Способ охранного мониторинга двух лежащих рядом дорог

Изобретение относится к способам дистанционного охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях применения однопозиционного радиоволнового средства обнаружения (СО) для сигнализационного прикрытия двух лежащих рядом дорог. Способ заключается в развертывании СО на участке дорог, где они лежат к друг другу под углом 20 градусов и более и на расстоянии, не превышающем 80% от максимально возможной длины ЗО СО, так, чтобы его ЗО пересекала обе дороги; в ориентировании оси ЗО к одной дороге под прямым углом, к другой дороге - под углом, отличным от прямого; выдаче сигнала тревоги СО в случае пересечения нарушителем его ЗО; анализе доплеровской добавки частоты отраженного сигнала на выходе схемы обработки сигналов СО в течение всего времени нахождения нарушителя в его ЗО; последующем применении алгоритма определения направления движения нарушителя по наличию положительной или отрицательной доплеровской добавки частоты отраженного сигнала с учетом схемы развертывания средства обнаружения только по дороге, к которой ось зоны обнаружения ориентируется под углом, отличным от прямого; определении направлений движения по дороге, к которой ось зоны обнаружения ориентирована под прямым углом, попарно, по наличию знакопеременной доплеровской добавки частоты отраженного сигнала. Способ включает подготовительный этап с развертыванием по разработанной схеме СО и основной этап, который начинается с момента попадания нарушителя в ЗО СО, в течение которого он обнаруживается и определяется направление его движения. Технический результат состоит в повышении точности указания направления движения обнаруженного нарушителя (из четырех возможных направлений движения два определяются раздельно, два - попарно) с применением только одного однопозиционного радиоволнового средства обнаружения. 12 ил.

 

Изобретение относится к способам дистанционного охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях применения однопозиционного радиоволнового средства обнаружения (СО) для сигнализационного прикрытия двух лежащих рядом дорог.

Как правило, маршрут своего движения нарушитель строит с учетом существующей на местности сети дорог. Во многом успех задержания нарушителя зависит от знания силами реагирования направления его движения, поэтому сигнализационному прикрытию дорог уделяется значительное внимание [1, 2]. На местности часто встречается такой элемент дорожной сети, как участок с двумя лежащими рядом дорогами [3]. Движение нарушителя на этом элементе дорожной сети возможно в четырех направлениях: АС, СА, BD, DB (фиг. 1). Для охранного мониторинга дорог могут применяться однопозиционные радиоволновые средства обнаружения (СО). Как правило, такие СО имеют зону обнаружения (ЗО) протяженностью до 80 метров [4].

Известен способ охранного мониторинга двух лежащих рядом дорог, заключающийся в развертывании одного СО на участке местности, где расстояние между дорогами не превышает 80% от максимальной длины ЗО СО, таким образом, чтобы его ЗО пересекала обе дороги; выдачи сигнала тревоги СО в случае пересечения нарушителем его ЗО; анализе знака доплеровской добавки частоты отраженного сигнала на выходе схемы обработки сигналов СО в течение всего времени нахождения нарушителя в его ЗО; последующем применении алгоритма определения направления движения нарушителя по наличию положительной или отрицательной доплеровской добавки частоты отраженного от нарушителя сигнала с учетом схемы развертывания СО [2]. Так, если нарушитель движется в направлении СА или DB, доплеровская добавка частоты отраженного от нарушителя сигнала будет положительная, если в направлении СА или BD - доплеровская добавка частоты будет отрицательная (фиг. 2).

Известен другой способ охранного мониторинга двух лежащих рядом дорог, заключающийся в развертывании двух СО таким образом, чтобы каждое СО своей ЗО пересекало только одну дорогу; выдаче сигнала тревоги одним из СО в случае пересечения нарушителем его ЗО; анализе знака доплеровской добавки частоты отраженного сигнала на выходе схемы обработки сигналов СО в течение всего времени нахождения нарушителя в его ЗО; последующем применении алгоритма определения направления движения нарушителя по наличию положительной или отрицательной доплеровской добавки частоты отраженного от нарушителя сигнала с учетом схемы развертывания СО и номера СО, выдавшего сигнал тревоги (фиг. 3).

