Способ определения расстояния до неподвижного источника излучения движущимся пеленгатором

Изобретение относится к методам определения расстояния с использованием пеленгатора, размещенного на носителе, выполняющего движение в направлении источника радиоизлучения, в интересах снижения погрешности определения координат. Достигаемый технический результат – снижение погрешности определения расстояния до неподвижного источника радиоизлучения с подвижного объекта, оснащенного пеленгатором. Указанный результат достигается за счет того, что способ определения расстояния до неподвижного источника излучения движущимся пеленгатором основан на последовательном выполнении угловых маневров носителем пеленгатора с отворотом от источника излучения и определении расстояния до него, дополнительно угловой маневр совершают при постоянном угле пеленгации α через промежутки времени Ti, где , N - число измерений, измеряют изменения курсового угла ϕi носителя пеленгатора, движущегося со скоростью V, и определяют расстояние до источника излучения по формуле . 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к методам определения расстояния с использованием пеленгатора, размещенного на носителе, выполняющего движение в направлении источника радиоизлучения.

Известен способ определения расстояния до источника радиоизлучения при пеленгации его из двух разнесенных пунктов [Ю.П. Мельников, С.В. Попов. Радиотехническая разведка. Методы оценки эффективности местоопределения источников излучения. М.: Радиотехника, 2008. 432 с.: ил., стр. 11-14]. Определение расстояния до неподвижного источника излучения осуществляется путем пеленгации его с подвижного летательного аппарата из двух точек, расположенных на известном удалении друг от друга, за счет решения задачи определения сторон треугольника по двум углам и основанию. Недостатком способа является необходимость выполнения прямолинейного полета не на объект, а мимо него на довольно большом удалении с большими углами пеленгации (α>50°), и низкая точность определения координат источника излучения (σD≈(1,1÷1,8)⋅D⋅σα, где D - расстояние до объекта по линии траверза, σα - среднеквадратическая погрешность пеленгации).

Известен способ определения расстояния до источника радиоизлучения путем многократной его пеленгации и обработки результатов измерений с использованием методов наименьших квадратов поправок углов и весовых коэффициентов [Ю.П. Мельников, С.В. Попов. Радиотехническая разведка. Методы оценки эффективности местоопределения источников излучения. М.: Радиотехника, 2008. 432 с.: ил., стр. 14-25]. За время прямолинейного пролета района разведки пеленгатор многократно определяет направление на источник излучения через известные интервалы времени. Результаты измерений обрабатываются с использованием методов наименьших квадратов поправок углов или весовых коэффициентов для снижения погрешности определения координат. Недостатком способа является необходимость выполнения прямолинейного полета не на объект излучения, а мимо него на довольно большом удалении продолжительное время с углами пеленгации 30°>α>120°. При этом потенциальная точность определения координат источника излучения составляет σD≈(0,7÷1,5)⋅D⋅σα по причине принятых допущений: в методе наименьших квадратов - положение опорной точки совпадает с положением неподвижного объекта; в весовом методе - весовые коэффициенты известны.

Наиболее близким по сущности и достигаемому эффекту (прототипом) является кинематический способ определения расстояния до неподвижного источника радиоизлучения с подвижного летательного аппарата [Ю.П. Мельников, С.В. Попов. Радиотехническая разведка. Методы оценки эффективности местоопределения источников излучения. М.: Радиотехника, 2008. 432 с.: ил., стр. 158-163. Защита радиолокационных систем от помех. Под ред. Канащенкова А.И. и Меркулова В.И. М.: Радиотехника, 2003. 416 c.; ил. стр. 320-322, 343-345]. Способ заключается в последовательном выполнении угловых маневров летательным аппаратом и нахождении расстояния до неподвижного объекта радиоизлучения как отношение скорости пеленгатора к угловой скорости линии визирования. При этом для нахождения величины угловой скорости используются результаты измерений пеленгов. Недостатком способа является необходимость организации движения летательного аппарата, на котором установлен пеленгатор, таким образом, чтобы он все время двигался с ускорением и с отворотом от объекта. При этом на некоторых этапах слежения (пеленгации) объект пеленгации не вполне наблюдаем (малая угловая скорость). Поэтому требуется выполнять несколько этапов выполнения маневра для достижения приемлемых точностей определения расстояния до неподвижного объекта. Величина ошибки определения расстояния даже с использованием дополнительного дифференциально-доплеровского метода составляет σD≈(0,04÷0,20)⋅D для углов пеленга α=60°÷30°, соответственно, и среднеквадратической погрешности пеленгации σα=2°, где D - расстояние до объекта.

