Способ определения местоположения объекта навигации

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 точности определения координат объекта навигации. Указанный результат достигается за счет того, сто способ основан на излучении объектом навигации высокочастотного гармонического сигнала, приеме его в нескольких опорных радионавигационных точках с известными координатами, при этом с объекта навигации в течение заданного интервала времени дополнительно излучают второй высокочастотный гармонический сигнал, частота которого отличается от частоты первого высокочастотного гармонического сигнала на заданную величину, в каждой из опорных радионавигационных точек принимают этот сигнал наряду с первым, формируют из принятых сигналов сигналы разностной частоты, передают сформированные сигналы в центральный пункт обработки, где измеряют разности фаз сигналов разностной частоты, полученных из разных опорных точек, а результаты этих измерений фиксируют, все описанные действия начиная с излучения второго высокочастотного гармонического сигнала повторяют, изменив частоту второго гармонического высокочастотного сигнала таким образом, чтобы новая разностная частота увеличилась примерно на порядок, интервал же времени, в течение которого частота второго гармонического сигнала остается постоянной, выбирают достаточным для измерения разности фаз сигналов разностных частот, полученных из опорных радионавигационных точек, по окончании измерений все зафиксированные величины разностей фаз пересчитывают в координаты объекта навигации с учетом взаимного расположения центрального пункта обработки и опорных радионавигационных точек. 2 ил.

 

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации.

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 пункт обработки и измерении задержек между принятыми сигналами.

Ретрансляция сигналов на центральный пункт обработки 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 и формировании там из принятых сигналов сигналов разностной частоты.

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

Причинами, препятствующими достижению в способе-прототипе технического результата, обеспечиваемого изобретением, являются следующие.

Первой причиной, препятствующей обеспечению в способе-прототипе технического результата, обеспечиваемого изобретением, является необходимость непрерывного излучения 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. Указанные обстоятельства снижают помехозащищенность устройств, реализующих способ.

Второй причиной, препятствующей достижению в способе-прототипе технического результата, обеспечиваемого изобретением, является то обстоятельство, что координаты неподвижного передатчика всегда определяются с некоторой погрешностью, что в конечном итоге приводит к снижению точности измерения координат объекта навигации.

Третьей причиной, препятствующей обеспечению в способе-прототипе технического результата, обеспечиваемого изобретением, являются небольшие размеры области пространства, в пределах которой возможно однозначное определение координат объекта навигации с высокой точностью. Размеры этой области пространства в способе-прототипе ограничены зоной, в которой расстояния между объектом навигации и каждой из опорных радионавигационных точек должны разниться между собой не более чем на половину длины волны сигнала частоты, равной разности частот СВЧ-сигналов, излучаемых объектом навигации и передатчиком, установленным в неподвижной точке.

Техническими задачами, на решение которых направлено изобретение, являются повышение помехозащищенности устройств, реализующих предлагаемый способ, повышение точности определения координат объекта навигации и расширение области пространства, в пределах которой возможно однозначное определение координат объекта навигации без снижения точности.

Для достижения указанного технического результата в известном способе определения местоположения объекта навигации, заключающемся в излучении объектом навигации высокочастотного гармонического сигнала, приеме его в нескольких опорных радионавигационных точках с известными координатами, с объекта навигации в течение заданного интервала времени дополнительно излучают второй высокочастотный гармонический сигнал, частота которого отличается от частоты первого высокочастотного гармонического сигнала на заданную величину, в каждой из опорных радионавигационных точек принимают этот сигнал наряду с первым, формируют из принятых сигналов сигналы разностной частоты, передают сформированные сигналы в центральный пункт обработки, где измеряют разности фаз сигналов разностной частоты, полученных из разных опорных точек, а результаты этих измерений фиксируют, все описанные действия начиная с излучения второго высокочастотного гармонического сигнала повторяют, изменив частоту второго гармонического высокочастотного сигнала таким образом, чтобы новая разностная частота увеличилась примерно на порядок, интервал же времени, в течение которого частота второго гармонического сигнала остается постоянной, выбирают достаточным для измерения разности фаз сигналов разностных частот, полученных из разных опорных радионавигационных точек, по окончании измерений все зафиксированные величины разностей фаз пересчитывают в координаты объекта навигации с учетом взаимного расположения центрального пункта обработки и опорных радионавигационных точек.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых приведены:

