Способ измерения расстояния между бортовой и наземной приёмопередающими станциями



Способ измерения расстояния между бортовой и наземной приёмопередающими станциями
Способ измерения расстояния между бортовой и наземной приёмопередающими станциями
Способ измерения расстояния между бортовой и наземной приёмопередающими станциями
Способ измерения расстояния между бортовой и наземной приёмопередающими станциями
Способ измерения расстояния между бортовой и наземной приёмопередающими станциями

 


Владельцы патента RU 2587471:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к способам измерения расстояния и может быть использовано в радионавигации и радиолокации. Достигаемый технический результат изобретения - сокращение времени и повышение точности измерения расстояния между бортовой и наземной приемопередающими станциями. Указанный результат достигается за счет того, что способ измерения расстояния между бортовой и наземной приемопередающими станциями представляет собой циклическую передачу и прием суммарных сигналов. Каждый суммарный сигнал состоит из сигнала основной частоты и, по крайней мере, одного из сигналов дополнительной частоты. Каждую из операций с суммарными сигналами на любой из станций - передачу, прием, измерение фазового сдвига - выполняют одновременно. Величина расстояния пропорциональна разности фазовых сдвигов для максимальной метрической частоты. В расчете используют метод устранения многозначности фазовых отсчетов. 3 ил.

 

Изобретение относится к радиодальномерным способам измерения расстояния и может быть использовано в радионавигации и радиолокации.

В описании изобретения используются следующие сокращения:

АП - антенный переключатель; РНП - радионавигационные параметры;
БС - бортовая станция; РНС - радионавигационная система;
ГОЧ - генератор опорных частот; СЧ - синтезатор частот;
КФ - коммутатор - формирователь; ФД - фазовый детектор;
НС - наземная станция; ФРНС - фазовая радионавигационная
ПЧ - промежуточная частота; система;
РБ - решающий блок; ФС - фазовый сдвиг.
РМ - радиомаяк;

Известны сверхдлинноволновые ФРНС, например, ФРНС «Омега» [Радиотехнические системы: Учебн. для вузов по спец. «Радиотехника» / Ю.П. Гришин, B.П. Ипатов, Ю.М. Казаринов и др.; под ред. Ю.М. Казаринова. - М.: Высш. шк., 1990. - C. 283-285], в которых используется последовательное во времени излучение сигналов основной и дополнительных частот опорными РМ.

Недостатком последовательного во времени излучения сигналов основной и дополнительной частот является увеличение времени излучения сигнала одной станции при увеличении числа излучаемых частот, что может потребоваться, например, при необходимости расширения диапазона однозначных отсчетов дальностей либо для повышения достоверности разрешения многозначности при воздействии случайной погрешности фазовых измерений.

Прототипом изобретения является способ измерения расстояния между НС и БС приемопередающими станциями, реализованный в дальномерной системе [Патент РФ на изобретение 2076333. Дальномерная система с измерением фазы радиосигнала].

Известный способ включает циклическую передачу и прием сигналов между БС и НС. Передача с БС на НС представляет собой трансляцию сигналов; передача с НС на БС, соответственно - ретрансляцию. Трансляцию и ретрансляцию выполняют идентично - передают последовательно во времени сигнал основной частоты и сигналы дополнительных частот. Принимают сигналы на НС и на БС также идентично, следующим образом: последовательно во времени принимают сигналы, преобразуют частоту полученных сигналов на БС и на НС посредством соответствующих гетеродинов, получают сигналы промежуточной частоты. При помощи соответствующих ФД обеих станций измеряют ФС сигналов основной частоты - переданных с сохранением в памяти станции и принятых, и аналогично измеряют ФС сигналов дополнительной частоты. Вычисляют разность между каждым ФС сигнала основной частоты и соответствующим ФС сигнала дополнительной частоты. Выполняют устранение многозначности фазовых отсчетов. Вычисляют расстояние между БС и НС.

