Invenţia se referă la domeniul ingineriei radio, şi anume la sisteme de monitorizare radio pentru determinarea coordonatelor locaţiei surselor de emisie radio (ERS). Rezultatul tehnic obținut este o reducere a costurilor hardware. Metoda propusă se bazează pe recepția de semnale RES de către antene, măsurarea diferenței de timp de recepție a semnalului de la RES în mai multe puncte din spațiu prin scanarea receptoarelor radio, convertite într-un sistem de ecuații, și se bazează, de asemenea, pe utilizarea a două , posturi staționare de monitorizare radio (RP), dintre care unul este luat drept principal , conectat la o altă linie de comunicație, în timp ce se calibrează contorul valorii întârzierii de sosire a semnalelor la (RP), folosind echipamente electronice radio de referință (RES). ) cu parametri de semnal și coordonate de locație cunoscuți, apoi scanarea cvasi-sincronă și măsurarea nivelurilor de semnal la frecvențe de reglare fixe specificate sunt efectuate la RP și cantitatea de întârziere în sosirea semnalelor RES. Informațiile de la slave RP sunt transmise la master, unde se calculează raportul de nivel și diferența în întârzierea de sosire a semnalelor RES, ținând cont de rezultatele calibrării contoarelor și două ecuații pentru poziția RES. sunt compilate, fiecare dintre acestea descriind un cerc cu o rază egală cu distanța de la RP la RES. Distanțele sunt determinate prin raportul dintre nivelurile semnalului și diferența de timp de recepție a semnalului măsurată la RP folosind doar o pereche de antene cu un azimut cunoscut al axei lobului principal și al modelului de radiație, lobul principal al fiecăruia fiind situat în diferite. semiplanurile relativ la linia de bază, iar coordonatele IR sunt determinate printr-o metodă numerică de rezolvare a ecuațiilor compilate, luând drept adevărate doar coordonatele aferente semiplanului relativ la linia de bază în care lobul principal al este amplasată antena cu cel mai înalt nivel al semnalului recepţionat. Dispozitivul care implementează metoda conține două RP-uri identice, dintre care unul este master, iar la fiecare stație conține antene direcționale, un receptor radio cu scanare de măsurare, un contor de întârziere de sosire a semnalului, un computer și un dispozitiv de comunicație conectat într-un anumit mod. 2 n.p. f-ly, 2 ill.

Desene pentru brevetul RF 2510038

Invenția se referă la domeniul ingineriei radio, și anume la sisteme de monitorizare radio pentru determinarea coordonatelor locației surselor de emisie radio (ERS), informații despre care nu se află în baza de date (de exemplu, serviciul de radiofrecvență de stat sau statul serviciul de supraveghere a comunicaţiilor). Invenția poate fi utilizată în căutarea locației mijloacelor de comunicare neautorizate.

Există metode cunoscute pentru determinarea coordonatelor PRI, în care sunt utilizate cel puțin trei dispozitive de căutare pasive a direcției, centrul de greutate al zonei de intersecție a azimuților identificate la frontul de sosire a undelor este luat ca o estimare a locației. . Principalele principii de funcționare ale unor astfel de radiogonitori sunt amplitudinea, faza și interferometria. O metodă utilizată pe scară largă este metoda de găsire a direcției amplitudinii, care utilizează un sistem de antenă care are un model de radiație cu un maxim pronunțat al lobului principal și lobii spate și laterali minimi. Astfel de sisteme de antene includ, de exemplu, log-periodice sau antene cu o caracteristică cardioidă etc. Cu metoda amplitudinii, rotația mecanică este utilizată pentru a obține poziția antenei la care semnalul de ieșire are o valoare maximă. Această direcție este luată ca o direcție către Iran. Dezavantajele majorității aparatelor de căutare a direcției includ gradul ridicat de complexitate al sistemelor de antene, dispozitivele de comutare și prezența receptoarelor radio cu mai multe canale, precum și nevoia de sisteme de procesare a informațiilor de mare viteză.

Prezența în raioanele federale a serviciului de radiofrecvență de stat a posturilor de control radio interconectate prin punctul central al unei rețele extinse, dotate cu mijloace de recepție a semnalelor radio, de măsurare și prelucrare a parametrilor acestora, face posibilă completarea funcțiilor acestora cu sarcinile. de determinare a coordonatelor locației acelor surse radioactive, informații despre care nu se află în baza de date, fără a se recurge la utilizarea unor radiogoniometre complexe și costisitoare.

Există o metodă cunoscută prin care se determină coordonatele locației RES, N, se folosesc cel puțin patru posturi de radiocomandă staționare, situate nu pe aceeași linie dreaptă, dintre care unul este luat drept cel de bază, de legătură cu N-1 posturi rămase prin linii de comunicație, scanarea cvasi-sincronă se efectuează la toate posturile la frecvențe de reglare fixe date, media valorilor măsurate ale nivelurilor de semnal la fiecare dintre frecvențele scanate și apoi la postul de bază pentru fiecare dintre combinațiile C 4 N (combinații de N cu 4) bazate pe relația invers proporțională dintre rapoartele distanței de la post la sursa radio și cele corespunzătoare Pe baza diferențelor de niveluri ale semnalului, exprimate în dB, se realizează trei ecuații, fiecare dintre care descrie un cerc de rapoarte egale, pe baza parametrilor oricăror două perechi din care determină valoarea medie curentă a latitudinii și longitudinii locației sursei de emisie radio. Dezavantajul acestei metode este numărul mare de posturi staționare de monitorizare radio.

Sunt cunoscute metode și dispozitive de găsire a direcției (4, 5), care pot fi utilizate în scopul determinării coordonatelor.

Metoda (4) se bazează pe recepția de semnale de către trei antene, formând două perechi de baze de măsurare, măsurarea diferențelor în timpii de sosire a semnalelor RES și calculele deterministe ale coordonatelor dorite.

Dezavantajele acestei metode includ:

1) Un număr mare de antene.

2) Metoda nu este axată pe utilizarea posturilor de control radio.

3) Bazele de măsurare pentru calcularea diferenței timpilor de sosire a semnalelor cu perechi de antene limitează semnificativ distanța dintre aceste antene, ca să nu mai vorbim de inutilitatea și complexitatea tehnică mare a implementării metodei.

Un radiogoniometru distanțat (5), format din două puncte periferice, unul central și un singur sistem de timp, urmărește să elibereze canalul de comunicație între puncte. Punctele periferice sunt proiectate pentru a primi, stoca, procesa semnale și transmite fragmente de semnal către CPU, care calculează diferența în timpul de sosire a semnalelor. Sistemul de timp unificat folosește un cronicar, care este un păstrător al scalei de timp curente (ceasul) legat de scara de timp unificată, conceput pentru a lega valorile nivelului semnalului înregistrate în memorie de valoarea timpului de recepție.

Acest indicator de direcție are următoarele dezavantaje:

1) Nu este adaptat la punctele de control radio utilizate în sucursale districtele federale serviciul de radiofrecvență de stat sau serviciul de supraveghere a comunicațiilor de stat.

2) Un număr mare de posturi specializate de stabilire a direcției (dar nu de control radio).

3) Nefondat și nedezvăluit (cel puțin până la diagrama functionala) utilizarea unui sistem de timp unificat pe CPU și a cronicizatoare pe PP, sincronizate cu sistemul de timp unificat.

4) Nevoia de canale radio cu un mare debitului(până la 625 Mbaud) pentru transmiterea chiar și a fragmentelor de semnale de la PP1 și PP2 către CPU.

5) Pentru organizarea unui canal radio sunt necesare dispozitive de transmisie radio și obținerea permisiunii de a le opera în anumite condiții de funcționare.

Există o metodă cunoscută de telemetrie a diferențelor pentru determinarea coordonatelor unei surse de emisie radio și a dispozitivului care o implementează (6).

O metodă bazată pe recepția de semnale RES de către patru antene care formează trei baze de măsurare independente în punctele distanțate A, B, C, D, astfel încât volumul figurii formate din aceste puncte să fie mai mare decât zero (V A, B, C,D >0). Semnalul este recepționat simultan de toate antenele; se măsoară trei diferențe de timp independente t AC, t BC, t DC de recepție a semnalului prin perechi de antene care formează bazele antenei de măsurare (AC), (BC) și (DC). Din diferențele de timp măsurate, diferențele de distanță de la RES la perechile de puncte (A, C), (B, C), (D, C) sunt calculate pentru k-lea triplu de antene situate în punctele A, B, C la k = 1, B, C, D la k=2, D, C, A la k=3, sunt calculate folosind diferențele de interval măsurate, valorile unghiului k, care caracterizează poziția unghiulară a poziției planul RES k, k=1, 2, 3 relativ la baza de măsurare corespunzătoare și coordonatele punctului F k aparținând kth planurile de poziție ale RES, calculați coordonatele necesare ale RES ca coordonatele punctului de intersecție a trei plane ale poziției RES k, k=1, 2, 3, fiecare dintre acestea fiind caracterizată de coordonatele punctelor locație k-th triplele antenei și valorile calculate ale unghiului k și coordonatele punctului Fk afișează rezultatele calculării coordonatelor RES într-un format dat.

Această metodă și dispozitivul care o implementează sunt mai apropiate de cea revendicată, dar au și o serie de dezavantaje semnificative:

1) Complexitatea implementării practice a metodei din cauza incapacității de a măsura diferențele de timp de recepție a semnalului RES numai de către antene (nu există receptoare radio de măsurare în schema bloc).

2) Necesitatea de a aduce semnale RES de la antenele EMD distanțate la o distanță optimă de 0,6-0,7 R conform (2) la un punct, ceea ce este practic impractic de implementat.

3) Este foarte dificil să se măsoare diferența de timp de recepție a semnalului RES la anumite frecvențe date direct de la antene (fără a folosi receptoare radio, care nu sunt prezentate în diagrama bloc).

4) Pentru a măsura diferența de timp de recepție a semnalului direct de la antene, se folosesc contoare cu două intrări.

5) Complexitatea implementării tehnice datorită o cantitate mare diverse calculatoare.

6) Incertitudinea în construirea suprafeței de poziție sub forma unui plan perpendicular pe planul antenelor, întrucât antenele în punctele A, B, C, D nu sunt situate în același plan, așa cum demonstrează condiția V A, B , C, D > 0 în revendicările .

Cea mai apropiată de cea revendicată este metoda telemetru-diferență-telemetru pentru determinarea coordonatelor unei surse de emisie radio și a dispozitivului (7) care o implementează, adoptat ca prototip.