Техническим результатом изобретения является снижение погрешности определения расстояния до неподвижного источника радиоизлучения с подвижного объекта, оснащенного пеленгатором, путем выполнения сближения его с источником под постоянным углом пеленгации, измерения величины изменения курсового угла подвижного объекта и по результатам измеренных значений изменения курсового угла определение и затем уточнение расстояния до неподвижного объекта.

Указанный результат достигается тем, что в способе определения расстояния до неподвижного источника излучения движущимся пеленгатором, основанном на последовательном выполнении угловых маневров носителем пеленгатора с отворотом от источника излучения и определении расстояния до него, согласно изобретению угловой маневр совершают при постоянном угле пеленгации α через промежутки времени Ti, где , N - число измерений, измеряют изменения курсового угла ϕi носителя пеленгатора, движущегося со скоростью V, и определяют расстояние до источника излучения по формуле .

Сущность изобретения представлена на фиг. 1, на которой показана схема расположения неподвижного источника излучения и траектория сближения носителя пеленгатора, движущегося с постоянным углом пеленгации к источнику излучения. При этом путь представляет собой логарифмическую спираль. На фиг. 1 обозначены: α - угол пеленгации источника излучения; ϕi - изменение курсового угла носителя пеленгатора между точками i-1 и i; Di - расстояние от носителя пеленгатора до источника излучения в i-й точке траектории; VP, Vi - векторы скорости носителя пеленгатора в точке Р (это может быть точка начала движения с постоянным углом пеленгации α после обнаружения (пеленгации) источника излучения) и в i-й точке соответственно.

Известно [И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. Справочник по математике. Для инженеров и учащихся ВТУзов. М.: Наука, 1980. 976 с., стр. 184-185], что удаление тела, движущегося по логарифмической спирали к ее центру, изменяется по закону Di=Di-1⋅exp(-ctg(α)⋅ϕi), где ϕi - угол, образованный прямыми, соединяющими центр спирали с точками спирали Di-1 и Di. При этом пройденный путь составляет . Выразим Di-1 из второй формулы и подставим в первую формулу. После незначительных преобразований получим выражение . Из геометрии, представленной на фиг. 1, следует, что угол ϕi также соответствует углу между касательными прямыми к спирали в точках i-1 и i (углу между векторами скорости в i-1 и i точках), то есть полученная формула позволяет определять расстояние до источника излучения по изменению курсового угла носителя пеленгатора.

Способ определения расстояния до неподвижного источника излучения движущимся пеленгатором осуществляется по следующему алгоритму:

1. Носитель пеленгатора осуществляет движение в направлении источника излучения до его обнаружения (пеленгации). Обнаружение и измерение пеленга источника излучения в зависимости от типа излучения и его диапазона могут быть осуществлены соответствующими пеленгаторами. Например, радиоизлучение может быть обнаружено, и определен пеленг на его источник с использованием станции непосредственной радиотехнической разведки [http://www.ckba.net/main.php].

2. Носитель пеленгатора разворачивается таким образом, чтобы между вектором скорости носителя и направлением на источник излучения был заданный угол (угол пеленгации α), и продолжает дальнейшее движение с выдерживанием заданного угла пеленгации.

3. Через промежутки времени Тi на борту носителя измеряют изменения курсового угла носителя ϕi и осуществляют определение расстояния до источника излучения. Изменение курсового угла может быть измерено с использованием существующих навигационных систем, например системой спутниковой навигации GPS или ГЛОНАС [old.glonass-portal.ru/catalog/glonass/navigation/plane].