- на фиг. 1 - взаимное положение объекта навигации и трех опорных радионавигационных точек в прямоугольной системе координат 0XY;

- на фиг. 2 - зона однозначного определения координат объекта навигации в привязке к этим точкам.

Функционирование способа поясняется фиг.1, на которой показаны мобильный объект (МО) навигации, находящийся в точке с неизвестными координатами ХМО и YМО, опорные радионавигационные точки ОРТ1, ОРТ2 и ОРТ3, расположенные в точках с известными координатами X1 и Y1, X2 и Y2 и X3 и Y3 соответственно, а также центральный пункт обработки (ЦПО), расстояния от которого до точек ОРТ1, ОРТ2 и ОРТ3 равны соответственно R1, R2 и R3. Там же показаны расстояния D1, D2, D3 между объектом навигации и опорными радионавигационными точками.

С объекта навигации излучают в направлении точек ОРТ1, ОРТ2 и ОРТ3 сигнал SMO(t), представляющий собой сумму двух гармонических высокочастотных сигналов с частотами ω1 и ω2:

.

Эти сигналы излучают в течение промежутка времени, достаточного для осуществления фазовых измерений этих сигналов (эти измерения осуществляют в ЦПО, подробнее об этом будет сказано ниже). Указанные сигналы имеют амплитуды А и начальные случайные фазы φ1 и φ2.

Излучаемый МО сигнал принимается в точках ОРТ1, ОРТ2 и ОРТ3, удаленных от объекта навигации на расстояния D1, D2 и D3 соответственно. Принимаемые в указанных точках сигналы S1(t), S2(f) и S3(t) имеют следующий вид:

;

,

,

где C=2,9979·108 м/с - скорость распространения радиоволн в атмосфере.

В каждой из опорных радионавигационных точек из принятого сигнала Si(t) , представляющего собой сумму двух высокочастотных гармонических сигналов с частотами ω1 и ω2, формируют сигналы с разностной частотой (частотой биений):

,

,

.

Эти сигналы различаются амплитудами и фазами, которые определяются расстояниями D1, D2 и D3 соответственно. Сформированные сигналы разностной частоты по проводным каналам передают в ЦПО. Таким образом, в ЦПО принимают три следующих сигнала:

1) сигнал, поступивший из ОРТ1:

,

где C1 - скорость распространения гармонического сигнала по проводному каналу.

Он отличается от сигнала SOPT1(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 ОРТ2:

.

Он отличается от сигнала SOPT2(t) амплитудой и дополнительным фазовым сдвигом , который обусловлен прохождением расстояния R2, разделяющего ОРТ2 и ЦПО.

Этот сигнал аналогично можно представить в виде:

,

где ;

3) сигнал, поступивший из ОРТ3:

.

Он отличается от сигнала SОРТ3(t) амплитудой и дополнительным фазовым сдвигом , который обусловлен прохождением расстояния R3, разделяющего ОРТ3 и ЦПО.

Этот сигнал также можно записать в виде:

,

где .

В ЦПО измеряют разность фаз Δψ2121 сигналов SЦ2(t) и SЦ1(t) и разность фаз Δψ2323 сигналов SЦ2(t) и SЦ3(t):

Как следует из этих выражений, разности фаз Δψ21 и Δψ23 не зависят от начальных фаз излучаемых МО сигналов φ1 и φ2.

Вторые слагаемые и в уравнениях для разностей фаз Δψ21 и Δψ23 представляют собой фазовые набеги сигналов разностной частоты при их распространении из опорных радионавигационных точек к ЦПО. Они не зависят от пространственного положения объекта навигации и полностью определяются лишь расположением ЦПО относительно точек ОРТ1, ОРТ2 и ОРТ3. Эти величины можно рассчитать заранее.