Metoda se bazează pe recepția unui semnal de către trei antene, măsurarea valorilor a două diferențe în timpii de recepție a semnalului RES de către antene, măsurarea a două valori ale densității fluxului de putere a semnalului RES și ulterioare prelucrarea rezultatelor măsurătorilor pentru a calcula coordonatele punctului prin care trece linia de poziţie a RES.

Această metodă presupune efectuarea următoarelor operațiuni:

Trei antene sunt situate la vârfurile triunghiului ABC;

Primește semnalul pe toate cele trei antene;

Se măsoară două diferențe în timpii t AC și t BC de recepție a semnalului RES de către antene;

Densitățile de flux de putere P 1 și P 2 ale semnalului sunt măsurate în locațiile antenelor 1 și 2;

Calculați valorile diferențelor de intervale de la RES la perechi de antene folosind expresiile r AC =C t AC, r BC =C t BC, r AB = r AC - r BC, unde C este viteza de propagare a undei electromagnetice;

Calculați coordonatele folosind formula rezultată.

În conformitate cu (7), dispozitivul care implementează metoda include:

Trei antene;

Două contoare de diferență de timp;

Două contoare de densitate a fluxului de putere;

unitate de calcul;

Bloc de afișare.

Prototipul are următoarele dezavantaje:

1) Complexitatea practică a implementării metodei din cauza incapacității de a măsura diferențele de timp de recepție a semnalului RES doar de către antene (receptoarele radio de măsurare lipsesc în diagrama bloc).

2) Necesitatea de a combina semnale RES de la antene distanțate la câțiva kilometri la un punct pentru măsurare cu contoare cu două intrări, ceea ce este o problemă semnificativă care nu a fost rezolvată de autorii brevetului.

3) Neadaptat la echipamentul posturilor de control radio (două contoare de diferență de timp, două contoare de densitate a fluxului de putere, o unitate de calcul, o unitate de indicație) disponibile în filialele districtelor federale ale serviciului de frecvență radio al Federației Ruse sunt redundante , și, prin urmare, nu poate fi folosit acolo.

4) Antenele de recepție utilizate pot fi doar izotrope, deoarece formulele de calcul al coordonatelor nu conțin parametrii modelelor lor de radiație.

Scopul prezentei invenții este de a dezvolta o metodă de determinare a coordonatelor locației surselor radioactive prin două posturi de control radio, care să facă posibilă aplicarea acestei metode în aproape toate ramurile districtelor federale ale Serviciului de radiofrecvență din Federația Rusă.

Acest scop este atins folosind caracteristicile specificate în revendicări, comune prototipului: o metodă de determinare a coordonatelor locației surselor de emisie radio, bazată pe recepția semnalelor de iradiere de către antene, măsurarea nivelurilor și a diferenței de timp de recepție a semnalului. din surse de iradiere în mai multe puncte din spațiu prin scanarea receptoarelor radio și transformate într-un sistem ecuații și caracteristici distinctive: pentru a determina coordonatele locației RES, sunt utilizate două posturi de control radio staționare identice, dintre care unul este considerat ca conducător, conectându-se la celălalt printr-o linie de comunicație, contorul valorii de întârziere a sosirii semnalelor la posturi este calibrat folosind RES standard cu parametri de semnal cunoscuți și coordonate de locație, apoi la posturi efectuează scanare cvasi-sincronă și măsurarea nivelurilor de semnal la frecvențe de reglare fixe date și a cantității de întârziere la sosirea semnalelor PR și apoi le transferă la postul de bază, unde calculează raportul de nivel și diferența în întârzierea de sosire a semnalelor RES, ținând cont rezultatele calibrării contoarelor și, de asemenea, compilați două ecuații pentru poziția RES, fiecare dintre acestea descriind un cerc cu o rază egală cu distanța de la stâlp la RES, iar aceste distanțe sunt determinate prin raportul semnalului nivelurile și diferența de timp de recepție a semnalului, măsurate la stâlpi folosind o singură pereche de antene cu un azimut cunoscut al axei lobului principal și direcționalitatea diagramei, iar coordonatele RES sunt determinate printr-o metodă numerică de rezolvare a ecuațiilor compilate. Metoda inventiva este ilustrata prin desene, care prezinta:

În Fig.1 - amplasarea a două posturi de monitorizare radio și poziția SRE, E - poziție adevărată, Eficientă; a, b - unghiuri de poziție ale axei lobului principal al fundului; AB - linia de bază; AE, BE - linii de azimuturi a și b la poziția adevărată a IRE; AEf, VEf - linii de azimuturi af și bf la IRE fictiv;

Figura 2 este o diagramă bloc a implementării metodei propuse,

Metoda propusă presupune efectuarea următoarelor operații:

1) Calibrați contorul de întârziere de sosire a semnalului (SAR) la posturi folosind o serie de RES de referință cu parametrii semnalului și coordonatele locației cunoscuți. Fiecare RES de referință trebuie să fie situată în zona EMD a ambelor posturi. Numărul și distribuția acestora în zona EMD trebuie să fie suficiente pentru a asigura precizia de calibrare specificată atât în distanță, cât și în azimut față de stâlpi.

2) La fiecare post, nivelurile de semnal sunt măsurate folosind un receptor radio și întârzierea în sosirea semnalelor RES folosind un contor adecvat, folosind antene post cu un model de radiație cunoscut, în timp ce reglarea receptorului la frecvențe fixe specificate. Procedura de măsurare a valorilor de întârziere la sosirea semnalelor RES se efectuează în mod similar cu pasul 1. Rezultatele sunt introduse în banca de date a computerului dumneavoastră.

3) Trimiteți informații de la computerul slave la computerul principal prin canalul de comunicație al dispozitivului de comunicație.

4) Calculați diferența dintre valorile de întârziere ale sosirii semnalelor la antenele stâlpilor atât de la RES de referință, cât și de la RES, ținând cont de rezultatele conform revendicării 1 și, de asemenea, calculați raportul nivelurilor de semnale de la SRE, măsurate de receptoarele radio ale posturilor.

5) Compuneți un sistem de două ecuații care determină poziția IRE și rezolvați-l numeric folosind datele de la punctul 4.

Ecuațiile de poziție vor avea apoi forma de cercuri

unde: r a, r b sunt distanțele de la stâlpi la RES dorit, iar 8 este diferența lor (Fig. 1).

Scriem pătratele rapoartelor razelor în termeni de niveluri de semnal măsurate ca

Raportul pătratelor distanțelor, determinat prin diferența de niveluri de semnal măsurate la posturile de monitorizare radio A și B și exprimat în dB, ne permite să descriem linia de poziție a PXR, eliminând în același timp dependența acestei linii de poziție de puterea sursei dorite de emisie radio. În acest caz, din (3), pe baza diferenței calculate de distanțe, pătratele distanțelor sunt determinate sub forma:

Și .

Deoarece cercurile se intersectează în două puncte simetrice față de linia de bază (vezi Fig. 1), apare ambiguitatea în coordonatele IRI. Pentru a elimina ambiguitatea rezultată, măsurătorile repetate pot fi efectuate folosind o direcție (cu un model de fascicul cunoscut), de exemplu, antene rotative log-periodice sau cardioide. Dar această opțiune este asociată cu costuri mari de timp și cu complexitatea automatizării unei astfel de soluții. în metoda invenţiei, determinarea coordonatelor RES cu eliminarea simultană a ambiguităţii se realizează prin măsurarea nivelurilor de semnal direct la antenele direcţionale. În acest caz, antenele direcționale nu se rotesc în direcția semnalului maxim emis, dar trebuie cunoscută poziția axei lobului său principal la ambii stâlpi, iar lobii sunt orientați în direcții aproximativ opuse față de bază. Această poziție a axelor lobilor principali ai antenelor este prezentată în Fig.1. Dependența EMF la ieșirea antenei E() este legată de intensitatea câmpului din apropierea acesteia și unghiul care determină poziția axei lobului principal al fasciculului inferior în raport cu azimutul la PXR, poate fi reprezentat ca E() = Em (), unde Em este EMF maximă corespunzătoare direcției lobului axei principale către sursă, () - o funcție care determină diagrama antenei. Acum raportul nivelurilor de semnal pentru antenele direcționale n (a, b) poate fi reprezentat în termeni de raportul nivelurilor primite de la antenele omnidirecționale n ab as, unde

Și - funcţia relaţiilor ADN.

Prin urmare, n ab =n( a , b)/ ( a , b) și pătratele razelor (4) ale sistemului (1) vor fi prezentate sub forma:

Pentru a rezolva sistemul de ecuații (1) și (2), ținând cont de (5) și (6), este necesar să se determine unghiurile a, b și să se cunoască (). Din fig. 1 ele sunt definite ca a = a - a, b = b - b, ,

unde: af = af - a, bf = bf - b, a< /2, то ИРИ находится во второй полуплоскости (ниже линии базы). При априорно снятой неопределенности расположения ИРИ относительно линии базы (например, при выполнении операции поиска ИРИ силовыми структурами) применяют ненаправленную (например, штыревую или биконическую антенны) и вычисление координат ведут по формулам (1), (2) с учетом (3) и (4).

Compoziția dispozitivului inventiv care implementează metoda inventiva include două posturi de control radio identice - RKP A și RKP B, care conțin:

1. Antene 1, 6;

2. Receptoare radio (RP) 2, 7;

3. Contoare de valori de întârziere a semnalului (IVZ) 3, 8;

4. Calculatoare 4, 9;

5. Dispozitive de comunicare 5, 10.

Unul dintre postări (de exemplu, să fie acesta post RKP A) este liderul. Ieșirile antenelor 1, 6 sunt conectate la intrările receptoarelor radio de scanare 2, 7, calculatoarele de control 4, 9 sunt conectate prin conexiuni bidirecționale cu un dispozitiv de comunicație 5, 10, destinat transmiterii de informații, receptoarelor de scanare 2, 7 și metri de întârziere la sosirea semnalelor 3, 8, fiecare intrare este conectată la ieșirea receptorului de scanare corespunzător. Semnalele RES măsurate de receptoare sunt trimise prin comunicare bidirecțională către computer la postul corespunzător. În blocurile 3, 8, valoarea de întârziere a sosirii semnalelor atât de la RES de referință pentru a crea un fișier de calibrare utilizat la calcularea coordonatelor, cât și semnalele RES este măsurată, iar valorile măsurate sunt transmise la cererea computerului către baza sa de date. . Sub controlul calculatorului de post principal, toate informațiile de la postul slave sunt transmise prin canalul de comunicație al dispozitivului de comunicație 5, 10 către calculatorul de post principal. Acolo, coordonatele sunt calculate folosind ecuațiile pentru poziția RES, ținând cont de modelele de radiație ale antenelor și fișierele de calibrare. Calculele de coordonate sunt efectuate folosind metoda numerică a aproximărilor succesive. Astfel, metoda propusă vă permite să determinați coordonatele RES în contrast cu prototipul:

1) doar două posturi staționare de monitorizare radio;.

