RU2191402C2 - Procedure determining position of lost object and device for its realization - Google Patents

Abstract

FIELD: radiolocation, location of objects with use of secondary radiation of radio waves. SUBSTANCE: procedure includes emission of interrogation signal, reception of this signal by receiver located on object, emission of identification signal by transmitter also located on object, reception of identification signal, determination of position of source of identification signal by obtained data. Identification signal is emitted following time interval specified by owner of object after reception of interrogation signal. Audio, infrared, optical, radio and other signals are employed in procedure. Device for realization of procedure and search for lost objects has transceiver stations, radio responder put on object, processing center. Radio responder incorporates receiver and decoder connected in series, encoder, modulator and high-frequency generator connected in series and timer. Input and output of the latter are connected correspondingly to output of decoder and input of encoder, radio responder is located on object as its integral part inaccessible for disconnection or removal. EFFECT: enhanced reliability in determination of position of lost object. 4 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области радиолокации, в частности к области определения местоположения объектов с использованием вторичного излучения радиоволн. The proposed technical solution relates to the field of radar, in particular to the field of determining the location of objects using secondary radiation of radio waves.

Известны способы и устройства определения местоположения утерянных (похищенных) предметов, основанные на пеленгации различного вида излучателей (маяков), размещенных на этих предметах. Широко используются радиоизлучатели (заявка GB, 2256106, 4 G 01 S 13/74, РЖ ИСМ 85-12-94). Недостатком таких способов и устройств является постоянное излучение сигнала, что дает возможность достаточно просто определить структуру (несущую частоту, вид модуляции, кодировку на видеочастоте) излучаемого сигнала и затем сформировать и излучить ложный сигнал, имитирующий сигнал маяка утерянного предмета. В результате определить истинное местоположение утерянного предмета оказывается затруднительно. Known methods and devices for determining the location of lost (stolen) items based on direction finding of various types of emitters (beacons) placed on these items. Radio emitters are widely used (application GB, 2256106, 4 G 01 S 13/74, RJ ISM 85-12-94). The disadvantage of such methods and devices is the constant emission of the signal, which makes it possible to quite simply determine the structure (carrier frequency, type of modulation, coding on the video frequency) of the emitted signal and then generate and emit a false signal simulating a beacon signal of a lost object. As a result, it is difficult to determine the true location of the lost item.

Эффективным способом определения местоположения утерянных предметов является способ, основанный на использовании вторичного радиоизлучателя (радиоответчика), размещаемого на предмете и излучающего сигнал опознавания в ответ на внешний сигнал опроса, излучаемый внешним передатчиком - радиозапросчиком. Сигналы опроса и опознавания являются уникальными для данного предмета. Сигнал опознавания принимается внешними приемниками, и по их данным определяется местоположение источника сигнала опознавания, а следовательно, и утерянного предмета. Способы и устройства описаны, например, в книге Сиверса А.П., Суслова Н.А. Основы радиолокации, М.: Сов. радио, 1956, стр. 197-204. An effective way to determine the location of lost objects is a method based on the use of a secondary radio emitter (radio transponder) placed on the object and emitting an identification signal in response to an external polling signal emitted by an external transmitter - radio transponder. Interrogation and recognition signals are unique to this subject. The recognition signal is received by external receivers, and their data determines the location of the source of the identification signal, and therefore the lost item. Methods and devices are described, for example, in the book of Sievers A.P., Suslova N.A. The basics of radar, M .: Sov. Radio, 1956, pp. 197-204.

Устройство, реализующее указанный способ, содержит радиозапросчик, радиоответчик и внешние приемные устройства. При этом на предмете размещается радиоответчик, приемник которого постоянно включен. При излучении передатчиком радиозапросчика сигнала опроса он принимается приемником радиоответчика, включается передатчик радиоответчика и излучается сигнал опознавания. Сигнал опознавания принимается внешними приемными устройствами, пеленгуется источник сигнала и определяется его местоположение, а следовательно, и местоположение утерянного предмета. A device that implements the specified method contains a radio interrogator, a radio transponder, and external receiving devices. At the same time, a radio responder is placed on the subject, the receiver of which is constantly on. When a polling signal is emitted by a transmitter of a radio interrogator, it is received by a radio responder receiver, a radio transponder transmitter is turned on and an identification signal is emitted. The recognition signal is received by external receivers, the signal source is detected and its location is determined, and therefore the location of the lost item.

Недостатки известного способа и устройства состоят в том, что в случае похищения предмета излучение сигнала опознавания передатчиком радиоответчика может быть относительно просто обнаружено, определена структура сигнала опознавания и затем приняты меры по подавлению этого сигнала специально организованными помехами или нарушена работа радиоответчика. The disadvantages of the known method and device are that in case of theft of the object, the radiation of the recognition signal by the transmitter of the radio responder can be relatively easily detected, the structure of the recognition signal can be determined, and then measures can be taken to suppress this signal by specially organized interferences or the operation of the radio responder is disrupted.

Наиболее близким к заявляемому является способ, описанный в заявке GB 2207787, G 01 S 13/74, ВНИИПИ 109-24-89. Способ заключается в излучении сигнала опроса, приеме этого сигнала приемником, размещенным на предмете, излучении сигнала опознавания передатчиком, также размещенным на предмете, приеме сигнала опознавания, определении по полученным данным местоположения источника сигнала опознавания. Closest to the claimed is the method described in the application GB 2207787, G 01 S 13/74, VNIIIPI 109-24-89. The method consists in emitting a polling signal, receiving this signal by a receiver located on an object, emitting an identification signal by a transmitter also placed on an object, receiving an identification signal, determining, based on the received data, the location of the identification signal source.