Недостатком прототипа является использование последовательного во времени излучения сигналов, что увеличивает время трансляции и ретрансляции сигналов за счет использования повторяющихся во времени излучений частот, кроме того, время излучения сигналов станции увеличивается за счет необходимости введения защитных интервалов (пауз) между радиоимпульсами сигналов разных частот.

Другим недостатком является излучение сигналов разных частот в разное время, из-за чего измеренные БС фазовые сдвиги относятся к разным моментам времени, что при движении объекта требует необходимости пересчета этих результатов к одному моменту времени. Такой пересчет требует знания скорости и направления движения объекта в течение интервала измерений и усложняет выполнение радионавигационных измерений. При необходимости увеличения диапазона однозначных измерений РНС либо при необходимости повышения вероятности правильного разрешения многозначности требуется введение дополнительных метрических частот (грубых шкал), что при последовательном методе передачи сигналов разных частот приведет к необходимости дополнительного увеличения времени, отводимого на излучение сигнала каждой из станций.

Задачей изобретения является сокращение времени и повышение точности измерения расстояния между бортовой и наземной приемопередающими станциями.

Задача решается тем, что в способе измерения расстояния между БС и НС приемопередающими станциями, включающем циклическую передачу и прием станциями сигналов основной частоты и сигналов дополнительных частот, измерение на каждой станции ФС принятых сигналов основной частоты и ФС принятых сигналов дополнительных частот с использованием сформированной гетеродином ПЧ, вычисление величин разности между каждым ФС сигнала основной частоты и соответствующими ФС сигналов дополнительных частот, вычисление величины расстояния между станциями, пропорциональной полной разности ФС для максимальной метрической частоты при устранении многозначности фазовых отсчетов, согласно изобретению формируют суммарные сигналы, каждый из которых состоит из сигнала основной частоты и, по крайней мере, одного из сигналов дополнительной частоты, и каждую из операций с суммарными сигналами - передачу, прием, измерение ФС на любой из станций - выполняют одновременно.

Расстояние между БС и НС вычисляют по формуле:

где R - расстояние между станциями, м;

ΔФn - значение полной разности ФС для максимальной метрической частоты, выраженное в фазовых циклах (один фазовый цикл соответствует ФС, равному 2π радиан);

λn - длина волны, соответствующая сигналу с максимальной метрической частотой, м.

Расстояние между станциями R представляет собой двойное расстояние, т.е. расстояние трансляции и ретрансляции сигналов от БС до НС и обратно до БС.

Под полной разностью ФС понимается значение разности ФС, выраженное в фазовых циклах, найденное с учетом использования известного метода устранения многозначности фазовых измерений.

Техническим результатом изобретения является формирование и работа приемопередающих станций с суммарными сигналами - прием, передача, измерение фазовых сдвигов, а также режим одновременности при выполнении процессов с суммарными сигналами в пределах каждого из указанных процессов, что обусловливает сокращение времени передачи и приема сигналов станциями РНС, уменьшение погрешностей измерения фазовых сдвигов за счет увеличения времени накопления сигналов станций, исключение необходимости приведения результатов измерений фазовых сдвигов к одному моменту времени, снижение сложности вычислений и, в целом, сокращение времени и повышение точности измерения расстояния.

Изобретение поясняется следующими графическими материалами.

- фиг. 1 - временная диаграмма, иллюстрирующая порядок излучения БС и НС в рабочем цикле системы определения расстояния, реализующей предложенный способ;

- фиг. 2 - структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ;

- фиг. 3 - структурная схема блока фазовых детекторов для устройства измерения расстояния, реализующего предложенный способ.

Способ осуществляют следующим образом. Общий режим работы устройства - непрерывный циклический, при этом каждая из станций - БС и НС - работает поочередно в двух режимах «передача» и «прием». Передача БС - трансляция, передача НС - ретрансляция. Общее время «передачи» БС составляет интервал времени трансляции Tm, в остальное время БС работает на «прием» сигналов. Общее время «передачи» НС 2 составляет интервал времени ретрансляции Тр, в остальное время НС, так же как и БС, работает на «прием» сигналов. Временная диаграмма, иллюстрирующая порядок излучения БС и НС в рабочем цикле системы определения расстояния, представлена на фиг. 1.