Разность фаз Δψ21 измеряется в ЦПО для того, чтобы потом определить разность дальностей D2-D1. Если из измеряемой разности фаз Δψ21 вычесть рассчитываемый фазовый набег , то оставшаяся часть разности фаз Δψ21 будет связана с разностью дальностей D2-D1 прямой пропорциональной зависимостью.

Аналогично в случае исключения из измеряемой разности фаз Δψ23 рассчитываемого фазового набега оставшаяся часть разности фаз Δψ23 будет связана прямой пропорциональной зависимостью с разностью дальностей D2-D3.

A по имеющимся величинам разностей дальностей D2-D1 и D2-D3 могут быть определены координаты объекта навигации.

Однозначное определение координат объекта навигации возможно только в той области пространства, обслуживаемой радионавигационной системой, для которой фазовые сдвиги Δψ21 и Δψ23 сигналов разностной частоты не выходят за пределы интервала [-π/2÷π/2]. Это условие выполняется, если в пределах указанной области пространства расстояния от любой ее точки до любой из опорных радионавигационных точек различаются между собой не более чем на половину длины волны λp сигнала разностной частоты ωp. Область пространства, для которой выполняется это условие, ограничена четырехугольником ABEF, сторонами которого являются линии положения АВ, EF, BE и AF (фиг. 2), уравнения которых имеют следующий вид:

;

,

где параметр L1 равен для линии AF и для линии BE, а параметр L2 равен для линии AB и для линии EF.

Для расширения области однозначного определения координат необходимо увеличивать величину λp и, следовательно, снижать величину разностной частоты ωp. Назовем эту частоту низкой и обозначим ωрн. Следует отметить, что этот путь расширения области однозначного определения координат ведет к снижению точности фазовых измерений, что автоматически приводит к снижению точности определения координат.

Для предотвращения снижения точности в предлагаемом способе фазовые измерения осуществляют на двух разностных частотах - на частоте ωрн и на высокой разностной частоте ωрв, примерно на порядок большей, чем ωрн. При этом непосредственные однозначные фазовые измерения возможны только на частоте ωрн, а на частоте ωрв результаты непосредственных фазовых измерений неоднозначны. Поэтому фактическую разность фаз ΔψФ для любых двух сигналов на частоте ωрв в разных ОРТ, определяют по формулам:

,

ΔψФ=Δψрв+2πk,

где Δψрв и Δψрн - разности фаз сигналов, измеренные на частотах ωрв и ωрн непосредственно в ЦПО;

int(x) - целая часть аргумента x.

Измеренные разности фаз и вычисленные коэффициент k и фактическая разность фаз ΔψФ определяются для каждой из пар ОРТ.

Ниже приведен алгоритм пересчета результатов фазовых измерений в координаты объекта навигации. Этот алгоритм применим для локальных навигационных систем, когда допустимо пренебречь сферичностью Земли, а скорость распространения радиоволн в зоне действия навигационной системы можно считать постоянной.

Исходными данными для расчета являются:

- разность фаз Δψрн21 сигналов, измеренная в ЦПО на частоте ωрн для радионавигационных точек ОРТ1 и ОРТ2;

- разность фаз Δψрн23 сигналов, измеренная в ЦПО на частоте ωрн для радионавигационных точек ОРТ2 и ОРТ3;

- разность фаз Δψрв21 сигналов, измеренная в ЦПО на частоте ωрв для радионавигационных точек ОРТ1 и ОРТ2;

- разность фаз Δψрв23 сигналов, измеренная в ЦПО на частоте ωрв для радионавигационных точек ОРТ2 и ОРТ3.