2) semnalul RES este primit doar de două antene;

3) se folosesc antene direcționale cu maxime pronunțate ale diagramei de radiație, și nu cu diagramă de radiație circulară;

4) măsurarea valorilor de întârziere la sosirea semnalelor la antenele stâlpilor se efectuează la locația antenelor cu un contor cu o singură intrare, folosind nu semnalele de la ieșirile antenei în mod direct, ci folosind amplificate și semnale filtrate de la ieșirile receptoarelor radio;

5) calculul diferenței dintre valorile întârzierii de sosire a semnalului măsurat nu se realizează cu un contor cu două intrări conectat la ieșirea antenelor distanțate, ci pe un computer al postului principal folosind fișiere de calibrare obținute prin măsurare;

6) lobul principal al fiecărei antene este situat în semiplanuri diferite față de linia de bază. luând drept adevărate doar coordonatele aferente semiplanului relativ la linia de bază în care se află lobul principal al antenei cu cel mai înalt nivel al semnalului recepţionat.

7) calcularea coordonatelor locației se realizează folosind o metodă numerică;

8) atunci când incertitudinea locației RES față de linia de bază este a priori eliminată, se folosește o antenă omnidirecțională (de exemplu, o antenă bici sau biconică) și coordonatele sunt calculate folosind formulele (1), (2) ținând cont de (3) și (4). Acest lucru simplifică implementarea dispozitivului folosind metoda propusă

Astfel de caracteristici nu au fost identificate nici în analogi, nici în prototip și indică prezența în invenția propusă a semnelor de noutate și a unui nivel adecvat de ingeniozitate.

Literatură.

1. Korneev I.V., Lenzman V.L. şi altele.Teoria şi practica reglementării de stat a utilizării frecvenţelor radio şi a electronicii radio de uz civil.

Colectare de materiale pentru cursurile de perfecţionare a specialiştilor la centrele de frecvenţă radio din districtele federale. Cartea 2. - Sankt Petersburg: SPbSUT. 2003.

2. Lipatnikov V.A., Solomatin A.I., Terentyev A.V. Găsire radio. Teorie și practică. St.Petersburg VAS, 2006 - 356 p.

3. Metoda de determinare a coordonatelor locației surselor de emisie radio. Cerere nr. 2009138071, publ. 20.04.2011 B.I. Nr 11. Autori: Loginov Yu.I., Ekimov O.B., Rudakov R.N.

4. Metoda de găsire a direcției cu telemetrie diferențială a unei surse de emisie radio. Brevet RF nr. 2325666 C2. Autori: Saibel A.G., Sidorov P.A.

5. Distanțat diferență-gamă de direcție. Brevet RF nr. 2382378, C1. Autori: Ivasenko A.V., Saibel A.G., Khokhlov P.Yu.

6. Metoda de măsurare a diferențelor pentru determinarea coordonatelor unei surse de emisie radio și a dispozitivului care o implementează. Brevet RF Nr. 2309420. Autori: Saibel A.G., Grishin P.S.

7. Metoda telemetru-diferență-telemetru pentru determinarea coordonatelor unei surse de emisie radio și a dispozitivului care o implementează. Brevet RF nr. 2363010, C2, publ. 27.10.2007 Autori: Saibel A.G., Weigel K.I.

REVENDICARE

1. O metodă de determinare a coordonatelor locației surselor de emisie radio (RS), bazată pe măsurarea nivelurilor și a diferenței de timp de sosire a semnalului de la RS la antene distanțate prin scanarea receptoarelor radio și transformată într-un sistem de ecuații, caracterizate prin aceea că se folosesc două posturi staționare de monitorizare radio, dintre care unul este luat drept lider, conectându-se cu o altă linie de comunicație, calibrează contorul valorii de întârziere a sosirii semnalelor la posturi, folosind mijloace radio-electronice standard. cu parametri de semnal cunoscuți și coordonate de locație, la posturi efectuează scanare cvasi-sincronă pentru a identifica radiația iradiată, iar apoi măsoară nivelurile semnalului la frecvențe de reglare fixe date și valorile de întârziere ale sosirii semnalelor RES, transmitându-le. la stâlpul principal, unde raportul de nivel și diferența de întârziere a sosirii semnalelor RES sunt calculate folosind rezultatele calibrării contoarelor și, de asemenea, sunt întocmite două ecuații, fiecare dintre acestea descriind un cerc cu o rază. egală cu distanța de la stâlp la RES, iar aceste distanțe sunt determinate prin raportul dintre nivelurile semnalului și diferența dintre valorile întârzierii de sosire a semnalului, măsurate la stâlpi folosind doar o pereche de antene cu azimut cunoscut al axelor lobului principal și radiației. modele, lobul principal al fiecăruia fiind situat în semiplanuri diferite în raport cu linia de bază, iar coordonatele IR sunt determinate folosind o metodă numerică de rezolvare a ecuațiilor compilate, luând drept adevărate doar coordonatele aferente jumătății -plan relativ la linia de bază în care se află lobul principal al antenei cu cel mai înalt nivel al semnalului recepţionat.

2. Dispozitiv pentru determinarea coordonatelor locației surselor de emisie radio, care conține posturi conectate prin linii de comunicație bidirecționale, inclusiv antene de recepție, receptoare radio de scanare controlate de un computer, caracterizat prin aceea că conține două posturi de control radio identice, dintre care unul este comandantul, iar la fiecare post un metru valoarea întârzierii de sosire a semnalelor, iar ieșirile antenelor sunt conectate la intrările receptoarelor radio de scanare, computerul de control este conectat prin conexiuni bidirecționale la dispozitivul de comunicație, receptor de scanare și contorul valorii de întârziere a sosirii semnalelor, a căror intrare este conectată la ieșirea receptorului de scanare.

Metoda de determinare a distanței pentru determinarea locației și componentelor vectorului viteză al obiectelor folosind semnale radio nava spatiala sistemele de radionavigație prin satelit pot fi utilizate în radionavigația spațială și geodezie. Conform metodei, semnalele radio de navigație prin satelit sunt recepționate de un dispozitiv de recepție cu canale N instalat la obiect, distanțele de la obiecte la fiecare satelit sunt determinate prin măsurarea decalajelor în timp ale secvențelor de cod generate de generatoarele de satelit în raport cu secvența de cod generată de generatoarele de obiecte, precum și componentele vectorului viteză prin măsurarea deplasărilor de frecvență Doppler recepționate folosind sisteme de urmărire a purtătorului. În acest caz, într-un dispozitiv de recepție cu canale N, dintre care unul este master, iar celelalte sunt canale slave, diferența de intervale este determinată între intervalele măsurate de dispozitivele de recepție slave și intervalul măsurat de receptorul principal, precum și diferențele dintre ratele de modificare a intervalelor sunt determinate între ratele de modificare a intervalelor calculate din măsurătorile deplasării de frecvență Doppler ale receptorilor slave și rata de schimbare a intervalului calculată din măsurătorile de schimbare a frecvenței Doppler ale receptorului principal, apoi diferențele de interval dublu și diferențele de rată de interval dublu sunt determinate prin scăderea reciprocă a diferențelor de interval și a diferențelor de rată de schimbare una de la celelalte intervale. Rezultatul tehnic constă în creșterea preciziei determinării coordonatelor de locație care alcătuiesc vectorul viteză al obiectului care se determină cu ajutorul semnalelor de navigație ale navei spațiale SRNS; și utilizarea semnalelor radio de la surse de aer de la sol de emisii radio, precum și utilizarea emisiilor radio de la nave spațiale ale altor sisteme și simulatoare. 4 salariu f-ly, 3 ill.

Invenția se referă la domeniul radionavigației spațiale, al geodeziei și poate fi utilizată pentru a determina coordonatele de locație și componentele vectorului viteză al obiectelor. Există o metodă Doppler de telemetrie a diferențelor cunoscute pentru determinarea coordonatelor de locație și a componentelor vectorului viteză al obiectelor din semnalele radio de navigație ale navelor spațiale (SC) ale sistemelor de radionavigație prin satelit (SRNS), bazată pe măsurători ale diferențelor de distanțe topocentrice dintre un obiect și două poziții ale aceleiași nave spațiale de navigație (SV) în momente succesive de timp (P.S. Volosov, Yu.S. Dubenko și alții. Complexe de nave navigatie prin satelit. L.: Construcţii navale, 1976). Implementare practică Metode binecunoscute sunt SRNS "Cicada" rusesc și SRNS american "Transit" - sisteme de navigație de prima generație. În ea, integrarea deplasării de frecvență Doppler a semnalelor radio primite pe un interval de timp T de la un satelit artificial de navigație (NES) face posibilă determinarea numărului de lungimi de undă care se încadrează în diferența de distanțe față de centrul de fază al antenei. a dispozitivului de recepție al obiectului în două poziții ale NES (două poziții ale centrului de fază al antenei NES): unde t 1 și t 2 sunt ora de transmitere a marcajelor de timp NIS; R 1 (t 1) și R 2 (t 2) - distanțele dintre centrele de fază ale antenelor obiectului și satelit; c este viteza luminii; f p - frecvenţa semnalului recepţionat; f o - frecvența semnalului de referință, f p = f și f și +f io +f tr +f gr +f dr, unde
f și este frecvența semnalului emis de satelit;
f și - instabilitatea frecvenței semnalului emis;
f io, f tr - deplasări de frecvență necunoscute cauzate de propagarea semnalului în ionosferă, troposferă;
f gr - deplasare de frecvență necunoscută datorată forțelor gravitaționale;
f dr - schimbări de frecvență necunoscute din cauza altor factori,
f o = f și f+f o ,
Unde
f o - deplasare de frecvență constantă cunoscută (polarizare de frecvență);
f - instabilitatea frecvenței semnalului de referință. Ținând cont de cele de mai sus, expresia va lua forma