Недостатком первого указанного способа является низкая точность, он определяет только сторону, в которую движется нарушитель, без указания дороги (четыре возможных направления движения нарушителя определяются попарно) (фиг. 4).

Второй указанный способ имеет высокую точность указания направления движения обнаруженного нарушителя, он позволяет определить раздельно все четыре возможных направления движения нарушителя, однако для его реализации требуется два СО (фиг. 4).

В рассмотренных способах при развертывании СО его ориентируют к дороге таким образом, чтобы ось его ЗО пересекалась с дорогой под острым углом, так как это условие обеспечивает высокую радиальную скорость нарушителя, фиксируемую СО, а следовательно, и вероятность его обнаружения (фиг. 2, 3). Радиальная скорость нарушителя зависит от его фактической скорости движения по дороге и от угла пересечения оси ЗО СО с дорогой (фиг. 5).

где Vr - радиальная скорость нарушителя, м/с;

Vн - фактическая скорость нарушителя, м/с;

α - угол пересечения оси ЗО СО с дорогой, град.

Выполнение этого условия связано с тем, что применяемые СО, построенные на устаревшей элементной базе, имеют невысокий показатель отношения сигнал/шум, в значительной степени зависящий от радиальной скорости движения нарушителя [2].

В то же время современные СО позволяют обнаруживать нарушителей, двигающихся с незначительной радиальной скоростью (фиг. 6). Поэтому выполнение этого условия для современных СО не обязательно [4].

Целью изобретения является повышение точности указания направления движения обнаруженного нарушителя с применением только одного однопозиционного радиоволнового средства обнаружения.

Для достижения поставленной цели разработан способ охранного мониторинга двух лежащих рядом дорог, заключающийся в развертывании СО на участке дорог, где они лежат к друг другу под углом 20 градусов и более и на расстоянии, не превышающем 80% от максимально возможной длины ЗО СО так, чтобы его ЗО пересекала обе дороги; в ориентировании оси ЗО к одной дороге под прямым углом, к другой дороге - под углом, отличным от прямого; выдаче сигнала тревоги СО в случае пересечения нарушителем его ЗО; анализе доплеровской добавки частоты отраженного сигнала на выходе схемы обработки сигналов СО в течение всего времени нахождения нарушителя в его ЗО; последующем применении алгоритма определения направления движения нарушителя по наличию положительной или отрицательной доплеровской добавки частоты отраженного сигнала с учетом схемы развертывания средства обнаружения, только по дороге, к которой ось зоны обнаружения ориентируется под углом, отличным от прямого; определении направлений движения по дороге, к которой ось зоны обнаружения ориентирована под прямым углом, попарно, по наличию знакопеременной доплеровской добавки частоты отраженного сигнала (фиг. 7).

Известно, что частота отраженного сигнала от движущейся цели (нарушителя) отличается от частоты зондирующего сигнала и зависит от направления радиальной скорости нарушителя относительно СО [5].

При приближении нарушителя к СО вектор радиальной скорости нарушителя направлен к СО и поэтому доплеровская добавка частоты в отраженном сигнале - положительна (фиг. 8):

где fc - частота отраженного сигнала от цели, Гц;

fo - частота зондирующего сигнала, Гц;

Fd - доплеровская добавка частоты, Гц.

Этому случаю соответствует движение нарушителя в направлении BD (фиг. 7).

При удалении нарушителя от СО вектор радиальной скорости нарушителя направлен от СО и поэтому доплеровская добавка частоты в отраженном сигнале - отрицательная (фиг. 9):

Этому случаю соответствует движение нарушителя в направлении DB (фиг. 7).

Очевидно, что имея такой набор признаков (положительная и отрицательная доплеровская добавки частоты отраженного сигнала), можно определить только два направления движения нарушителя.

В то же время, если сориентировать СО таким образом, чтобы ось его ЗО пересекала одну из двух дорог под прямым углом, то при движении нарушителя через ЗО доплеровская добавка частоты отраженного сигнала будет знакопеременной. Сначала она будет положительной, так как вектор радиальной скорости нарушителя направлен к СО, затем после пересечения им оси ЗО доплеровская добавка частоты отраженного сигнала будет отрицательной, так как вектор радиальной скорости нарушителя направлен от СО (фиг. 10, 11).

