта навигации. Указанный результат достигается за счет того, что система содержит размещенные на объекте навигации опорный кварцевый генератор, делитель частоты, генератор двоичной псевдослучайной последовательности, два синтезатора частоты, два фазовых модулятора, два усилителя высокочастотных сигналов, общая передающая антенна, три приемника, три приемных антенны, установленные в опорных радионавигационных точках с известными координатами, три измерительных канала (каналы формирования разностной частоты), три фазовых детектора, три аналого-цифровых преобразователя и вычислитель координат объекта навигации, при этом каждый из измерительных каналов содержит балансный смеситель, узкополосный фильтр, усилитель-ограничитель и резонансный усилитель. Перечисленные средства определенным образом соединены между собой. 2 ил.

Фазоразностная радионавигационная система с широкополосным сигналом // 2602506

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации. Достигаемый технический результат - расширение области пространства, в пределах которой возможно однозначное определение координат объекта навигации с заданной точностью, повышение помехозащищенности системы. Указанный результат достигается за счет того, что система содержит размещенные на объекте навигации опорный кварцевый генератор, два синтезатора частоты, сумматор, первый делитель частоты, генератор псевдослучайной последовательности импульсов, передатчик высокочастотных сигналов, состоящий из фазового модулятора и усилителя, расположенные в опорных точках с известными координатами три приемника излученных с объекта навигации сигналов, три измерительных канала (каналы формирования разностной частоты), каждый из которых содержит последовательно включенные балансный смеситель, узкополосный фильтр, усилитель-ограничитель, резонансный усилитель, размещенные в центральном пункте обработки второй, третий и четвертый делители частоты, шесть фазовых детекторов, шесть аналого-цифровых преобразователей, вычислитель координат объекта навигации. Перечисленные средства определенным образом соединены между собой. 5 ил.

Способ измерения углов в фазовых многошкальных угломерных системах и устройство, его реализующее // 2603971

Изобретение относится к радиолокации, радионавигации и может быть использовано в радиотехнических комплексах, определяющих параметры движения контролируемых летательных аппаратов на основе фазового метода измерений. Достигаемый технический результат - снижение количества антенн, используемых для определения азимута и угла места. Указанный результат достигается за счет того, что способ измерения углов в фазовых многошкальных угломерных системах заключается в приеме сигнала от передатчика, расположенного на борту летательного аппарата, на несколько пар приемных антенн, расположенных на наземном приемно-регистрирующем объекте, измерении разности фаз пришедших сигналов на каждую пару антенн и определении направляющего косинуса угла прихода волны, при этом излучают с борта летательного аппарата две и более масштабных частот, производят прием излученных масштабных частот на две пары приемных антенн, расположенных на расстоянии, соответствующем точной шкале измерения угла, и расположенных перпендикулярно друг к другу, производят измерение фаз по всем масштабным частотам, преобразуют измеренное значение фазы в величину расстояния, соответствующего задержке прихода волны на одну из антенн по каждой базе, где база - это расстояние между антеннами в одной паре, раскрывают неоднозначность измерения расстояния с помощью масштабных шкал, образованных масштабными частотами, последовательно начиная с грубой шкалы, преобразуют точное значение расстояния в направляющие косинусы угла прихода волны. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.