Было осуществлено имитационное моделирование сближения носителя пеленгатора с источником излучения и получена статистическая зависимость среднеквадратической ошибки измеренного расстояния δD/D до источника излучения от расстояния до него. Зависимость получена при следующих допущениях:

скорость носителя пеленгатора V=150 м/с;

начальная дальность обнаружения источника излучения 50 км;

угол пеленгации α=60° измеряется пеленгатором со среднеквадратической погрешностью σα=2°;

значения курсового угла и скорости носителя измеряются без ошибки.

На фиг. 2 представлены зависимости среднеквадратической ошибки измеренного расстояния до источника излучения от расстояния до него способа прототипа (штриховая линия) и предлагаемого способа, полученные с использованием имитационной модели (сплошная линия). Из фиг. 2 видно, что среднеквадратическая ошибка определения расстояния до источника излучения с использованием предлагаемого способа снижается в 1,3-1,9 раза.

Изложенные сведения свидетельствуют о возможности снижения погрешности определения расстояния до неподвижного излучающего объекта с носителя, оснащенного пеленгатором, путем сближения с постоянным углом пеленгации.

Кроме того, достоинством предложенного способа от способа-прототипа является простота его реализации.

Таким образом, заявленный способ определения расстояния до неподвижного источника излучения движущимся носителем пеленгатора обеспечивает снижение погрешности определения расстояния до источника с носителя, выполняющего сближение с источником под постоянным углом пеленгации.

Предлагаемое решение соответствует критерию «промышленная применимость», так как совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его существования.

Способ определения расстояния до неподвижного источника излучения движущимся пеленгатором, основанный на последовательном выполнении угловых маневров носителем пеленгатора с отворотом от источника излучения и определении расстояния до него, отличающийся тем, что угловой маневр совершают при постоянном угле пеленгации α через промежутки времени Ti, где , N - число измерений, измеряют изменения курсового угла ϕi носителя пеленгатора, движущегося со скоростью V, и определяют расстояние до источника излучения по формуле .



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиолокации и может использоваться в обзорных радиолокационных станциях для пеленгации постановщиков активных помех (ПАП). Достигаемый технический результат - уменьшение количества ложных пеленгов ПАП.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах определения направления на источник излучения узкополосных радиосигналов с известной несущей частотой, в том числе в радиолокации, радионавигации, связи.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в информационно-измерительных средствах и системах, работающих в режимах активной пеленгации локализованных объектов, на фоне распределенных в пространстве помех.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для оперативного контроля параметров подводного шума плавсредства с помощью гидроакустического рабочего средства измерений (РСИ) с самого плавсредства.

Группа изобретений относится к радиопеленгации и может использоваться для определения пеленга источников радиоизлучения (ИРИ) сложных сигналов в условиях наклона антенны относительно плоскости пеленгования.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для оперативного контроля параметров подводного шума плавсредства с помощью гидроакустического рабочего средства измерений (РСИ) с самого плавсредства.

Изобретения относятся к технике радиомониторинга радиоэлектронного оборудования в контролируемой зоне и может использоваться для выявления местоположения несанкционированно установленных в этой зоне радиоэлектронных устройств (НУОЭУ).

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Технический результат - обеспечение частотной и пространственной селекции источников сигналов.

Изобретения относятся к области гидроакустики и могут быть использованы для оперативного контроля подводного шума плавсредства в натурных условиях. Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретений, является получение возможности контроля с помощью выбрасываемого забортного гидроакустического средства измерений (РСИ) параметров шума в режиме стабилизации плавсредства без его хода.

Изобретение предназначено для использования в пилотажно-навигационных системах ориентации летательного аппарата при заходе на посадку по приборам. Способ измерения угла тангажа и радионавигационная система для его реализации заключаются в том, что из точки с известными координатами излучают горизонтально линейно-поляризованные электромагнитные волны, вектор напряженности электрического поля которых находится в горизонтальной плоскости.