Цель в предлагаемом способе достигается за счет выделения и анализа расширенного признакового пространства, указывающего на направление движения нарушителя. Признаковое пространство включает в себя помимо ранее используемых (в известных способах определения направления движения нарушителя) положительной и отрицательной доплеровской добавки частоты отраженного от нарушителя сигнала еще и знакопеременную. Так, в предлагаемом способе движение нарушителя в направлении АС и СА определяется попарно по наличию знакопеременной доплеровской добавки частоты (фиг. 11):

где t1 - время с момента входа нарушителя в ЗО до пересечения оси, с;

t2 - время с момента пересечения нарушителем оси ЗО до его выхода из ЗО, с;

Как в известном способе с применением одного СО в предлагаемом способе выбирается участок местности, на котором расстояние между дорогами не превышает 80% от максимально возможной длины ЗО СО.

Это делается по двум причинам: СО развертывается на некотором удалении от дороги в целях соблюдения маскировки; вторую дорогу ЗО СО должна пересекать с некоторым запасом по длине, так как границы ЗО могут быть определены неточно (фиг. 7):

где L' - расстояние по оси ЗО СО между дорогами, м;

L - длина зоны обнаружения СО, м.

С учетом фактической длины ЗО современных СО расстояние между дорогами при применении способа не должно превышает 60 метров (фиг. 6).

Выделение указанного расширенного пространства признаков возможно на участке дорог, где они лежат под углом друг к другу. При применении способа на практике выбирается тот участок дорог, на котором они лежат друг к другу под углом β, равным 20 градусов и более (фиг. 7).

При этих значениях угла β угол пересечения оси ЗО СО с дорогой α' имеет значение 80 градусов и менее:

где β - угол, под которым дороги лежат друг к другу, град;

α' - угол пересечения оси ЗО СО с дорогой, град.

Выполнение этого условия исключает знакопеременную доплеровскую составляющую в отраженном от нарушителя сигнале, при его движении в направлении BD и DB.

Принятие решения о направлении движения нарушителя автоматизировано: в СО анализируется знак доплеровской добавки частоты, принимается решение о движении нарушителя относительно самого средства, эта информация передает на систему сбора и обработки информации (ССОИ). В ССОИ полученная информация анализируется в контексте известной схемы развертывания СО на местности, на основе чего принимается окончательное решение о направлении движения обнаруженного нарушителя (фиг. 11).

В условиях рассматриваемой территориальной конкретики (две дороги) трех признаков недостаточно, чтобы раздельно определить все четыре возможных направления движения нарушителя.

Два из них могут быть определены раздельно по наличию положительной или отрицательной доплеровской добавки частоты отраженного сигнала (BD и DB), два могут быть определены парно по знакопеременной доплеровской добавке частоты отраженного сигнала (АС и СА). В то же время в сравнении с известным способом, в котором также применяется только одно СО, точность определения направления движения нарушителя в предлагаемом способе выше. Так, как в известном способе все четыре направления движения определяются попарно (фиг. 4).

Способ включает два этапа: подготовительный и основной.

Подготовительный этап включает:

1. Выбор участка местности, на котором располагаются дороги относительно друг друга под углом (β) от 20 градусов и более и расстоянии (L'), не превышающем 80% от максимально возможной длины ЗО СО (фиг. 7).

2. Развертывание СО с антенным устройством 1, передатчиком 2, приемником 3, схемой 4 обработки сигналов, решающим устройством 6 и выходным интерфейсом 8 по разработанной схеме (фиг. 7).

3. Развертывание на местности системы сбора и обработки информации (ССОИ), включающей в себя приемопередатчик сигналов 6, решающее устройство 7 и монитор 9 (фиг. 12).

4. Запись алгоритма определения направления движения нарушителя в решающее устройство 7 ССОИ (фиг. 11).

5. Начало работы СО и ССОИ.

Основной этап начинается попаданием нарушителя в зону обнаружения СО, он включает:

1. Излучение зондирующего сигнала передатчиком 2 через антенное устройство 1 и прием отраженного от нарушителя сигнала приемником 3 (фиг. 12).