Din expresie reiese clar că deplasarea integrală a frecvenței Doppler este determinată de doi termeni. Primul termen este erorile de măsurare cauzate de condițiile de propagare a undelor radio, câmpul gravitațional al Pământului, instabilitatea frecvenței radiației oscilatorului de referință și alți factori. Ei vor intra în ecuația de navigare ca necunoscute. Al doilea termen este o măsurare directă a modificării intervalului oblic în lungimile de undă ale frecvenței de referință a obiectului detectat. Eroarea de adăugare a sistemului de urmărire a transportatorului (CSR), care este absentă în ecuația de navigație considerată, este inclusă și în eroarea de măsurare a parametrului de navigație radio (RPP). Funcția monitorizată a timpului - purtătorul de frecvență are derivate de ordin înalt non-zero. În consecință, pe lângă erorile aleatoare (zgomot), un servocircuit real cu astatism de ordin finit va avea erori dinamice cauzate de prezența unor derivate ale acțiunii de intrare de ordin mai mare decât ordinul astatismului sistemului. Reducerea erorii aleatoare a buclei blocate în fază (PLL) a SSN necesită utilizarea unei bucle mai inerțiale părere(îngustarea lățimii de bandă a filtrului trece jos), dar în același timp crește erorile dinamice ale SSR și invers. Exprimând intervale prin coordonatele unui sistem de coordonate geocentric dreptunghiular, ecuația de navigare ia forma
,
Unde
x 1, y 1, z 1, x 2, y 2, z 2 - coordonatele centrului de fază al antenei de satelit la momentele t 2 și, respectiv, t 1;
x 0 , y 0 , z 0 sunt coordonatele necunoscute ale centrului de fază al antenei obiectului care se determină. După cum puteți vedea, trei măsurători ale diferențelor de gamă în patru poziții consecutive ale satelitului pe orbită fac posibilă determinarea coordonatelor obiectului x 0, y 0, z 0. În timpul procesului de măsurare, este necesar să așteptați până când intervalul până la satelit se schimbă într-o cantitate suficientă. Metoda de măsurare a intervalului de diferență își arată avantajele la astfel de distanțe (baze) dintre pozițiile satelitului pe orbită atunci când acestea sunt proporționale cu distanțele dintre satelit și obiectul determinat. În conformitate cu cele de mai sus, dezavantajele metodei cunoscute sunt
erori cauzate de SSR;
erori datorate instabilității frecvenței de radiație a satelitului și a oscilatorului de referință;
erori sistematice și aleatorii;
precizie scăzută în determinarea coordonatelor de locație și a componentelor vectorului viteză al obiectelor atunci când se utilizează sateliți sateliti pe orbite mediu-înalte și înalte. Este cunoscută și o metodă de telemetru, care este adoptată ca prototip. Implementarea practică a acestei metode este SRNS de a doua generație - Sistemul rusesc de navigație prin satelit globală (GLONASS) și Sistemul american de poziționare globală (GPS). Echivalentul geometric al algoritmului final al acestei metode de rezolvare a unei probleme de navigație este construirea unui set de suprafețe de poziție în raport cu sateliții Pământului artificial de navigație (NES) utilizați, al cărui punct de intersecție este poziția dorită a obiectului (Pe -la bordul aparatelor de radionavigație prin satelit. /Ed. V.S. Shebshaevich. M. : Transport, 1988). Pentru a rezolva o problemă de navigare, volumul minim necesar de dependențe funcționale trebuie să fie egal cu numărul de parametri estimați. Determinarea coordonatelor locației unui obiect se reduce la rezolvarea unui sistem de ecuații

Unde
R1,. . . , R 4 - rezultate ale măsurătorilor intervalului oblic obținute folosind un sistem de urmărire a întârzierii (DSS);
x, y, z - coordonatele obiectului într-un sistem de coordonate dreptunghiular geometric;
x 1 , y 1 , z 1 .... x 4 , y 4 , z 4 - coordonatele a patru călători transmise în mesajul de navigație;
Rt este diferența dintre intervalul adevărat al obiectului satelit și cel măsurat, datorită deplasării scării de timp a obiectului în raport cu scara de timp a satelitului;
R 1 ,..., R 4 - erori de măsurare cauzate de atmosferă, ionosferă și alți factori. Pentru a determina coordonatele locației unui obiect, este necesar ca patru sateliți să fie simultan în câmpul vizual al obiectului. Ca rezultat al rezolvării acestui sistem de ecuații, se determină patru dintre cele cunoscute: trei coordonate ale locației obiectului (x, y, z) și corecția Rt la scara sa de timp (corecția ceasului). În mod similar, utilizând rezultatele măsurătorilor folosind SSN, se determină trei componente ale vectorului viteză și corecții ale frecvenței standardului de frecvență obiect utilizate pentru a genera scara de timp:
,
Unde
- viteze de schimbare a intervalelor (viteze radiale), măsurate cu ajutorul SSN;
- componente ale vectorului viteză al obiectului;
- componente ale vectorului viteză a patru sateliți;
- diferența dintre viteza adevărată și cea măsurată, datorită discrepanței dintre frecvențele standardelor de frecvență ale satelitului și ale obiectului;
- erori de masurare datorate conditiilor de propagare a undelor radio si altor factori. Măsurarea distanței în echipamentul obiectului se realizează prin măsurarea intervalului de timp dintre marcajele de timp ale codului primit de la satelit și codul local al obiectului. Eficienţă aceasta metoda este determinată în principal de eroarea de zgomot a măsurării RNP, deoarece eroarea de zgomot este cea care limitează efectul compensării erorilor foarte corelate. Pentru a estima eroarea de zgomot, se folosește expresia (Dispozitive de navigație radio prin satelit la bord. /Ed. V.S. Shebshaevich. M.: Transport, 1988)

Unde
2w - măsurarea dispersiei zgomotului;
- durata elementului de cod telemetru;
c/N 0 - raportul dintre puterea semnalului și densitatea spectrală a puterii de zgomot la intrarea receptorului;
B CVD - CVD cu lățime de bandă unidirecțională;
B IF - lățimea de bandă unidirecțională a discriminatorului IF;
K 1 , K 2 sunt parametri constanți în funcție de soluția tehnică aleasă. Măsurarea deplasării frecvenței Doppler se bazează pe măsurarea creșterii intervalului la frecvența purtătoare folosind un CCH. O estimare a preciziei de măsurare a creșterii intervalului este determinată de expresia pentru dispersia fazei 2 f a circuitului de urmărire a purtătorului, care are forma

Unde
- lungime de undă purtătoare;
B CCH este lățimea de bandă a circuitului de urmărire a purtătorului. Eroarea de zgomot în incrementele intervalului de măsurare la frecvența purtătoare este aproape cu un ordin de mărime mai mică decât eroarea de zgomot în intervalele de măsurare folosind codurile telemetrului. Metoda de stabilire a distanței nu permite, de exemplu, din cauza diferențelor dintre GLONASS și GPS SRNS, să le folosească împreună. Astfel, dezavantajele metodei cunoscute, prototipul, sunt
erori ale sistemului de urmărire din cauza întârzierii raportului semnal-zgomot;
erori ale sistemului de urmărire a purtătorului din raportul semnal-zgomot;
erori cauzate de condițiile de propagare a undelor radio în ionosferă, troposferă și alți factori;
erori cauzate de o schimbare a scării de timp a obiectului în raport cu scările de timp ale satelitului din cauza instabilității frecvențelor generatoarelor de satelit și a generatorului de referință al obiectului;
imposibilitatea partajării surselor de emisii radio de la sisteme pentru diverse scopuri. Pentru a elimina întârzierea ionosferică, metodele cunoscute folosesc compensarea hardware folosind măsurători cu frecvență duală și compensarea folosind corecții calculate din date a priori. Metoda cunoscută (prototip) este caracterizată prin următorul set de acțiuni asupra semnalelor de radionavigație prin satelit recepționate:
recepția de către un dispozitiv de recepție cu canale N a semnalelor radio cu două frecvențe N NIS;
determinarea distanţelor de la obiect la fiecare satelit prin măsurarea decalajelor de timp ale secvenţelor de cod generate de generatoarele de satelit în raport cu secvenţa de cod generată de generatorul de obiecte;
măsurarea creșterilor intervalului prin măsurarea creșterilor de fază purtătoare;
determinarea coordonatelor locației obiectului;
determinarea componentelor vectorului viteză al obiectului. Scopul invenției este de a crește acuratețea determinării coordonatelor de locație, componentele vectorului viteză al obiectului fiind determinate folosind semnalele radio de navigație ale navei spațiale SRNS și folosind semnale radio de la surse de aer de la sol de emisii radio, ca precum și utilizarea emisiilor radio de la navele spațiale ale altor sisteme și simulatoarele acestora. Scopul este atins prin faptul că, conform metodei propuse, într-un dispozitiv de recepție cu canale N, dintre care unul este master, iar celelalte sunt canale slave, diferența de intervale dintre intervalele măsurate de dispozitivele de recepție slave și se determină intervalul măsurat de dispozitivul de recepție principal, precum și diferențele de determinare în ratele de modificare a intervalelor dintre ratele de modificare a intervalelor calculate din măsurătorile deplasărilor de frecvență Doppler ale dispozitivelor de recepție slave și rata de modificare a intervalul calculat din măsurarea deplasării frecvenței Doppler de către receptorul principal, apoi diferențele duble ale intervalelor și diferențele duble ale ratelor de modificare a intervalelor sunt determinate prin scăderea reciprocă între diferențele de intervale și diferențele de viteză. de schimbare a intervalelor. Diferențe suplimentare Metodele propuse sunt după cum urmează. Dispozitivele gazdă și receptoare determină diferențele de gamă între obiect și pozițiile a două sateliți, determinate de intervalul de măsurare prin măsurarea incrementelor de fază a purtătorului folosind sisteme de reglare a frecvenței blocate în fază pentru urmărirea purtătorilor de semnale radio de navigație prin satelit. Determinarea diferențelor de gamă dublă se realizează între un obiect și două poziții de satelit definite de un interval de măsurare prin măsurarea diferențelor de frecvență Doppler primite de receptoare folosind detectoare de fază în cuadratură, înmulțind valorile medii ale acestora cu intervalul de măsurare. Receptorul canalului principal primește semnale de la simulatorul de semnal prin satelit. Izolarea semnalelor cu frecvențe Doppler se realizează prin pătrarea semnalelor primite și apoi readucerea frecvențelor la cele dorite folosind divizoare de frecvență. Interpretarea geometrică a metodei propuse este ilustrată folosind exemplul unei constelații de patru nave spațiale GLONASS și o navă spațială GPS, Fig. 1. Semnalul radio de navigație al navei spațiale GPS primit de receptor este semnalul principal, iar canalul de recepție a semnalelor de la nava spațială GLONASS de către receptor este slave. În consecință, semnalele de navigație ale navei spațiale GLONASS și ale dispozitivului de recepție ale navei spațiale sunt sclave. În conformitate cu cele de mai sus