Кроме того, в расчете используются следующие константы:

- значение первой высокой частоты ω1;

- значение второй высокой частоты в первой половине цикла излучения ω;

- значение второй высокой частоты во второй половине цикла излучения ω;

- скорость распространения радиоволн в атмосфере C;

- скорость C1 распространения радиосигнала по проводному каналу;

- расстояние R21 между первой и второй опорными радионавигационными точками;

- расстояние R23 между третьей и второй опорными радионавигационными точками;

- расстояния R1, R2 и R3 между ЦПО и ОРТ1, ОРТ2 и ОРТ3 соответственно.

Порядок расчета следующий.

1. Вычисляются разностные частоты и .

2. Вычисляются величины

,

.

3. Вычисляются фактические разности фаз сигналов для пар точек ОРТ2-ОРТ1 и ОРТ2-ОРТ3 на частоте ωрв:

;

.

4. Решается навигационная задача - определяются координаты объекта навигации:

а) вычисляются разности расстояний от объекта навигации до опорных точек

;

.

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

б) ΔD21 и ΔD23 нормируются по длинам базовых линий и вычисляется параметр γ:

в) определяются постоянные параметры:

a2l23; b=γΔd23-Δd21,

где α21 - угол между осью и базовой линией R21;

α23 - угол между осью и базовой линией R23.

г) каким-либо из численных итерационных методов решается уравнение для вычисления угла β23 между базовой линией R23 и направлением на объект навигации:

cos(a23)-γcosβ23=b;

д) вычисляется расстояние D2 от точки ОРТ2 до объекта навигации

;

е) 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

;

.

To обстоятельство, что в предлагаемом способе частоту второго высокочастотного гармонического сигнала, а вместе с ней и разностную частоту (частоту биений) изменяют, позволяет сделать вывод, что предлагаемый способ позволяет значительно расширить область пространства, в которой возможно однозначное определение координат объекта навигации по сравнению с прототипом и одновременно не ухудшить точность их измерения.

В предлагаемом способе для такого расширения достаточно выбрать частоту ωрн достаточно низкой, а частоту ωрв достаточно высокой.

Для примера на фиг. 2 показаны две заштрихованные области пространства, ограниченные четырехугольниками ABEF и GNMK соответственно, в которых возможно однозначное определение координат объекта навигации. Четырехугольник ABEF соответствует частоте биений, примерно в пять раз меньшей, чем четырехугольник GNMK.

В способе-прототипе частота биений не изменяется в процессе фазовых измерений. Ее в принципе можно выбрать достаточно низкой, например равной ωрн предлагаемого способа, но она в этом случае должна оставаться такой в процессе всех фазовых измерений, а это приведет к снижению точности измерения координат, которая и без того недостаточно высока из-за погрешности определения координат неподвижного передатчика.

В предлагаемом же способе фазовые измерения осуществляются не только на частоте ωрн, а и на частоте ωрв, которая примерно на порядок выше ωрн, причем окончательные фазовые измерения осуществляются именно на этой более высокой частоте. При этом измерения на частоте ωрн используются лишь для исключения неоднозначности фазовых измерений. По сравнению с прототипом точность определения координат в предлагаемом способе не снижается, а повышается за счет исключения погрешности определения координат неподвижного передатчика.

Предлагаемый способ не требует непрерывного излучения второго высокочастотного сигнала, что исключает связанное с этим передатчиком снижение помехозащищенности устройств, реализующих способ.

Техническая реализация способа не вызывает затруднений.

В качестве примера реализации рассмотрим реализацию предлагаемого способа для построения локальной навигационной системы для 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). Для реализации системы может быть выбран диапазон частот 1200-1400 МГц. Зона действия локальной навигационной системы 5 может составлять несколько сотен метров. Формирование двух гармонических сигналов (основного и дополнительного) на объекте навигации можно реализовать на основе двух синтезаторов частоты, синхронизируемых общим опорным генератором, и сумматора. В качестве синтезаторов частоты можно применить, например, микросхемы типа ADF4360-5, в которых предусмотрена возможность изменения частоты путем подачи соответствующих цифровых кодов на входы управления и которые позволяют сформировать два высокостабильных гармонических сигнала с разносом частот от (0,1-100) МГц, в качестве опорного генератора термостабилизированный кварцевый генератор типа NT3225SA.