2. Регистрацию СО факта начала появления нарушителя в его зоне обнаружения схемой 4 обработки сигналов (фиг. 12).

3. Началом анализа знака доплеровской добавки частоты отраженного от нарушителя сигнала решающим устройством 6 (фиг. 12).

4. Регистрацию СО факта выхода нарушителя из ЗО схемой 4 обработки сигналов, окончание анализа решающим устройством 6 (фиг. 11).

5. Принятие решения решающим устройством 6 о направлении движения нарушителя относительно СО (фиг. 11).

6. Передача через выходной интерфейс 8 сигнала о наличии нарушителя и направлении его движения относительно СО на приемопередатчик 5 ССОИ (фиг. 12).

7. Получение сигнала от СО приемопередатчиком 5 (фиг. 12).

8. Анализ решающим устройством 7 полученного сигнала с учетом известного ориентирования СО относительно дорог и формирование решения о направлении движения нарушителя (фиг. 11).

9. Выведение результата на монитор 9 (фиг. 12).

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где представлены:

- фиг. 1 - схема возможных направлений движения нарушителя по двум лежащим рядом дорогам;

- фиг. 2 - схема развертывания одного средства обнаружения в известном способе;

- фиг. 3 - схема развертывания двух средств обнаружений в известном способе;

- фиг. 4 - таблица сравнения характеристик известных и предлагаемого способов охранного мониторинга двух лежащих рядом дорог;

- фиг. 5 - таблица соответствия радиальной скорости нарушителя (Vr) в зависимости от фактической скорости нарушителя (Vн) и угла пересечения оси ЗО СО с дорогой (α);

- фиг. 6 - таблица основных характеристик современных однопозиционных радиоволновых средств обнаружений, выпускаемых российской промышленностью;

- фиг. 7 - схема развертывания однопозиционного радиоволнового средства обнаружения в предлагаемом способе;

- фиг. 8 - схема, показывающая направление вектора радиальной скорости нарушителя при движении его в направлении к СО;

- фиг. 9 - схема, показывающая направление вектора радиальной скорости нарушителя при движении его в направлении от СО;

- фиг. 10 - схема, показывающая изменение направления вектора радиальной скорости нарушителя при пересечении оси ЗО СО под прямым углом;

- фиг. 11 - алгоритм (таблица) определения направления движения нарушителя;

- фиг. 12 - структурная схема взаимосвязи применяемых устройств при реализации способа.

Технический результат состоит в повышении точности указания направления движения обнаруженного нарушителя (из четырех возможных направлений движения два определяются раздельно, два - попарно) с применением только одного однопозиционного радиоволнового средства обнаружения (фиг. 4).

Источники информации

1. Шумов В.В. Применение математических методов и моделей для обоснования решений на охрану государственной границы: Научно-практическое пособие. - Часть 2. - М.: Просвещение, 1996. - 196 с.

2. Маршалов Т.А. Технические средства охраны границы: учебник / Т.А. Маршалов, А.В. Густов, И.М. Потапов. - Калининград: КПИ ФСБ РФ, 2009. - 568 с.

3. Псарев А.А. Военная топография: Учебник. - М.: Воениздат, 1986. - 384 с.

4. Р78.36.026-2012. Рекомендации по использованию технических средств обнаружения, основанных на различных физических принципах, для охраны огражденных территорий и открытых площадок (код: К.5.И.02.2012, шифр: «Территория»), 2012. - 358 с.

5. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации: Учебник. - М.: Советское радио, 1973. - 495 с.