Используют устройство измерения расстояния (далее по тексту - устройство). Структурная схема устройства приведена на фиг. 2. Устройство состоит из бортовой станции (БС) 1 и наземной станции (НС) 2. Каждая из указанных станций состоит из передатчика сигналов, переключателя антенного, приемника сигналов, блока фазовых детекторов, блока вычислительного, синтезатора частот, генератора опорной частоты, коммутатора-формирователя и антенны. Кроме того, БС оснащена индикатором, а НС - фазовращателем.

Структура БС 1. Передатчик сигналов 31, переключатель антенный 41, приемник сигналов 51, блок фазовых детекторов 61, блок вычислительный 71, синтезатор частот 81 соединены последовательно. Соединения следующих элементов выполнены параллельно: выходы синтезатора частот 81 - с передатчиком 31, приемником сигналов 51, коммутатором-формирователем 101, блоком фазовых детекторов 61; выходы вычислительного блока 71 - с коммутатором-формирователем 101, индикатором 12; выход генератора опорной частоты 91 - с синтезатором частот 81, коммутатором-формирователем 101; выходы коммутатора-формирователя 101 - с синтезатором частот 81, с управляющим входом передатчика 31, блоком фазовых детекторов 61, антенным переключателем 411; антенный переключатель 41 - с антенной 111.

Структура НС 2. Подобно БС 1, соединены последовательно: передатчик сигналов 32, переключатель антенный 42, приемник сигналов 52, блок фазовых детекторов 62, блок вычислительный 72, синтезатор частот 82, фазовращатель 13; соединены параллельно: выход фазовращателя 13 с передатчиком 32; выход блока вычислительного 72 с фазовращателем 13 и генератором опорной частоты 92; выходы синтезатора частот 82 с входами приемника 52 и блока фазовых детекторов 62; выход генератора опорной частоты 92 с синтезатором частот 82, коммутатором-формирователем 102; выходы коммутатора-формирователя 102 с управляющим входом передатчика 32, блоком фазовых детекторов 62, антенным переключателем 42, соединенным с антенной 112.

Блок n+1 фазовых детекторов (ФД) 6 каждой из обеих станций состоит из последовательно соединенных блока перемножения 141 и интегратора 161, из последовательно соединенных блока перемножения 142 и интегратора 162, соединенных с блоком расчета фазы 17, выход которого соединен с входом вычислительного блока 7, а также фазовращателя 15. Блок ФД выполняет ортогональную дискретную обработку принятых сигналов. Структурная схема блока фазовых детекторов приведена на фиг. 3.

Цикл выполняют в течение времени Тц. Каждый цикл состоит из формирования управляющих сигналов для блоков СЧ 8 и КФ 10 в соответствии с временной диаграммой для интервалов времени трансляции Tm и ретрансляции Тр (фиг. 1). По окончании трансляции сигнала БС 1 вычислительный блок 71 переходит в режим приема суммарного сигнала НС 2. Подстраивают частоты ГОЧ БС 1 по отношению к сигналу принимаемой НС 2. Обеспечивают подстройку частоты ГОЧ 91 под частоту ГОЧ 92 принимаемой НС 2, что исключает погрешность измерения ФС, вызванную частотным рассогласованием сигналов БС 1 и НС 2.

Режим «передача» БС 1. Формируют непрерывные гармонические сигналы частотой f в генераторе 91 опорной частоты. Подают указанные сигналы на коммутатор-формирователь 101 и синтезатор частот 82. На выходе синтезатора получают основной сигнал с частотой f0 и n дополнительных сигналов с частотами f1, f2, …, fn. Сигналы подают на передатчик 31, получают суммарный сигнал, усиливают его до необходимой величины, формируют выходной сигнал длительностью Tm. Выходной сигнал подают на антенный переключатель, далее - на антенну и излучают в пространство.