Для приема гармонических сигналов в опорных радионавигационных точках можно 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 с частотой среза 10 МГц.

Передачу сигналов разностной частоты из опорных радионавигационных точек в центральный приемный пункт можно реализовать по проводным каналам, либо по радиоканалам с разделением их по частоте.

Измерение разности фаз сигналов разностной частоты в центральном приемном пункте может быть реализовано с помощью фазового детектора на микросхеме SYPD-1.

Аналоговые сигналы с выхода фазового детектора подаются через аналого-цифровые преобразователи на входные порты микропроцессора типа STM, в котором реализуется решение навигационной задачи по приведенному выше алгоритму.

Способ может найти применение для построения локальной навигационной системы для 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).

Способ определения местоположения объекта навигации, заключающийся в излучении объектом навигации высокочастотного гармонического сигнала и приеме его в нескольких опорных радионавигационных точках с известными координатами, отличающийся тем, что с объекта навигации в течение заданного интервала времени дополнительно излучают второй высокочастотный гармонический сигнал, частота которого отличается от частоты первого высокочастотного гармонического сигнала на заданную величину, в каждой из опорных радионавигационных точек принимают этот сигнал наряду с первым, формируют из принятых сигналов сигналы разностной частоты, передают сформированные сигналы в центральный пункт обработки, где измеряют разности фаз сигналов разностной частоты, полученных из разных опорных точек, а результаты этих измерений фиксируют, все описанные действия начиная с излучения второго высокочастотного гармонического сигнала повторяют, изменив частоту второго гармонического высокочастотного сигнала таким образом, чтобы новая разностная частота увеличилась примерно на порядок, интервал же времени, в течение которого частота второго гармонического сигнала остается постоянной, выбирают достаточным для измерения разности фаз сигналов разностных частот, полученных из опорных радионавигационных точек, по окончании измерений все зафиксированные величины разностей фаз пересчитывают в координаты объекта навигации с учетом взаимного расположения центрального пункта обработки и опорных радионавигационных точек.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации.

Изобретение относится к устройствам ближней радиолокации и предназначено главным образом для обнаружения низколетящей сосредоточенной цели или плавательных средств на фоне сигналов, отраженных от распределенной морской поверхности и образованных облучением этой поверхности радиосигналом радиолокатора.

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к системам безопасности мостов. Технический результат - обеспечение защиты моста со стороны акватории и контроль ситуации на мостах большой протяженности.

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации.

Изобретение относится к области техники электрических измерений и может быть использовано при изучении распространения микроволн на открытых атмосферных трассах. В основу изобретения поставлена задача увеличения точности измерения флуктуации набега фаз и углов прихода микроволн, при исследовании их распространения от одной точки измерительной трассы к другой.

Способ увеличения дальности действия и увеличения точности измерения расстояния системы радиочастотной идентификации и позиционирования может быть использован, например, при идентификации управлении движением подвижных объектов. Новым в способе измерения дальности является использование в измерительной станции двух антенн круговой поляризации, работающих одна на излучение, другая на прием.

Способ увеличения дальности действия системы многоабонентной радиочастотной идентификации относится к области радиотехники и может быть использован при организации идентификации одновременно нескольких объектов. Новым в способе многоабонентной радиочастотной идентификации является включение в состав транспондеров, устанавливаемых на объектах идентификации однопортовых радиочастотных усилителей и управляемых фазовращателей проходного типа. Антеннами транспондеров радиочастотные колебания от считывающего устройства принимают и пропускают в первый раз через управляемый фазовращатель проходного типа.

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано при построении вращающихся многофункциональных радиолокационных станций (РЛС) дальнего обнаружения целей с электронным сканированием луча для обзора воздушного пространства и одновременного точного сопровождения целей.

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных, в том числе ответных, помех. Достигаемый технический результат изобретения - распознавание сигналов помехи, имитирующих цель, во всем угломестном столбце.