Способ охранного мониторинга двух лежащих рядом дорог, заключающийся в развертывании однопозиционного радиоволнового средства обнаружения на участке местности, где расстояние между дорогами не превышает 80% от максимально возможной длины зоны обнаружения однопозиционного радиоволнового средства обнаружения, так, чтобы его зона обнаружения пересекала обе дороги; выдаче сигнала тревоги средством обнаружения в случае пересечения нарушителем его зоны обнаружения; анализе знака доплеровской добавки частоты отраженного сигнала на выходе схемы обработки сигналов средства обнаружения в течение всего времени нахождения нарушителя в его зоне обнаружения; последующем применении алгоритма определения направления движения нарушителя по наличию положительной или отрицательной доплеровской добавки частоты отраженного сигнала с учетом схемы развертывания средства обнаружения, отличающийся тем, что средство обнаружения развертывается на участке дорог, где они лежат к друг другу под углом 20 градусов и более; в ориентировании оси зоны обнаружения к одной из дорог под прямым углом, ко второй дороге - под углом, отличным от прямого; определении направления движения по наличию положительной или отрицательной доплеровской добавки частоты отраженного сигнала с учетом схемы развертывания средства обнаружения только по дороге, к которой ось зоны обнаружения ориентируется под углом, отличным от прямого; определении направлений движения по дороге, к которой ось зоны обнаружения ориентирована под прямым углом, попарно, по наличию знакопеременной доплеровской добавки частоты отраженного сигнала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может быть использовано в системах/средствах однопозиционного радиоволнового обнаружения (СО) для сигнализационного прикрытия трехсторонней развилки дорог.

Изобретение относится к области охранной сигнализации, в частности к радиоволновым устройствам для обнаружения нарушителей, использующим в качестве чувствительного элемента проводные линии, располагаемые на некоторой высоте вдоль блокируемого рубежа охраны, а также к устройствам со скрытно располагаемыми в земле передатчиком и приемником.

Изобретение относится к техническим средствам охраны и может быть использовано для обнаружения и распознавания перемещающихся объектов на охраняемом рубеже. Радиоволновой способ обнаружения и распознавания перемещающихся объектов (человека и животных) заключается в том, что с целью определения наличия перемещений посторонних объектов проводится анализ характеристик электромагнитного поля в зоне контроля излучателя, в частности коэффициента стоячей волны.

Изобретение относится к техническим средствам охранной сигнализации. Извещатель охранный двухпозиционный радиоволновый включает передатчик, приемник, систему сбора и обработки информации.

Изобретение относится к области охранной сигнализации, в частности к радиотехническим способам обнаружения нарушителя с использованием сверхширокополосных (СШП) сигналов.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано при решении проблемы электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, а также к исследованию параметров вторичного излучения различных сред.

Предлагаемое изобретение относится к технике обнаружения цели под водой, а именно к устройствам активной физической защиты периметров объектов и может быть использовано для охраны периметров подводной части акваторий от несанкционированного проникновения на охраняемый объект движущихся подводных объектов.

Изобретение относится к области тревожной сигнализации. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей многозональных радиоволновых систем тревожной сигнализации по применению в охране на периметрах объектов нелинейной формы на участках пересеченной поросшей растительностью местности.

Изобретение относится к области радиоволновой техники, в частности к способам для охранной сигнализации и к способам контроля за перемещением объектов. Технический результат - возможность определения места нахождения объектов с помощью параллельных линий вытекающей волны, установленных на рубеже охраны, и уменьшение влияния неравномерностей при формировании чувствительной зоны вдоль поверхности земли, различных типов заграждений или разнородных по радиопроводности и радиопрозрачности предметов, что приводит к более точному указанию места нарушения рубежа охраны и к снижению вероятности ложных тревог при высокой вероятности обнаружения датчиков, использующих предлагаемый способ.

Изобретение относится к способам дистанционного охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях применения средств обнаружения (СО) с протяженной линейной частью (ПЛЧ) в виде гибкого кабеля, построенных на проводно-волновом или вибрационном принципе обнаружения, для сигнализационного прикрытия четырехсторонних перекрестков дорог и путей их обхода.