Режим «прием» НС 2. Антенна 112 НС 2 принимает суммарный сигнал с частотами f0, f1, f2, …, fn. Сигнал поступает на АП 42, затем на приемник 52. В приемнике 52 сигнал фильтруют, усиливают и переносят на ПЧ, используя частоту гетеродина fГ, формируемую в синтезаторе частот 82, таким образом, чтобы выполнялись соотношения:

где fПР0, fПР1, …, fПРn - n+1 ПЧ.

Из приемника 52 преобразованный сигнал подают на блок ФД 62, где измеряют ФС Δφ0, Δφl, Δφ2, …, Δφn на каждой опорной частоте fПР0, fПР1, …, fПРn, подают в вычислительный блок 72. Вычисляют разность φ10=Δφ10; φ20=Δφ20; …, φn0=Δφn0, запоминают.

Режим «передача» НС 2. В передатчике 32 формируют суммарный сигнал с частотами f0, f1, f2, …, fn. Частотой и фазой излучаемого сигнала управляют посредством вычислительного блока 72 через блоки СЧ частот 82 и фазовращателя 13, а также при помощи управляющих сигналов от коммутатора-формирователя 102 соответственно.

Для сигнала с частотой f0 фазовращатель 13 вычислительным блоком 72 устанавливают в исходное (нулевое) состояние, при этом фаза сигнала с частотой f0 становится равной фазе ГОЧ 92, а для сигналов дополнительных частот f1, f2, …, fi, устанавливают фазовые сдвиги равные Δφ1, Δφ2, …, Δφn. Усиливают суммарный сигнал посредством передатчика 32 и подают на антенный переключатель 42, а затем на приемопередающую антенну 112. Суммарный сигнал ретранслируют в пространство приемопередающей антенной 112 в течение интервала времени ретрансляции Тр.

Режим «прием» БС. Приемо-передающая антенна 111 БС 1 принимает суммарный сигнал, который поступает на антенный переключатель 41, а затем - на первый вход приемника 51 БС 1. В приемнике 51 сигнал фильтруют, усиливают и переносят на промежуточные частоты, используя частоту гетеродина fГ, которая поступает на второй вход приемника 51 от синтезатора частот 81, таким образом, чтобы выполнялись соотношения (1). Сформированные сигналы с частотами fПР0, fПР1, …, fПРn подают в блок ФД 61. Блок ФД 61 обеспечивает одновременное измерение ФС на каждой опорной частоте Δψ0, Δψ1, Δψ2, …, Δψn. Подают в вычислительный блок 71 полученные в блоке ФД 61 фазовые сдвиги. В вычислительном блоке производят расчет разности ФС ψ10=Δψ10; ψ20=Δψ20; …; ψn0=Δψn0. Запоминают полученные разности ФС Δψ10, Δψ20, …, Δψn0. Выполняют устранение многозначности.

Рассчитывают величину расстояния, представляющую собой двойное расстояние, т.е. расстояние трансляции и ретрансляции сигналов от БС 1 до НС 2 и обратно до БС 1.

где R - расстояние между станциями, м;

ΔФ′n - значение полной разности ФС для максимальной метрической частоты, выраженное в фазовых циклах (1 фазовый цикл соответствует ФС, равному 2π радиан); под полной разностью ФС понимается значение разности ФС, найденное с учетом устранения многозначности фазовых измерений;

λn - длина волны, соответствующая сигналу с максимальной метрической частотой, м.

Значение величины измеренного расстояния, выраженное в м, отображается на индикаторе 12.

С наступлением нового интервала Tm цикл измерения расстояния повторяется. На практике частоты f0, f1, f2, …, fn выбирают таким образом, чтобы выполнялись соотношения:

где Fn - частота точной ступени (рабочая частота устройства); F1, F2, …, Fn-1 - частоты грубых шкал. Частоты Fl, F2, F3, …, Fn также называются метрическими.

Работа блока фазовых детекторов 6 каждой из станций.