Unde
- diferența de distanțe măsurate între fiecare navă spațială slave GLONASS - utilizator și între nava spațială GPS lider - utilizator care utilizează coduri de telemetru;
- diferențe de interval dublu. Interpretarea geometrică a determinării coordonatelor și componentelor vectorului viteză din diferențele în incremente de interval și diferențe duble în incremente măsurate folosind incremente de fază purtătoare este ilustrată folosind exemplul a două nave spațiale: o navă spațială principală și o navă spațială slave GLONASS, Fig. 2. Punctele t 1 , t * , t 2 indică pozițiile satelitului pe orbită, care sunt limitele citirilor parametrilor de navigație (interval dimensional). Diferențele în incrementele intervalului vor fi scrise după cum urmează:

Diferențele duble în incrementele intervalului vor lua forma

Diferențele dintre parantezele pătrate ale sistemului de ecuații (1) arată avantajele lor, așa cum sa arătat mai sus la astfel de distanțe (baze) dintre pozițiile satelitului pe orbită atunci când sunt proporționale cu distanța dintre satelit și obiectul care se află. determinat. În exemplul nostru, bazele sunt nesemnificative. Pentru a îndeplini această condiție, sistemul de ecuații (2) este transformat într-un sistem identic de ecuații, pentru care această condiție efectuat:

Astfel, din sistemul de diferențe de rază pentru orbitele satelitului cu parametri orbitali identici pentru o constelație de 5 sateliți, un GPS este maestru, patru GLONASS sunt sclavi. Sistemele finale de ecuații pentru diferențe duble în intervale (1) și pentru diferențe duble în incremente de interval (3), exprimate prin coordonate într-un sistem de coordonate dreptunghiular geometric, iau forma
pentru diferențe de interval dublu
,
Pentru diferențe duble în incremente de interval
;
;
,
Unde
- coordonatele sateliţilor slave, transmise în mesaje de navigaţie la momentele t 1, respectiv t 2. În mod similar, folosind rezultatele măsurătorii folosind SSN, componentele vectorului viteză sunt determinate:
;
;
,
Unde
- componente ale vectorului viteză NIS transmise în mesajele de navigație la momentele t 1, respectiv t 2. Analizând sistemele de ecuații de navigație ale diferențelor duble în intervale (4), diferențe duble în trepte de intervale (5) și viteze (6) utilizând semnalele radio prin satelit master, slave și dispozitivele de recepție corespunzătoare, canalele, vedem că în ecuațiile, coordonatele GPS-ului principal prin satelit sunt compensate, precum și erorile compensate cauzate de discrepanțe între scalele de timp și frecvențele GPS, GLONASS în raport cu scara de timp și frecvența obiectului. Dacă ecuațiile de navigație ale metodei cunoscute conțin erori cauzate de ionosferă și troposferă, atunci ecuațiile metodei propuse care utilizează diferențe de interval dublu conțin diferențele lor. Pentru a asigura o precizie ridicată în rezolvarea problemei de navigație datorită factorului geometric de determinare a poziției în spațiu, poziția navei spațiale în spațiu este selectată astfel încât o navă spațială să fie la zenit (oferind o mare precizie în determinarea poziției verticale) și navele spațiale rămase sunt în plan orizontal în direcții care diferă între ele cu 120 - 180 o (oferind o mare precizie în determinarea poziției orizontale) în funcție de numărul de nave spațiale utilizate. Astfel, metoda propusă, în ciuda, de exemplu, diferențelor serioase în GLONASS și GPS, în metodele de setare a efemeridelor, în dispunerea supercadrelor și a structurilor cadrelor informatii oficiale, în neidentitatea sistemelor de referință de coordonate spațiale utilizate și a diferențelor de scale de timp formate din diferite standarde de frecvență și timp, permite utilizarea lor în comun fără a le aduce în corespondența cerută, adică. fără modificări materiale organizatorice și modificări ale suportului matematic al sistemelor. Recepționând semnale radio de navigație de la GLONASS și navele spațiale GPS în paralel sau secvențial, folosind un dispozitiv de recepție multiplex sau multicanal și, de asemenea, luând nava spațială GPS ca stăpân într-o serie de măsurători și nava spațială GLONASS ca sclav și invers în alta serie, este posibil să se determine coordonatele și componentele obiectului vector viteză atât în sistemul de coordonate-timp GPS, cât și în sistemul de coordonate-timp GLONASS, fără a le aduce în conformitate. Partajarea sistemele vor oferi o anumită universalitate a definițiilor de navigație, fiabilitate și observație fiabilă prin compararea rezultatelor definițiilor conform sisteme diferite pentru a identifica cazurile de defecțiune a unuia dintre sisteme. Fiabilitatea suportului de navigație se referă la capacitatea unui sistem de navigație de a furniza unui obiect informații pentru a-i determina locația în orice moment, cu o precizie garantată pentru zona de lucru. Fiabilitatea este înțeleasă ca fiind capacitatea unui sistem de navigație de a detecta abaterile în funcționarea sa, ceea ce duce la o deteriorare a preciziei determinării coordonatelor și componentelor vectorului viteză al obiectului dincolo de valorile admise specificate. Dacă sistemul de ecuații de navigație ale diferențelor duble ale metodei propuse folosind măsurători folosind coduri de telemetru (1) este în esență un sistem de ecuații ale diferențelor de gamă, atunci sistemul de ecuații de navigație a diferențelor duble ale incrementelor de gamă măsurate folosind incremente de fază purtătoare pe intervalul de măsurare (2) este un sistem de ecuații de diferențe de gamă dublă și, de asemenea, vă permite să rezolvați o problemă de navigare - pentru a determina coordonatele locației și componentele vectorului viteză al obiectului. Deoarece, așa cum s-a arătat mai sus, acuratețea măsurării diferențelor duble în incrementele de fază la frecvențele purtătoare este cu un ordin de mărime mai mare decât acuratețea măsurării diferențelor în deplasările de timp ale secvențelor de cod, atunci acuratețea rezolvării unei probleme de navigare folosind incremente de fază este de asemenea, mai mare decât acuratețea rezolvării folosind diferențele de interval. Pentru a îmbunătăți și mai mult acuratețea rezolvării problemei de navigație folosind incremente de fază la frecvențele purtătoare prin eliminarea erorii cauzate de SCH din măsurători, diferențele duble în incrementele de interval sunt produse prin izolarea de semnale recepționate cu frecvențe egale cu diferențele de frecvență Doppler folosind cuadratura. detectoare de fază, la primele ieșiri ale cărora primesc semnalul principal, iar a doua intrare primește semnalele dispozitivelor de recepție slave, apoi diferențele de increment de fază sunt determinate prin înmulțirea valorilor medii ale diferențelor de frecvență Doppler cu intervalul măsurat și determinarea diferențelor de increment de fază dublă prin scăderea lor reciprocă. Cele de mai sus corespund implementării hardware, a cărei diagramă bloc este prezentată în Fig. 3. Izolarea semnalelor cu frecvențe Doppler la recepționarea semnalelor modulate în fază cu purtători suprimați se realizează prin pătrarea și filtrarea acestora, urmată de readucerea frecvențelor la cele dorite folosind divizoare de frecvență. Semnale de la ieșirile dispozitivelor de convoluție, care sunt furnizate sistemelor PLL ale dispozitivelor de recepție din Fig. 3, în modul de sincronizare cu întârziere, codurile telemetrului sunt semnale semnificativ de bandă îngustă - purtători reconstruiți modulați cu informații digitale. Intervalele de modificări ale valorilor purtătoarelor sunt determinate în principal de deplasarea Doppler (50 kHz la frecvențele GPS, GLONASS), iar lățimea spectrului de semnal este determinată de spectrul informațiilor digitale (100 Hz). Semnalele PLL pot urmări semnale corespunzătoare doar uneia dintre cele două benzi laterale și, prin urmare, au o pierdere de energie de 3 dB. Prin urmare, conectarea dispozitivelor de extragere din semnalele de navigație recepționate este egală cu diferențele de frecvență Doppler ale metodei propuse în Fig. 3, excluzând cele de-a doua benzi laterale, nu introduce pierderi suplimentare de energie. Semnalele radio de navigație prin satelit recepționate și convertite care ajung la detectoarele de fază în cuadratură poartă deja schimbări de frecvență din cauza instabilităților generatoarelor navelor spațiale, obiectul, din cauza condițiilor de propagare a undelor radio (ionosferă, troposferă), deplasări datorate căilor de recepție și alți factori. Prin urmare, în procesul de izolare a oscilațiilor cu frecvențe egale cu diferențele de frecvență Doppler ale metodei propuse, abaterile de frecvență enumerate se compensează parțial reciproc. Și chiar și cu diferențe triple, contribuția lor la acuratețea determinărilor de navigație va fi nesemnificativă. Când incrementele de fază sunt folosite pentru a rezolva problema de navigație, influența creșterilor de fază asupra preciziei datorată ionosferei, troposferele pentru punctele extreme ale intervalului de măsurare diferă puțin și sunt practic eliminate atunci când se formează diferențe de secundă. O trăsătură distinctivă specială a metodei propuse este că atunci când se măsoară diferențele în incrementele de fază folosind oscilații egale cu diferențele de frecvențe Doppler, semnalul oricărei surse de radiație poate fi utilizat ca semnal principal: la sol, în aer sau radiație de la nave spațiale. a altor sisteme. În acest caz, principala cerință pentru dispozitivul de recepție a obiectului detectat este capacitatea de a primi semnalul și de a-l converti astfel încât să asigure funcționarea blocului de detectoare de fază în cuadratura. Mai mult decât atât, coordonatele surselor de radiație, sistemele lor de timp, instabilitatea de frecvență și creșterile de frecvență datorate propagării undelor radio nu trebuie să fie cunoscute. Acestea sunt compensate în timpul măsurătorilor de navigație. Cel mai optiuni optime Implementarea hardware a metodei propuse este atunci când semnalele purtătoare modulate de codurile telemetru ale simulatoarelor sunt utilizate ca semnal principal al dispozitivului de recepție al obiectului. Simulatoarele fac posibilă optimizarea ratei de schimbare a frecvențelor în mod specific pentru fiecare tip de sisteme de navigație și astfel asigură funcționarea lor optimă în ceea ce privește obținerea potențialului precizie de determinare a coordonatelor de locație și a componentelor vectorului viteză al obiectului. Caracteristici distinctive ale metodei propuse:
recepția de către un dispozitiv de recepție cu canale N a semnalelor radio de navigație de la N sateliți, unul dintre canalele cărora este maestru, iar celelalte sunt sclavi;
determinarea diferențelor de increment de interval și diferențe de gamă prin scăderea din incrementele de fază purtătoare măsurate și decalările de timp ale secvenței de cod de către dispozitivele de recepție secundare a incrementelor de fază purtătoare și deplasarea în timp a secvenței de cod măsurate de dispozitivul de recepție principal;
determinarea diferențelor duble în intervale de incremente de intervale și intervale prin scăderea reciprocă a diferențelor de diferențe duble în incrementele de fază purtătoare și diferențele de deplasări în timp ale secvențelor de cod într-o secvență determinată de factorul geometric pentru determinarea poziției în spațiu;
utilizarea diferențelor de diferențe duble în incrementele de fază purtătoare pentru a determina coordonatele și componentele vectorului viteză al obiectului;
măsurarea diferențelor duble în incremente de interval prin izolarea semnalelor cu frecvențe egale cu diferențele de frecvențe Doppler primite de către master și fiecare canal slave al dispozitivului de recepție folosind detectoare de fază în cuadratura, ale căror prime intrări primesc semnale de la canalul master, iar a doua intrările primesc semnale de la slave și înmulțindu-le valori medii pe interval de măsurare;
recepția de către canalul principal al dispozitivului de recepție a semnalelor radio de la surse de la sol, din aer, de emisii radio și emisii radio de la nave spațiale ale altor sisteme;
utilizarea simulatoarelor de către canalele principale ale dispozitivului receptor ca semnal;
izolarea semnalelor cu frecvențe Doppler la recepționarea semnalelor modelate fază cu purtători suprimați prin pătrarea lor și filtrarea lor, urmată de revenirea frecvențelor la cele dorite folosind divizoare de frecvență. Astfel, metoda propusă pentru determinarea coordonatelor de locație și a componentelor vectorului viteză al obiectelor din semnalele radio ale navei spațiale SRNS prezintă noutate, diferențe semnificative și, atunci când este utilizată, dă un efect pozitiv constând în creșterea preciziei, fiabilității și fiabilității determinări de navigație ale sistemelor de radionavigație prin satelit și la sol.