Изобретение относится к методам определения дальности с использованием пеленгатора, размещенного на носителе, выполняющего движение в направлении источника радиоизлучения, в интересах снижения погрешности определения координат. Достигаемый технический результат – снижение погрешности определения дальности до неподвижного источника радиоизлучения с подвижного объекта, оснащенного пеленгатором. Указанный результат достигается за счет того, что способ определения дальности до неподвижного источника излучения движущимся пеленгатором основан на последовательном выполнении угловых маневров носителем пеленгатора с отворотом от источника излучения и определении дальности до него, дополнительно угловой маневр совершают при постоянном угле пеленгации α, при этом измеряют пройденный путь L0 и изменение курсового угла ϕ0 носителя пеленгатора и по их значениям рассчитывают начальную дальность до источника излучения по формуле , по мере сближения измеряют изменения курсового угла ϕi носителя пеленгатора и уточняют дальность до источника излучения по формуле , где , N - число измерений. 2 ил.

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к способу определения координат летательного аппарата (ЛА) относительно взлетно-посадочной полосы (ВПП) радиотехнической системой посадки летательного аппарата (ЛА), и может быть использовано для обеспечения посадки на необорудованных аэродромах и вертолетных площадках, в комплексе с другими посадочными системами, в качестве резервной посадочной системы. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности высокоточного определения положения ЛА относительно ВПП, повышение безопасности полета и посадки самолетов. Способ определения координат ЛА относительно ВПП включает излучение с наземного пункта высокочастотных сигналов, измерение курсовых углов наземного источника радиоизлучения. Во время захода на посадку ЛА с помощью бортовой радиолокационной станции (БРЛС) производят пеленгацию источника радиоизлучения (измерение курсового угла KUR и угла места, μм) радиолокационной системы посадки (РСП) или БРЛС другого ЛА, стоящего на земле, в полученном таким образом направлении производят измерение дальности путем излучения с борта ЛА запросного сигнала, отличающегося от запросного сигнала наземного источника радиоизлучения несущей частотой (и/или поляризацией), получив место ЛА относительно РСП или БРЛС стоящего на земле другого ЛА в виде курсового угла, угла места и дальности, по известному курсу полета, курсу посадки и известному расположению наземного источника радиоизлучения относительно ВПП определяют положение ЛА относительно ВПП, то есть относительную высоту полета Н, боковое уклонение Z, горизонтальную дальность до ВПП X. Сигнал пеленгуемого источника радиоизлучения (РСП или БРЛС стоящего на земле ЛА) содержит информацию о направлении излучения и времени излучения сигнала. Измерения дальности производят методом активной радиолокации, при котором запросным является сигнал БРЛС заходящего на посадку ЛА, а РСП или БРЛС другого ЛА, стоящего на земле, излучает ответный сигнал. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к пассивной радиолокации и может быть использовано в двух- и многопозиционных измерительных комплексах для определения пространственных координат местоположения источников радиоизлучения (ИРИ). Достигаемый технический результат - определение пространственных координат местоположения ИРИ, наблюдаемого под малыми углами места, с высокой точностью. Указанный результат достигается за счет того, что способ осуществляют на базе пассивного двухпозиционного измерительного комплекса., при этом на двух приемных позициях комплекса измеряют мощности излучения ИРИ и на одной из них - угловые координаты ИРИ для одного момента времени. Далее проводят совместную обработку угловых и энергетических измерений и получают пространственные координаты местоположения ИРИ с учетом влияния подстилающей поверхности на результаты энергетических измерений, причем, если ИРИ находится на большой дальности, то учитывают также и кривизну Земли. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к методам определения расстояния с использованием пеленгатора, размещенного на носителе, выполняющего движение в направлении источника радиоизлучения, в интересах снижения погрешности определения координат. Достигаемый технический результат – снижение погрешности определения расстояния до неподвижного источника радиоизлучения с подвижного объекта, оснащенного пеленгатором. Указанный результат достигается за счет того, что способ определения расстояния до неподвижного источника излучения движущимся пеленгатором основан на последовательном выполнении угловых маневров носителем пеленгатора с отворотом от источника излучения и определении расстояния до него, дополнительно угловой маневр совершают при постоянном угле пеленгации α через промежутки времени Ti, где, N - число измерений, измеряют изменения курсового угла ϕi носителя пеленгатора, движущегося со скоростью V, и определяют расстояние до источника излучения по формуле. 2 ил.

Наверх