Суммарный сигнал SΣ(t,fПР) (полученный как сумма сигналов промежуточных частот) от передатчика 5 подают на первый вход блоков перемножения 141 и 142. Основной сигнал с синтезатора частот 8 SОП(t,fПРi) (i=0, …, n) подают на второй вход блока перемножения 141 и на фазовращатель 15, выход которого соединен со вторым входом блока перемножения 142. В фазовращателе 15 формируют сигнал, сдвинутый относительно исходного основного сигнала на 90°. Сигнал управления от коммутатора-формирователя 10 подают на вторые входы интеграторов 161 и 162, которые задают длительность интегрирования сигналов, поступаемых с выходов блоков перемножения 141 и 142. Блоки перемножения 141, 142 и интеграторы 161 и 162 определяют оценку корреляционных интегралов Ас и As, накопленных за время трансляции либо ретрансляции сигналов (Tm или Тр). Информация от интеграторов 161 и 162 поступает в блок расчета фазы 17, который выполняет оценку фазовых сдвигов на n+1 промежуточных частотах fПР0, fПР1, …, fПРn Δφ0, Δφ1, …, Δφn на НС 2 (Δψ0, Δψ1, …, Δψn на БС 1) в соответствии с выражением:

Полученные значения ФС на n+1 промежуточных частотах fПР0, fПР1, …, fПРn поступают в вычислительный блок 7 для дальнейшего расчета.

1) Поскольку измерения ФС осуществляется независимо по сигналу, принятому антенной БС 1 111, то в вычислительный блок БС 1 71 из блока ФД 61 поступают значения ФС, пропорциональные расстоянию от БС 1 до НС 2. В вычислительном блоке 7 для процедуры нахождения целого числа длин волн, укладывающихся в отсчетном значении радионавигационных параметров, с целью устранения многозначности измеренных значений ФС, для каждой частоты применен известный метод пересчета измерений (МПИ) [например, Разрешение неоднозначности в информационно-измерительных многошкальных приборах и системах / В.А. Пономарев и др. - СПб.: Изд. ВИКУ, 2001. - 164 с.]. Определяют значение полного ФС с учетом неоднозначности Ni на максимальной метрической частоте Fn путем последовательного перехода от более грубых шкал устранения многозначности к точным ступеням в следующем порядке:

где i=1, …, n - номер текущей шкалы; n - общее число шкал; знак [.] означает операцию выделения целой части числа; λi - длина волны сигнала на текущей шкале; Δφi - значение измеренного ФС на i-й шкале, выраженное в фазовых циклах; i-1 - номер предыдущей шкалы с длиной волны λi-1; - значение ФС, полученного на предыдущей шкале; Ni - значение целочисленной неоднозначности для i-й шкалы; - значение полного ФС с учетом устранения многозначности, содержащее в себе целую часть, равную числу периодов метрической частоты текущей шкалы, укладывающихся в измеренном значении радионавигационных параметров.

Ведут вычисления в следующей последовательности.

Длины волн в (5) определяют по значениям метрических частот как

где i=1, …, n - номер метрической частоты, c - значение скорости распространения радиосигналов.

где Fi - значение метрической частоты на текущей шкале, Fi-1 - значение метрической частоты на предыдущей шкале.

где Ri - значение расстояния между БС 1 и НС 2 в м, ΔФ′i - значение полной разности ФС сигналов на текущей шкале метрической частоты, выраженное в фазовых циклах; λn - длина волны, соответствующая сигналу на текущей шкале метрической частоты, м.

При расчете значений Ri в вычислительном блоке 7 для каждой из частот f1, …, fn, используется двойное расстояние.

Исходя из того, что точность определения расстояния возрастает с уменьшением длины волны, на которой выполняются измерения ФС, целесообразно в качестве измеренного значения расстояния брать значение, полученное на максимальной метрической частоте Fn, длина волны которой минимальна.

Расстояние между БС 1 и НС 2 определяют согласно формуле:

Для одновременного измерения ФС на n+1 промежуточных частотах fПР0, fПР1, …, fПРn используют блок n+1 параллельно работающих фазовых детекторов, которые выполняют ортогональную дискретную обработку принятых сигналов.