Exista trei metode principale determinarea coordonatelor spațiale ale obiectelor:

linii și suprafețe de poziție;

corelație-extremă;

socoteala.

Dar ultimele două sunt aplicabile în prezent doar pentru sistemele de navigație autonome, adică. la determinarea locației pe aeronavă în sine. Determinarea coordonatelor țintei se bazează în prezent pe aplicarea metodei liniilor și suprafețelor de poziție.

Caracterul comun al fundamentelor fizice ale telemetriei radio și al găsirii direcției radio este exprimat, de asemenea, prin faptul că locația unei ținte poate fi determinată nu numai prin raza sa și unghiurile măsurate dintr-un punct O (Fig. 1.3), ci și prin măsurarea intervalul sau unghiurile de la punctele de referință distanțate și,( Fig. 1.7). Cel mai utilizat telemetru, diferență

telemetru, goniometru (găsirea direcției) și telemetru-goniometru

metode (combinate) pentru determinarea locației țintă.

Orez. 1.7. Metode pentru determinarea locației obiectelor:

a – telemetru; b – telometru diferență; c – determinarea direcției (unghi-

lometric)

În radar, pentru a determina locația unei ținte (obiect), cel mai des este folosită metoda pozițională, bazată pe utilizarea suprafețelor sau liniilor de poziție pentru a determina locația unui obiect în spațiu sau pe suprafața Pământului. Suprafața de poziție este un loc geometric al punctelor din spațiu care îndeplinesc condiția de parametru constant (coordonată măsurată relativ la punctul de referință (gamă, unghi etc.)).

Locația aeronavei în spațiu se găsește ca punct de intersecție a trei suprafețe de poziție (PP). Intersecția a două suprafețe de poziție dă o linie de poziție (LP), care este locul punctelor cu valori constante a doi parametri. Pentru a defini un punct în spațiu, este necesară intersecția a trei suprafețe de poziție sau o linie și o suprafață de poziție. Dacă ținta și punctele de referință sunt situate în același plan, sunt suficiente două LP (determinând cele două coordonate ale țintei, care sunt măsurate de două RLU) (Fig. 1.7).

Metoda telemetrului este de a determina locația țintei M

(Fig. 1.7, a) prin măsurarea distanțelor dintre țintă și punctele de sprijin ,.

Fiecare suprafață de poziție este o sferă centrată pe suport

într-un anumit punct şi cu o rază egală cu domeniul. Din moment ce punctele M, ,sunt în același plan, apoi suprafețele de poziție se transformă în cercuri cu raze și punct de intersecție pe țintă M. Mai există un punct de intersecție al cercurilor, dar ambiguitatea măsurătorilor poate fi eliminată.

Metoda de măsurare a diferențelor(Fig. 1.7, b) necesită prezența în plan a două perechi de puncte de sprijin, și,. Una dintre ele este de obicei comună

(). Fiecare pereche de stații este folosită pentru a obține LP-uri sub formă de hiperbole cu focus la punctele de referință. Aceste linii sunt construite ca locuri geometrice

puncte cu o diferență constantă de distanță: oti; oti. Punctul de intersecție al hiperbolelor coincide cu ținta M.

Goniometru Metoda (găsirea direcției) se bazează pe utilizarea proprietăților direcționale ale antenelor. Această metodă este implementată utilizând un radiogoniometru instalat la obiectul M și două radiofaruri situate la punctele de control și (Fig. 1.7, c) cu baza b.

Un indicator de direcție este un dispozitiv de recepție radio cu o antenă direcțională, iar un radiofar este un dispozitiv de transmisie cu o antenă omnidirecțională. Radiogoniometrul măsoară azimuturile farului și, întrucât LP-urile cu orientare constantă (= const, = const) sunt linii drepte care trec în unghi pe direcția sud - nord, ele au un singur punct de intersecție, care este cel dorit, adică coincide. cu ținta M.

Telemetru și goniometru metoda (Fig. 1.2, 1.3, 1.8) necesită utilizarea unei singure stații care să conțină un telemetru radio și un telemetru. Din punctul de stație O, telemetrul determină intervalul înclinat al țintei, iar telemetrul stabilește direcția către țintă, adică azimutul α și unghiul de elevație β.

Ținta M este situată la intersecția suprafeței poziției telemetrului sub forma unei bile cu rază și a telemetrului LP - sub forma unei linii drepte cu coordonatele unghiulare α și β care trece prin punctul O. Această metodă este cele mai tipice pentru radar, iar metodele rămase sunt pentru radionavigație. Cu toate acestea, chiar și în radar, locația unei ținte este uneori determinată din două sau mai multe puncte. De exemplu, dacă un radar convențional produce determinarea direcției cu erori mari, atunci se recurge la metoda de stabilire a distanței, iar dacă partea cu telemetru a radarului nu poate fi utilizată din cauza interferențelor puternice sau din cauza utilizării radarului pasiv, atunci recurg la metoda de găsire a direcției.

Orez. 1.8. PP la determinarea locației unui obiect prin poziție (de departe-

metoda numărului-direcție).

Astfel, în radar, metodele poziționale bazate pe utilizarea PP sau LP sunt folosite pentru a determina locația unui obiect. Alegerea metodei determină numărul de RLU incluse în sistem.

Concluzie

1. Semnalele radar reflectate de la ținte conțin toate informațiile despre acestea, deoarece atunci când sunt reflectate, toți parametrii semnalului se modifică (amplitudine, frecvență, fază inițială, durată, spectru, polarizare etc.).

2. Radarul modern folosește semnale locale și globale. SC locale sunt împărțite în SC cilindrice și sferice, SC globale în SC geografice și geosferice.

3. Conform principiilor formării semnalelor radar, metodele radar sunt împărțite în active, semi-active și pasive. În practică, acestea sunt adesea combinate la proiectarea sistemelor radar.

4. În radar, metodele poziționale bazate pe utilizarea PP sau LP sunt folosite pentru a determina locația unui obiect.

Alegerea metodei determină numărul de RLU incluse în sistem.

Întrebări de control:

1. Principiul măsurării distanței în radar.

2. Principiul stabilirii direcției în radar.

3. Principiul măsurării vitezei în radar.

4. Elementele principale ale unui SC sferic utilizat în radar.

5. Elementele principale ale unui SC cilindric utilizat în radar.

6. Elemente de bază ale SC geografice.

7. Elemente de bază ale SC geocentric.

8. Esența metodelor active de generare a unui semnal radar.

9. Esența metodelor semi-active și pasive de generare a unui semnal radar.

10. Esența metodelor telemetru și diferență-telemetru pentru determinarea locației unui obiect.

11. Esența metodelor goniometru și telemetru-goniometru pentru determinarea locației unui obiect.

Temă de auto-studiu:

1. Studiați materialele de curs.

2. Pregătiți-vă pentru test folosind întrebări de testare.

Literatură:

1. Bakulev P.A. Sisteme radar: manual pentru universități. –

M.: Inginerie radio, 2004.

2. Belotserkovsky G.B. Noțiuni de bază ale radarului și radar

dispozitive. – M.: Radio sovietică, 1975.

Această metodă se bazează pe măsurarea distanței R între punctele de emisie şi recepţie a semnalului în funcţie de timpul de propagare a acestuia între aceste puncte. În radionavigația, telemetrul funcționează cu un semnal de răspuns activ emis de antena emițătorului transponder (Fig. I.5.1) atunci când primesc un semnal de solicitare. Dacă timpul de propagare al solicitării semnalează t 3 și răspunsuri t O este același, iar timpul de formare a semnalului de răspuns în transponder este neglijabil, apoi intervalul măsurat de interogator (telemetru radio)

Semnalul reflectat poate fi folosit și ca răspuns, ceea ce se face atunci când se măsoară raza de acțiune sau altitudinea radarului cu un radioaltimetru.

Suprafața de poziție a sistemului telemetru este suprafața unei mingi cu o rază R. Liniile de poziție pe un plan fix sau sferă (de exemplu, pe suprafața Pământului) vor fi cercuri, motiv pentru care sistemele de telemetru sunt uneori numite circular . În acest caz, locația obiectului este determinată ca punct de intersecție a două linii de poziție. Deoarece cercurile se intersectează în două puncte (Fig. 2.3), apare o ambiguitate de referință, pentru a elimina ce mijloace suplimentare de orientare sunt utilizate, a căror precizie poate fi scăzută, dar suficientă pentru o alegere fiabilă a unuia dintre cele două puncte de intersecție. Deoarece timpul de întârziere a semnalului poate fi măsurat cu mici erori, telemetrul RNS face posibilă găsirea coordonatelor cu o precizie ridicată. La rândul lor, sistemele de telemetru sunt împărțite în

Telemetru radio fără transponder;

telemetru radio cu transponder;

radioaltimetre.