Изобретение относится к области радиосвязи. Техническим результатом является повышение надежности классификации движущихся транспортных средств, а также обеспечение возможности одновременно классифицировать несколько транспортных средств. В заявленном способе классификации транспортных средств (3) радиолокационный прибор (1) с угловым разрешением вырабатывает измерительные сигналы (4) с частотами, соответствующими доплеровскому сдвигу (fD), обусловленному измеряемыми транспортными средствами (3), из которых могут быть выведены радиальные дальности (RE), целевые углы (γ) и радиальные скорости. Частоты зарегистрированных измерительных сигналов (4) сохраняются как функции по времени (t) измерений, и из них формируется спектрограмма для каждого транспортного средства (3). Затем спектрограммы проверяются на области (ВВ) оценки с максимальной шириной полосы частоты. Эти области (ВВ) оценки сравниваются с областями оценки сохраненных спектрограмм для различных классов транспортных средств и соотносятся с наиболее сходными, благодаря чему классифицируются измеряемые транспортные средства (3). 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для повышения вероятности обнаружения целей. Достигаемый технический результат - снижение уровня боковых лепестков корреляционной функции для любых зондирующих сигналов при априорно неизвестных характеристиках приемо-передающего тракта. Указанный результат достигается за счет того, что радиолокационная станция содержит два постоянных запоминающих устройства, три коммутатора, синтезатор сигнала, два смесителя, усилитель мощности, направленный ответвитель, циркулятор, антенну, задающий генератор, квадратурный демодулятор, два аналого-цифровых преобразователя, мультиплексор, модуль обработки сигналов, делитель, фазовращатель, накопитель, адаптивный фильтр, перепрограммируемое запоминающее устройство, цифровую вычислительная машину, при этом перечисленные средства определенным образом соединены между собой. Указанный технический результат достигается за счет внесения предыскажений в излучаемый зондирующий сигнал посредством пропуска излучаемого сигнала через адаптивный фильтр, амплитудная и фазовая характеристики которого подбираются в специальном режиме работы радиолокационной станции. 2 ил.

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для построения обзорных радиолокационных станций с цифровыми антенными решетками. Достигаемый технический результат - уменьшение времени обзора и повышение точности измерения координат объектов. Согласно способу в каждом азимутальном положении диаграммы направленности в режиме передачи цифровая антенная решетка формирует веерную передающую диаграмму направленности в угломестной плоскости, в режиме приема принимаемые отраженные сигналы с выходов антенных элементов представляются в виде цифровых отсчетов, из которых путем взвешенного суммирования формируется приемная многолучевая в угломестной плоскости диаграмма направленности с лучами игольчатой формы, при этом соседние лучи перекрываются по уровню половинной мощности, при обнаружения объектов, измерении их дальности и угломестной координаты используется моноимпульсный метод обработки сигналов каждой из соседних пар приемных лучей, при этом азимутальной координатой обнаруженных объектов является текущее азимутальное положение диаграммы направленности. 4 ил.