Работа вычислительного блока:

1. Работа вычислительного блока 71 БС 1:

а) осуществляют ввод исходных данных: метрических частот F1, …, Fn, а также скорости распространения сигнала в атмосфере с. Выполняют циклическое повторение остальных шагов алгоритма с периодом, соответствующим длительности рабочего цикла РНС Тц;

б) формируют управляющие сигналы для синтезатора частот 81 и коммутатора-формирователя 101 для излучения суммарного сигнала БС 1 в течение интервала трансляции Tm в режиме «передача» БС 1;

в) формируют управляющие сигналы для синтезатора частот 81 и коммутатора - формирователя 101 для приема суммарного сигнала от НС 2 по окончании интервала трансляции Tm, в режиме «приема» БС 1. Принимают и запоминают измеренные блоком фазовых детекторов 61 значения ФС Δψ0, Δψ1, Δψ2, …, Δψn. Вычисляют разности ФС ψ10=Δψ10; ψ20=Δψ20; …; ψn0=Δψn0 на частотах РНС F1, …, Fn. Выполняют цикл устранения многозначности на каждой метрической частоте F1, …, Fn путем вычисления Ni (7) и полного ФС (4);

г) вычисляют расстояние между БС 1 и НС 2 по формуле (9) с использованием значений (полного ФС на наивысшей метрической частоте) и введенной ранее скорости распространения сигнала с вычислительным блоком 71. Передают значения измеренного расстояния на индикатор 12.

2. Работа вычислительного блока 72 НС 2:

а) осуществляют ввод исходных данных: метрических частот F1, …, Fn, скорости распространения сигнала в атмосфере с и кода подстройки частоты ГОЧ по умолчанию. НС 2 ведет поиск суммарного сигнала БС 1 по времени прихода. В случае успешного поиска сигналов БС 1 НС 2 выполняет синхронизацию временного формата приема суммарного сигнала БС 1 путем сдвига времени включения управляющих сигналов коммутатора-формирователя НС 2 102 с заданным шагом. При достижении заданной точности синхронизации в вычислительном блоке 72 выполняют циклическое повторение остальных шагов алгоритма с периодом, соответствующим длительности рабочего цикла РНС Тц;

б) подстраивают частоты ГОЧ 92 под частоту ГОЧ 91 БС 1 в режиме «приема» НС 2 (вычислительный блок 72 выдает в блок 92 код подстройки частоты ГОЧ НС 2 92 в соответствии с измеренным ранее отклонением частоты ГОЧ НС 2 по отношению к БС 1), что исключает погрешность измерения ФС, вызванную частотным рассогласованием сигналов БС 1 и НС 2. Формируют управляющие сигналы для синтезатора частот 81 и коммутатора-формирователя 101 для приема суммарного сигнала от БС 1. Блоком фазовых детекторов 62 измеряют ФС Δφ0, Δφl, Δφ2, …, Δφn сигнала БС 1. Вычислительный блок 12 вычисляет разности ФС φ10=Δφ10; φ20=Δφ20; …, φn0=Δφn0 на метрических частотах F1, …, Fn;

в) ретранслируют передатчиком 32 суммарный сигнал в соответствии с временной диаграммой, представленной на фиг. 1, по наступлению интервала ретрансляции Тр в режиме «передача» НС 2. При этом вычислительный блок 72 управляет синтезатором частот 82, коммутатором-формирователем 102 и фазовращателем 13, ФС которого при излучении суммарного сигнала для дополнительных частот f1, f2, …, fn устанавливается равным значению фазовых сдвигов БС 1, измеренных НС 2, а для основной частоты f0 фазовращатель устанавливается в нулевое положение.

В течение интервала Тр НС 2 излучает суммарный сигнал, при этом фаза вспомогательных сигналов равна фазе принятых сигналов в течение интервала Tm от БС 1, а фаза основного сигнала равна фазе генератора опорных частот 92.