Principiul de funcționare telemetru radio fără transponder constă în faptul că, atunci când se măsoară distanța dintre un punct de referință de pe Pământ și un obiect (țintă), intervalul de timp dintre momentul în care un impuls radio este trimis de un transmițător radio de la sol și momentul în care este recepționat de un se măsoară radioul de bord. Pentru a face acest lucru, trebuie să existe standarde de timp la bord și la sol care să sincronizeze funcționarea echipamentelor de la sol și de la bord. Parametrul unui telemetru radio fără transponder va fi distanţăîntre solicitant și obiect (țintă).

În telemetrul radio cu transponder Se măsoară intervalul de timp dintre impulsurile radio de cerere și răspuns. Parametrul unui astfel de telemetru radio va fi dublu față de distanța dintre interogator și respondent.

Parametru radioaltimetru este de două ori înălțimea aeronavei deasupra solului.

Metodele de găsire a distanței radio au început să fie utilizate mai târziu decât metodele goniometrice. Primele mostre de telemetrie radio bazate pe măsurători de fază ale întârzierii timpului au fost dezvoltate în URSS sub conducerea lui L. I. Mandelstam, N. D. Papaleksi și E. Ya. Shchegolev în 1935-1937. Metoda de măsurare a intervalului de puls a fost utilizată în radarul cu puls dezvoltat în 1936-1937. sub conducerea lui Yu. B. Kobzarev.

Metoda de măsurare a diferențelor.

Folosind un indicator de receptor situat la bordul obiectului, se determină diferența de timp de recepție a semnalelor de la emițătoarele a două stații de referință: AȘi ÎN. statie A numit master, deoarece cu ajutorul semnalelor sale se sincronizează munca stației slave ÎN. Măsurarea diferenței de distanță proporțională cu deplasarea în timp a semnalelor de la stație A și B, ne permite să găsim doar suprafața de poziție corespunzătoare acestei diferențe și având forma unui hiperboloid. Dacă indicatorul receptorului și stații AȘi ÎN situat pe suprafața Pământului, apoi măsurarea
vă permite să obțineți o linie de poziție pe suprafața pământului sub forma unei hiperbole cu
. Pentru două stații, puteți construi o familie de hiperbole cu focare în punctele în care sunt situate stațiile A și B. Se numește distanța dintre stații baza . Pentru o bază dată, o familie de hiperbole este mapată în avans și digitalizată. Cu toate acestea, o pereche de stații permite să se determine doar linia de poziție pe care se află obiectul. Pentru a-i găsi locația, este nevoie de o a doua pereche de stații (Fig. II.2.3), a căror bază d 2 ar trebui să fie amplasat într-un unghi față de bază d 1 prima pereche. De obicei, stația de conducere A este comună și sincronizează funcționarea ambelor stații slave ÎN 1 Și ÎN 2 . Grila de linii de poziție a unui astfel de sistem este formată din două familii de hiperbole care se intersectează, care fac posibilă găsirea locației unui obiect (țintă) folosind indicatorul receptor (RI) situat la bord. Precizia sistemului de telemetru diferență este mai mare decât precizia goniometrică și se apropie de precizia telemetrului. Avantajul acestei metode este numărul nelimitat de debit, deoarece stațiile terestre pot deservi un număr nelimitat de PI situate în raza de acțiune a sistemului, deoarece nu este nevoie să aveți un transmițător la bordul obiectului detectat, ca într-un sistem de telemetru. Trebuie remarcat faptul că asimptotele hiperbolelor sunt linii drepte care trec prin centrul bazei fiecărei perechi de stații din sistem. Astfel, la distanțe de câteva ori mai mari decât lungimea bazei, liniile de poziție degenerează în linii drepte, drept urmare sistemul de telemetrie a diferențelor poate fi folosit ca goniometru.

În funcție de tipurile de semnale de la stațiile de la sol și de metoda de măsurare a deplasării în timp a semnalelor PI recepționate, se disting următoarele:

puls;

puls-diferență de fază-telemetru RNS.

Principiul unui sistem de măsurare a diferențelor de puls a fost propus de inginerul sovietic E.M. Rubchinsky în 1938, dar astfel de sisteme s-au răspândit abia spre sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, când au fost dezvoltate metode de măsurare precisă a poziției temporale a impulsurilor. Primul sistem de măsurare a diferențelor de fază (sondă de fază) a fost creat în URSS în 1938. Mai târziu, acest principiu a fost folosit în sistemele Decca, Coordonator etc.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

UDC 519.711.3

Metodă pentru determinarea coordonatelor și a parametrilor de mișcare ai unui obiect care se mișcă neliniar folosind numai informații goniometrice

Pynninen Serghei Alexandrovici

Universitatea Tehnică de Corespondență de Stat Northwestern,

Sankt-Petersburg, Rusia

Adnotări

Articolul discută o metodă pentru calcularea unei estimări a traiectoriei unui obiect care se mișcă neliniar folosind doar informații goniometrice. Metoda are proprietăți de continuitate, robustețe și face posibilă creșterea preciziei determinării parametrilor de mișcare în comparație cu metodele existente

Cuvinte cheie: ANALIZA TRAIECTORII, APROXIMAREA, MIȘCARE NELINIARĂ, INFORMAȚII GONOMETRICE, PARAMETRI DE MIȘCARE

METODA DE DETECȚIE A COORDONATELOR ȘI A PARAMETRILOR DE MIȘCARE PENTRU OBIECTUL DE MIȘCARE NELINIAR FOLOSIND INFORMAȚII NUMAI RUGĂȚI

Pyunninen Serghei Alexandrovici

Universitățile tehnice de stat de nord-vest,

Sf. Petersburg, Rusia

Articolul descrie metoda de calculare a traiectoriei de estimare a unui obiect în mișcare neliniar folosind informații numai pentru rulmenți. Metoda are proprietăți de continuitate, robustețe și îmbunătățește acuratețea de detectare a parametrilor de mișcare în comparație cu metodele existente

Cuvinte cheie: ANALIZA TRAIECTORII, APROXIMAREA, MIȘCARE NELINIARĂ, INFORMAȚII NUMAI RUGMENTI, PARAMETRI DE MIȘCARE

Introducere

Unul dintre cele mai complexe tipuri de algoritmi din sistemele de navigație sunt algoritmii pentru determinarea coordonatelor și parametrilor mișcării obiectului (CPDO) folosind informații goniometrice. Astăzi, există mai multe metode matematice potrivite pentru implementarea acestor algoritmi, iar fiecare dintre ele are o serie de limitări semnificative în domeniul determinării eficienței obiectelor care se mișcă neliniar. Utilizarea metodelor de analiză a sistemelor ne-a permis să formulăm o nouă formulare a problemei și să dezvoltăm pe baza acesteia noua metoda soluţii cu o serie de avantaje semnificative.

Formularea problemei

Un obiect de observație (OB) se mișcă în spațiul bidimensional de-a lungul unei traiectorii netede, care este o funcție a vectorului de coordonate în funcție de timp și conține toate informațiile despre poziția, parametrii și natura mișcării obiectului observat. .

Traiectoria observatorului este descrisă printr-o funcție similară, care se presupune că este cunoscută și adecvată parametrilor de poziție și mișcare reale ai observatorului.

La momente discrete de timp selectate pe o grilă uniformă cu o origine și un pas, observatorul măsoară unghiul de orientare față de obiectul de observație. Unghiul de orientare este unghiul dintre direcția spre nord și direcția către obiectul de observație.

Observarea unghiului de rulment se face cu o oarecare eroare – numită eroare de măsurare și considerată a fi distribuită conform legii distribuției normale.

Este necesar, pe baza datelor de observație, să reconstruim traiectoria țintei cu o precizie dată.

Metoda N-polinomului

Sarcina de a construi traiectoria unui obiect de observație este sarcina de a construi o funcție care aproximează anumite valori discrete obținute ca urmare a prelucrării observațiilor.

Pentru a rezolva această problemă, este necesară introducerea unei funcții care implementează legătura dintre datele de observație și parametrii estimați.

Să facem acest lucru specificând ecuația unei drepte care trece prin pozițiile observatorului și OH și fiind linia de rezemare (Figura 1).

Figura 1. Determinarea liniei de rezemare pe OH.

Coordonatele observatorului, - coordonatele OH, P- unghiul de orientare la OH.

Ecuația dreptei este:

unde este coeficientul unghiular liniar.

Vom presupune că observatorul se deplasează pe o traiectorie descrisă de funcții.

Pentru a găsi funcția traiectoriei obiectului, construim funcții de aproximare ale coordonatelor din timpul de observație, exprimându-le printr-o combinație liniară de polinoame ortogonale, de exemplu polinoame:

unde sunt polinoamele Chebyshev de primul sau al doilea fel;

Timp de observare estimat.

Calculăm grila de eșantionare pentru fiecare dintre măsurători folosind formula:

unde este timpul acelei observații, este timpul primei observații,

Ora ultimei observații.

În cursul rezolvării problemei, obținem date despre poziția obiectului observat sub formă de unghiuri de rezemare, care sunt apoi convertite în coeficienți unghiulari pentru ecuația (1) după cum urmează:

Datorită caracteristicilor de calcul funcții trigonometrice, zgomotul prezent în datele de observare a unghiurilor de rezemare are un efect neuniform asupra preciziei calculelor pentru diferite valori ale argumentului funcției.

Pentru a minimiza influența perturbațiilor de zgomot, pentru fiecare ecuație de observație vom efectua o transformare de coordonate identică care rotește sistemul de coordonate de bază astfel încât unghiurile de observație în sistem nou coordonatele erau aproape de 0°.

Pentru a face acest lucru, vom roti coordonatele cu un unghi, pe care îl vom alege în așa fel încât. În acest caz, coeficientul unghiular din ecuația (1) va lua forma:

Să notăm coordonatele obiectului de observație în sistemul de coordonate rotit

Vom efectua transformări similare pentru coordonatele observatorului.

Rescriind ecuația (1) pentru sistemul de coordonate rotit și grupând termenii cunoscuți în partea dreaptă, obținem:

Luând în considerare (5) și înlocuind (6) în (7) obținem:

Să notăm

Pentru comoditate, scriem (8) ca:

Înlocuind funcțiile de aproximare (2) în (9) pentru fiecare dintre observațiile făcute și apoi transformând sistemul rezultat în formă matriceală, obținem ecuația matriceală:

Aici (11) este o matrice de observații, iar (13) este un vector coloană care conține coordonatele observatorului.