Изобретение относится к локационным способам и средствам измерения глубин морских акваторий с помощью эхолотов. Способ определения расстояния от объекта до источника электромагнитного поля путем излучения электромагнитного поля звукового диапазона в направлении дна, приема отраженного сигнала, измерения промежутка времени между моментом излучения до момента приема сигнала и вычисления по полученным результатам глубины посредством эхолота, в котором дополнительно измеряют скорость звука в диапазоне 1400-1600 м/с, с разрешением 0,001 м/с на горизонте установки излучателя и приемной антенны, а также на n-горизонтах по глубине в фиксированных точках, включая придонный горизонт, посредством профилографа скорости звука, установленного на автономном аппарате типа «SONOBOT», при этом также измеряют температуру воды, гидростатическое давление в диапазоне 10, 50, 100, 300 и 600 бар и электропроводность в тех же фиксированных точках, в которых измеряют скорость звука. Эхолот для осуществления способа определения глубин в точке облучения дна, содержащий излучатель, приемник для приема отраженного от дна сигнала, измеритель длительности, опорный генератор и вычислитель с регистратором, при этом выходы излучателя, приемника и опорного генератора подключены к входам измерителя длительности, выход которого подключен к вычислителю, антенна приемника эхолота подключена к измерителю длительности, снабженному дискриминатором особых точек сигнала, а частотой опорного генератора управляют в зависимости от измеряемой глубины и требуемой точности ее измерений, дополнительно содержит блок выработки поправок на скорость звука на n-горизонтах с учетом гидростатического давления, температуры, электропроводности и солености на n-горизонтах. Техническим результатом является повышение достоверности измерения глубин посредством эхолота. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационным измерениям, и может быть использовано при создании радиолокационных измерительных комплексов. Достигаемый технический результат - повышение точности оценки радиолокационных характеристик (РЛХ) объекта. Указанный результат достигается за счет того, что устройство содержит передатчик, приемник, поворотную платформу с объектом измерений, N-элементную передающую антенну, М-элементную приемную антенну, привод приемной антенны, блок оценки РЛХ, блок компенсации паразитных сигналов, переключатель элементов передающей антенны, переключатель элементов приемной антенны, при этом перечисленные средства соединены между собой определенным образом, а передатчик и приемник выполнены Р-канальными по частоте с возможностью выбора р-й частоты. 2 ил.

Изобретение относится к системе взимания платы за проезд. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности контроля проезжающих транспортных средств за счет размещения антенной системы вдоль продольного направления контролирующего транспортного средства. Контролирующее транспортное средство (9) для системы (1) взимания платы за проезд содержит по меньшей мере один приемопередатчик (12, 21, 22) стандарта DSRC и по меньшей мере две антенные системы (13, 14, 19), разнесенные друг от друга на расстояние (а) вдоль продольного направления контролирующего транспортного средства (9), для опроса одного и того же проезжающего бортового устройства (7). 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных системах с зондирующими сигналами, кодированными по фазе (фазокодоманипулированными сигналами), для измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта за счет устранения влияния боковых лепестков сигналов, сжатых согласованными фильтрами, а также за счет устранения влияния взаимно корреляционных составляющих, обусловленных прохождением сигналов через несогласованные фильтры. Технический результат достигается тем, что в способе измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта при зондировании на одной несущей частоте на ортогональных поляризациях одновременно излучают соответствующие ортогональные по структуре радиосигналы, затем принимают одновременно все ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, выходные радиосигналы каждого соответствующего по поляризации канала приемника подают на фильтры, каждый из которых согласован с одним из излученных радиосигналов, измерение осуществляют за два или более периода зондирования, при этом в качестве излучаемых радиосигналов на ортогональных поляризациях используют пару сигналов, кодированных дополнительными последовательностями, которые изменяют от периода к периоду зондирования таким образом, что обе дополнительные последовательности разворачиваются, а одна из них кроме этого инвертируется, затем сжатые согласованными фильтрами в каждом из периодов зондирования радиосигналы объединяют и по параметрам объединенных радиосигналов определяют соответствующие элементы поляризационной матрицы рассеяния объекта. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для построения обзорных радиолокационных станций с цифровыми антенными решетками. Достигаемый технический результат - уменьшение времени обзора и повышение точности измерения координат объектов. Согласно способу, в каждом азимутальном положении диаграммы направленности в режиме передачи цифровая антенная решетка формирует веерную передающую диаграмму направленности в угломестной плоскости, в режиме приема принимаемые отраженные сигналы с выходов антенных элементов представляются в виде цифровых отсчетов, из которых путем взвешенного суммирования формируется приемная многолучевая в угломестной плоскости диаграмма направленности с лучами игольчатой формы, при этом соседние лучи перекрываются по уровню половинной мощности, при обнаружении объектов, измерении их дальности и угломестной координаты используется моноимпульсный метод обработки сигналов каждой из соседних пар приемных лучей, при этом азимутальной координатой обнаруженных объектов является текущее азимутальное положение диаграммы направленности. При вращении антенной системы поддерживают постоянство азимутального положения передающей и приемной диаграмм направленности путем их электронного сканирования в направлении, противоположном ходу вращения антенной системы, до тех пор, пока угловой сдвиг антенной не достигнет величины Δθобз., после чего осуществляют скачкообразное перемещение передающей и приемной диаграмм направленности путем их электронного сканирования в следующее азимутальное положение, отличающееся от предыдущего на угол Δθобз. по ходу вращения антенной системы. 4 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС), в которых в качестве антенны используется активная фазированная антенная решетка. Достигаемый технический результат - одновременное осуществление приема и излучения зондирующего сигнала на разных угловых позициях путем раздельной перестройки диаграммы направленности антенны (ДНА) на прием и передачу. Указанный результат достигается за счет того, что формируют передающую и приемную диаграммы направленности антенны, излучают зондирующие сигналы в виде пачки импульсов, принимают отраженные от целей импульсы, при этом на время излучения зондирующих импульсов запирают приемные каналы приемо-передающих модулей активной фазированной антенной решетки, при этом приемную и передающую ДНА формируют независимо друг от друга активной фазированной антенной решеткой, а после излучения зондирующих импульсов перемещают передающую ДНА в следующую угловую позицию, а приемную ДНА оставляют на предыдущей угловой позиции до момента приема всех отраженных от цели импульсов излученной пачки, после чего перемещают приемную ДНА в следующую угловую позицию, повторяют описанную последовательность действий для необходимого количества угловых позиций. 1 ил.