Пример.

Фазовая радионавигационная система «Крабик-БМ». Расчет, показывающий энергетическую эффективность использования суммарного сигнала по сравнению с последовательным излучением сигнала разных частот.

В ФРНС «Крабик-БМ» время излучения τ каждой из частот f0, f1, …, f5 составляет примерно 2,1 мс. При расчетах, с целью упрощения, примем, что амплитуда последовательно излучаемых сигналов равна 1 В. По определению, энергия сигнала в виде радиоимпульса определяется как:

где А - амплитуда излучаемого сигнала, τ - время излучения сигнала.

Следовательно, энергия каждого из радиоимпульсов при последовательном излучении сигнала разных частот (используется в ФРНС «Крабик-БМ» и в прототипе) будет равна:

При излучении суммарного сигнала время излучения τ будет составлять 31,25 мс. Вследствие того, что происходит излучение одновременно шести частот f0, f1, …, f5, амплитуда сигнала каждой из частот уменьшится и составит . С учетом выражения (10) энергия сигнала одной частоты при одновременном излучении сигналов всех частот (предлагаемый способ) будет равна:

Следовательно, при сохранении интервала времени, требуемого на излучение сигналов каждой из станций (БС или НС), способ измерения расстояние между бортовой и наземной приемопередающими станциями, в котором используется излучение суммарного сигнала, представляющего собой сумму сигналов с частотами f0, f1, f2, …, fn, будет энергетически эффективней в использовании, примерно в 2,5 раза, по сравнению с последовательным излучением сигнала в строго определенные промежутки времени, которое используется в прототипе и в системе «Крабик-БМ».

Энергетическая эффективность использования суммарного сигнала позволяет при сохранении времени излучения сигнала одной станции добиться повышения точности измерения ФС и, следовательно, измеряемого расстояния, по сравнению с прототипом.

Кроме того, использование предложенного способа позволяет:

- уменьшить интервал времени, требуемого на излучение сигналов бортовых и наземных станций РНС, либо, при сохранении значения заданного интервала времени - уменьшить погрешность измерения фазовых сдвигов за счет увеличения времени накопления сигналов станций;

- исключить необходимость приведения результатов измерений ФС к одному моменту времени.

Способ измерения расстояния между бортовой и наземной приемопередающими станциями, включающий циклическую передачу и прием станциями сигналов основной частоты и дополнительных частот, измерение на каждой станции фазовых сдвигов принятых сигналов основной частоты и фазовых сдвигов принятых сигналов дополнительных частот с использованием сформированной гетеродином промежуточной частоты, вычисление величин разности между каждым фазовым сдвигом сигнала основной частоты и соответствующими фазовыми сдвигами сигналов дополнительных частот, вычисление величины расстояния между станциями, пропорциональной разности фазовых сдвигов для максимальной метрической частоты при устранении многозначности фазовых отсчетов, при этом метрическими частотами являются частоты F1=f1-f0, F2=f2-f0, …, Fn=fn-f0, где f0 - частота основного сигнала, f1, f2, …, fn - частоты дополнительных сигналов, отличающийся тем, что формируют суммарные сигналы, каждый из которых состоит из сигнала основной частоты и, по крайней мере, одного из сигналов дополнительной частоты, и каждую из операций с суммарными сигналами - передачу, прием, измерение фазовых сдвигов на любой из станций - выполняют одновременно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к геофизике и предназначен для мониторинга окружающей среды, обеспечения радиосвязи и навигации, геодезических измерений, информационного обеспечения сельского хозяйства и здравоохранения.

Изобретение относится к области спутниковой навигации и может быть использовано для определения ионосферной задержки распространения сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с помощью навигационной аппаратуры потребителей глобальной навигационной спутниковой системы, работающей на одной частоте.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании измерительных систем в геодезии. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании высокоточных измерительных систем в геодезии и радионавигации. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного определения координат подвижных объектов. .

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для измерения расстояний и скорости движущихся объектов. .
Наверх