După ce am rezolvat sistemul (10) pentru X, vom găsi coeficienții. traiectorie mişcare neliniară goniometrică

Înlocuind coeficienții găsiți (2), obținem funcțiile dorite care determină traiectoria obiectului observat.

Utilizarea sistemului Chebyshev de polinoame ortogonale permite observarea unui obiect pe o grilă de timp uniformă, iar numărul de măsurători poate depăși 2*n, unde n este gradul polinomului care aproximează traiectoria obiectului.

În acest caz, este necesar să se reducă matricea A la formă pătrată. Pentru a rezolva această problemă, vom folosi metoda celor mai mici pătrate, utilizată pe scară largă, care va permite filtrarea suplimentară a măsurătorilor. Ca rezultat, sistemul (10) va lua forma:

O soluție ulterioară a sistemului se realizează în mod similar cu soluția sistemului (10).

Analiza comparativă a preciziei determinării parametrilor de mișcare pentru metodele studiate

În continuare, prezentăm principalele rezultate ale modelării comparative a erorii în determinarea distanței până la obiectul observat folosind metoda N-bearing și metoda N-polinom.

Figurile 2-5 arată rezultatele pentru tipuri variate mișcarea obiectului observat.

Figura 2. Eroare la determinarea distanței până la OH, cu mișcare liniară uniformă.

Figura 3. Eroare în determinarea distanței până la OH în timpul mișcării liniare uniform accelerate.

Suprafață umbrită - metoda N-bearing;

Suprafața cadrului - metoda N-polinoame.

Figura 4. Eroare în determinarea distanței până la OH în timpul mișcării neliniare.

Suprafață umbrită - metoda N-bearing;

Suprafața cadrului - metoda N-polinoame.

Figura 5. Eroare în determinarea distanței până la OH în timpul mișcării uniforme cu o schimbare a cursului.

Suprafață umbrită - metoda N-bearing;

Suprafața cadrului - metoda N-polinoame.

Distribuția axelor în graficele 2-5:

– Axa N este numărul de serie al observației discrete;

– Axa S - nivelul maxim de zgomot la respectarea unghiului de rulment (în minute de arc);

– Axa E – eroare de determinare a distanței (în % din interval până la OH).

Pentru fiecare tip de mișcare prezentat pe grafic, calculul a fost realizat pe baza datelor dintr-o serie de 1000 de experimente de calcul.

Parametri experimentali: modelarea zgomotului de determinare a unghiului de observare conform legii normale cu max. nivelul de zgomot - 60", timp de observare - 600 s., perioada de observații discrete - 15 s., distanța inițială până la obiectul observat - 3000 m.

Orez. 2 prezintă echivalența practică a metodelor studiate pentru cazul mișcării rectilinie uniforme a OH. Din cele prezentate în Fig. Graficele 3-5 arată o îmbunătățire semnificativă a preciziei determinării distanței atunci când se utilizează metoda N-polinom pentru un obiect care se mișcă neliniar.

Datele rezumative ale studiilor comparative efectuate cu privire la acuratețea determinării factorului de eficiență pentru diferite tipuri de mișcare sunt prezentate în Tabelul 1.

Tabelul 1 - Comparație între PRECIZIȚIA determinării CPDO folosind metoda N-bearing și metoda N-polinom

Tipul de mișcare a obiectului	Max. nivelul de zgomot,	Eroare la determinarea distanței, %	Eroare la determinarea modulului de viteză, %
		Metoda N-lagărului	Metoda N-polinomului	Metoda N-lagărului	Metoda N-polinomului
Uniforme drepte

Accelerată uniform rectilinie

De-a lungul unei parabole cu accelerație constantă

Uniformă cu schimbarea cursului

Discuția rezultatelor

Metoda propusă aparține clasei metode geometriceși are semnificative simplitate de calcul si permite:

1) efectuarea unei evaluări adecvate a traiectoriilor RP de diferite niveluri de complexitate, inclusiv a traiectoriilor neliniare;

2) efectuează evaluarea ulterioară a vectorului viteză, accelerație, viteză de modificare a accelerației OH, prin analiza funcției coordonatelor OH în funcție de timp;

3) efectuați o soluție continuă a problemei, indiferent de parametrii mișcării OH;

4) generarea unor estimări mai precise ale eficienței comparativ cu metoda N-bearing utilizată în practică, în cazurile de mișcare neliniară a obiectului observat;

5) rezolvați problema în spațiul tridimensional. Pentru a face acest lucru, va fi necesar să completați sistemul (2) cu o ecuație care ia în considerare înălțimea obiectului observat și să extindeți ecuația matriceală (10) cu ecuațiile de observație corespunzătoare.

Metoda poate fi aplicată:

1) ca metodă independentă pentru determinarea eficienței OH cu mișcare neliniară;

2) ca metoda alternativa determinarea parametrilor de mișcare ai obiectelor în mișcare liniară;

3) ca metodă de elaborare a estimărilor preliminare ca parte a metodelor adaptive și a altor metode care necesită specificarea estimărilor preliminare ale parametrilor mișcării obiectului.

Bibliografie

1. Benlian Xu. Un algoritm de urmărire adaptiv pentru ținta de manevră doar cu rulmenți / Benlian Xu, Zhiquan Wang // Jurnalul Internațional de Științe Informatice și Securitate Rețelei IJCSNS, 2007.- ianuarie. Vol. 7, nr. 1. - pp. 304-312.

2. Hammel S.E. Mișcarea optimă a observatorului pentru localizare cu măsurători de rulmenți / S.E.Hammel, P.T.Liu, E.J.Hilliard, K.F.Gong.- Calculatoare și Matematică cu Aplicații: -18 (1-3).-1989.- pp. 171-180.

3. Landelle B. Considerații de robustețe pentru urmărirea numai cu rulmenți/B. Landelle/ Information Fusion A 11-a Conferință Internațională privind - Franța: Thales Optronique, Universite Paris-Sud, - 2008. - P. 8

4. Li. R. Studiu de urmărire a țintei de manevră. partea I. modele dinamice. /R. Li și V.P. Jilkov/Aerospace and Electronic Systems, - IEEE Transactions on 39(4), 2004.- Pp. 1333-1364.

5. Middlebrook D.L. Automatizare de urmărire numai cu rulmenți pentru un singur vehicul subacvatic fără pilot: Teză (S.M.) Massachusetts Institute of Technology, Dept. de Inginerie Mecanică, 2007.

6. A cântat J.S. Estimare de intrare cu model multiplu pentru urmărirea țintei de manevră / Sang Jin Shin, Taek Lyul Song// Control Engineering Practice, 2002.-decembrie. Vol. 10, nr. 12. - pp. 1385-1391.

7. Kudryavtsev K.V. Cercetarea și dezvoltarea unei metode pentru determinarea rațională a parametrilor mișcării obiectelor marine folosind informații goniometrice. / K.V. Kudryavtsev/ Dis. Ph.D. tehnologie. Sci. - Moscova, 2006. - 116 p. - RSL OD, 61: 06-5/3066.

8. Pavlov B.V., Metode moderne de navigare și control al mișcării: modele și metode de prelucrare a informațiilor în sarcinile de control al mișcării / B.V. Pavlov, D.A. Goldin // Seminarul integral rusesc „Probleme de management” // Institutul de probleme de management numit după. V.A. Trapeznikova RAS.- 2010. - Nr 3. - str. 79-82.

Postat pe Allbest.ru

...

Documente similare

Metodologie pentru determinarea experimentală a curbelor de accelerație a obiectului de control de-a lungul canalelor de control și perturbare pentru un rezervor sub presiune. Caracteristicile dinamice ale obiectului de control, descrierea matematică a dinamicii printr-o ecuație diferențială liniară.

munca de laborator, adaugat 14.12.2010

Derivarea ecuației de mișcare a unui pendul. Forța de energie cinetică și potențială. Determinarea tuturor pozițiilor de echilibru. Studiu de stabilitate. Calculul analitic și numeric al traiectoriei sistemului. Reprezentând traiectoria unui sistem în moduri diferite.

test, adaugat 04.12.2016

Modelarea unui sistem de monitorizare continuă pe baza unui model matriceal al obiectului de observare. Găsirea funcției de transfer a filtrului de modelare a procesului de intrare. Trasarea unui grafic al dependenței coordonatelor și vitezei în timp, traiectoria de fază a sistemului.

lucrare curs, adaugat 25.12.2013

Conceptul și esența unui sistem cu redundanță structurală. Clasificare și soiuri. Descrierea caracteristicilor fiecărui soi. Determinarea probabilității stării operaționale a unui obiect. Nivelul de fiabilitate al obiectului de rezervă, calculul acestuia.

lucru curs, adăugat 03/05/2009

Conceptul de optimizare multicriterială. Programare liniară și matematică care oferă soluții numerice la probleme multidimensionale cu constrângeri. Rezolvarea unei probleme de clasare pentru a determina obiectul optim pe baza parametrilor definitori ai acestuia.

rezumat, adăugat 31.05.2014

Dezvoltarea unei metodologii de evaluare a stării unei instalații hidraulice expuse la inundații de diferite naturi folosind teoria mulțimilor fuzzy. Modelarea riscului posibil în vederea rezolvării problemei de zonare a unei zone de coastă.

lucrare curs, adaugat 23.07.2011

Studii analitice și informatice ale ecuației și modelului van der Pol. Esența și caracteristicile aplicării metodelor Euler și Runge-Kutta de ordinul 4. Compararea acurateței metodelor Euler și Runge-Kutta pe același grafic, trasând traiectorii de fază de la 1 punct.

lucrare curs, adaugat 10.06.2012

Modele matematice ale obiectelor tehnice și metode de implementare a acestora. Analiza proceselor electrice într-un circuit de ordinul doi folosind sisteme matematice computerizate MathCAD și Scilab. Modele matematice și modelare a unui obiect tehnic.

lucrare curs, adăugată 03.08.2016

Definiții de bază. Algoritm de rezolvare. Inegalități cu parametrii. Definiții de bază. Algoritm de rezolvare. Acesta este doar unul dintre algoritmii de rezolvare a inegalităților cu parametri folosind sistemul de coordonate xOa.

lucrare curs, adaugat 12.11.2002

Calculul utilizând sistemul MathCAD a valorilor funcțiilor de mișcare, viteză și accelerație ale unei remorci sub influența valorilor lor inițiale, fără a lua în considerare forța perturbatoare a neregulilor rutiere. Estimarea influenței masei remorcii asupra amplitudinii maxime a vibrațiilor.