Изобретение относится к способам обработки сверхширокополосных сигналов (СШС) с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) в радио и акустических системах локации, навигации и связи при наличии искажений этих сигналов за счет нелинейности фазочастотных характеристик приемопередающих трактов и канала распространения. Технический результат состоит в осуществлении компенсации фазовых искажений ЛЧМ. Для этого принятый входной сигнал сначала умножают на опорный сигнал, согласованный с сигналом передатчика, с образованием двух квадратурных каналов, затем в каждом квадратурном канале всех N дальностных каналов осуществляют обработку, согласованную с пачками из подымпульсов, формируя матрицу комплексных сигналов в виде двух квадратурных составляющих и далее, исходя из матрицы S, осуществляют оценку фазовых искажений Δψko в каждом подымпульсе и эти поправки вносят в соответствующие по номеру сигнала подымпульсов всех каналов, которые затем в каждом дальностном канале суммируют, формируя результирующие N комплексных выборок выходного сигнала. 6 з.п. ф-лы, 19 ил.

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 точности определения координат объекта навигации. Указанный результат достигается за счет того, сто способ основан на излучении объектом навигации высокочастотного гармонического сигнала, приеме его в нескольких опорных радионавигационных точках с известными координатами, при этом с объекта навигации в течение заданного интервала времени дополнительно излучают второй высокочастотный гармонический сигнал, частота которого отличается от частоты первого высокочастотного гармонического сигнала на заданную величину, в каждой из опорных радионавигационных точек принимают этот сигнал наряду с первым, формируют из принятых сигналов сигналы разностной частоты, передают сформированные сигналы в центральный пункт обработки, где измеряют разности фаз сигналов разностной частоты, полученных из разных опорных точек, а результаты этих измерений фиксируют, все описанные действия начиная с излучения второго высокочастотного гармонического сигнала повторяют, изменив частоту второго гармонического высокочастотного сигнала таким образом, чтобы новая разностная частота увеличилась примерно на порядок, интервал же времени, в течение которого частота второго гармонического сигнала остается постоянной, выбирают достаточным для измерения разности фаз сигналов разностных частот, полученных из опорных радионавигационных точек, по окончании измерений все зафиксированные величины разностей фаз пересчитывают в координаты объекта навигации с учетом взаимного расположения центрального пункта обработки и опорных радионавигационных точек. 2 ил.

Наверх