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может найти применение в системах дистанционного охранного мониторинга местности в случаях применения однопозиционного радиоволнового средства обнаружения (СО) с широкой зоной обнаружения (ЗО) для сигнализационного прикрытия места пересечения трех дорог. Технический результат – повышение точности. Для этого способ заключается в развертывании СО в месте пересечения трех дорог так, чтобы его ЗО пересекала все три дороги и ее ось была смещена относительно места пересечения трех дорог таким образом, чтобы отношение длин участков дорог, находящихся в зоне обнаружения было 1:5:5; выдаче сигнала тревоги СО в случае пересечения его ЗО нарушителем; анализе знака доплеровской добавки частоты отраженного сигнала на выходе схемы обработки сигналов СО в течение всего времени нахождения нарушителя в его ЗО; последующем применении алгоритма определения направления движения нарушителя, в котором отраженный сигнал делится на два временных промежутка, отличающихся значением доплеровской добавки частоты и (или) ее знаком; анализируется принадлежность отношения значений доплеровской добавки частоты первого и второго промежутка отраженного сигнала к одному из трех диапазонов, рассчитанных аналитически с учетом углов, под которыми нарушитель движется к оси ЗО, и неравномерности скорости его движения; анализируется принадлежность отношения длительностей первого и второго временных промежутков сигнала к одному из трех диапазонов, рассчитанных аналитически с учетом отношения длин участков дорог, находящихся в ЗО, и неравномерности скорости движения нарушителя. При этом способ включает подготовительный этап с развертыванием по разработанной схеме СО и основной этап, который начинается с момента попадания нарушителя в ЗО СО, в течение которого он обнаруживается и определяется направление его движения. В результате обеспечивается повышение точности указания направления движения обнаруженного нарушителя (все шесть возможных направлений определяются раздельно) с применением только одного СО. 11 ил.

Изобретение относится к области радиолокационного обнаружения. И может быть использовано в системах физической защиты. Достигаемый технический результат изобретения - увеличение дальности и размеров зоны обнаружения. Указанный результат достигается тем, что формируется два или более когерентных электромагнитных полей (ЭМП) и взаимно компенсируются в точке расположения приемной антенны. Взаимно компенсируемые электромагнитные поля формируются противофазными их излучением при согласованной поляризации и равной амплитуде пространственно разнесенными передающими антеннами. Пространственное положение передающей антенны выбирают из условия формирования второго из взаимно компенсируемых когерентных ЭМП переотражением первого из них от подстилающей поверхностью, при этом приемную антенну располагают в точке интерференционного минимума суммарного ЭМП. Фазу, амплитуду и поляризацию излучаемых ЭМП последовательно подбирают, измеряя в точке расположения приемной антенны плотность потока мощности до достижения минимального ее значения. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системе и способу эксплуатации защитной метки системы электронного наблюдения за товаром ("EAS"). Способ содержит: исполнение на устройстве мобильного торгового терминала ("POS") приложения, функционирующего с возможностью управления операциями периферийного устройства, прикрепленного к устройству мобильного POS, для способствования выполнению транзакции покупки; прием посредством устройства мобильного POS запроса для открепления защитной метки от товара; передачу сообщения от устройства мобильного POS на периферийное устройство посредством первой связи ближнего действия. Сообщение выполнено с возможностью предписания периферийному устройству выполнять операции для способствования откреплению защитной метки от товара. Далее сигнал передается от периферийного устройства защитной метке. Сигнал вызывает приведение в действие механизма открепления защитной метки или нагревание клеящего вещества, распределенного на защитной метке. Таким образом, решается проблема с обнаружением потерянных или положенных не на место мобильных аппаратов средств розничной торговли внутри магазина, с обеспечением более комфортной деактивации EAS меток при использовании доступных POS. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к системам охранной сигнализации и может быть использовано для охраны закрытой территории или незамкнутого рубежа от внешних террористических и диверсионных угроз. Система охраны содержит пульт управления, m групп из n пар каждая разнесенных в пространстве передатчиков и приемников, размещенных по периметру зоны охраны, а также m блоков обработки и управления и маршрутизаторы, соединенные с соответствующими им блоками обработки и управления и пультом 1 управления, причем передатчик каждой пары из n пар разнесенных в пространстве передатчиков и приемников выполнен двухчастотным, обеспечивающим излучение широкополосного фазокодоманипулированного сигнала, состоящего из двух разделенных частот с преобладанием при излучении магнитной на одной и электрической составляющей на другой несущей частоте, а приемник каждой пары выполнен двухканальным и настроенным на несущие частоты соответствующего ему передатчика и содержит радиолучевой обнаружитель несущей частоты с преобладанием электрической составляющей и магнитометрический обнаружитель несущей частоты с преобладанием магнитной составляющей. Заявленная система обеспечивает повышение точности определения места нарушения периметра, а также снижение уровня ложных тревог. 1 ил.
Наверх