Наиболее близкое устройство, реализующее описанный выше способ, содержит (фиг. 1) приемо-передающие станции 1, радиоответчик 2, пункт обработки 3, причем радиоответчик 2 включает в себя последовательно соединенные приемник 4, дешифратор 5, кодирующее устройство 6, модулятор 7, высокочастотный генератор 8. The closest device that implements the method described above contains (Fig. 1) transceiver stations 1, a radio transponder 2, a processing point 3, the radio transponder 2 including a series-connected receiver 4, a decoder 5, an encoder 6, a modulator 7, a high-frequency generator 8.

Известное устройство работает следующим образом. Приемник 4 радиоответчика 2, размещенного на предмете, постоянно включен. Для определения местоположения предмета с одной из приемо-передающих станций 1 излучается сигнал опроса, кодировка которого соответствует только данному предмету, сигнал принимается приемником 4 радиоответчика, с выхода которого он поступает на дешифратор 5. Сигнал на выходе дешифратора 5 появляется только в том случае, если кодировка принятого сигнала опроса соответствует кодировке, установленной для данного предмета. Этот сигнал является запускающим для кодирующего устройства 6, где формируется сигнал опознавания на видеочастоте. В модуляторе 7 и высокочастотном генераторе 8 видеоимпульсы преобразуются в радиоимпульсы и затем через антенну излучаются. Сигнал опознавания принимается приемопередающими станциями 1, в которых определяются направления на его источник. Координаты приемо-передающих станций вместе с информацией о принятых сигналах передаются в пункт обработки 3, где вычисляются координаты радиоответчика 2, а следовательно, и утерянного предмета. The known device operates as follows. The receiver 4 of the radio responder 2, placed on the subject, is constantly on. To determine the location of the item from one of the transceiver stations 1, a polling signal is emitted, the coding of which corresponds only to this item, the signal is received by the receiver 4 of the radio responder, from the output of which it goes to the decoder 5. The signal at the output of the decoder 5 appears only if the encoding of the received polling signal corresponds to the encoding set for this subject. This signal is triggering for the encoder 6, where an identification signal is generated at the video frequency. In the modulator 7 and the high-frequency generator 8, the video pulses are converted into radio pulses and then emitted through the antenna. The identification signal is received by the transceiver stations 1, in which the directions to its source are determined. The coordinates of the transceiver stations together with information about the received signals are transmitted to the processing point 3, where the coordinates of the radio transponder 2, and therefore the lost item, are calculated.

Недостаток способа и устройства состоит в следующем. Так как подобные способы и устройства определения местоположения предмета используются достаточно широко, то известны и методы противодействия им в случае похищения предмета. Так, например, используя специальное устройство (сканер), содержащий широкополосные передатчик и приемник, облучают утерянный предмет различными сигналами, фиксируют сигнал, запускающий передатчик сигнала опознавания, и, анализируя ответный сигнал, подбирают сигнал, искажающий сигнал опознавания. Такой сигнал излучают. В результате суммарный ответный сигнал отличается от сигнала опознавания, и в приемо-передающей станции игнорируется. Поэтому определить местоположение источника такого сигнала оказывается невозможным. The disadvantage of this method and device is as follows. Since similar methods and devices for determining the location of an object are used quite widely, methods are also known for counteracting them in the event of theft of an object. So, for example, using a special device (scanner) containing a broadband transmitter and receiver, irradiate the lost object with various signals, fix the signal that triggers the recognition signal transmitter, and, analyzing the response signal, select a signal that distorts the identification signal. Such a signal is emitted. As a result, the total response signal is different from the identification signal, and is ignored in the transceiver station. Therefore, it is impossible to determine the location of the source of such a signal.

Другой метод противодействия описываемой системе состоит в имитации сигнала опознавания. После того как структура сигнала опознавания определена, на месте похищенного предмета оставляется передатчик, его излучающий, а радиоответчик предмета отключается или разрушается. В этом случае местоположение источника сигнала опознавания не изменяется, что делает определение местоположения утерянного предмета практически невозможным. Another method of counteracting the described system is to simulate an identification signal. After the structure of the identification signal is determined, the transmitter emitting it is left at the place of the stolen item, and the item's radio responder is turned off or destroyed. In this case, the location of the source of the identification signal does not change, which makes the determination of the location of the lost item almost impossible.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение указанных недостатков. The proposed technical solution is aimed at eliminating these shortcomings.

Решаемой задачей (техническим результатом), таким образом, является повышение надежности определения местоположения утерянного предмета. The problem being solved (technical result), therefore, is to increase the reliability of determining the location of a lost item.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе, заключающемся в излучении сигнала опроса, приеме этого сигнала приемником, размещенным на предмете, излучении сигнала опознавания передатчиком, также размещенным на предмете, приеме сигнала опознавания, определении по полученным данным местоположения источника сигнала опознавания, согласно изобретению излучение сигнала опознавания производят через заданный владельцем предмета интервал времени после приема сигнала опроса;
тем, что применяют звуковые, инфракрасные, оптические, радио и иные сигналы.This result is achieved by the fact that in the known method, which consists in emitting a polling signal, receiving this signal by a receiver located on an object, emitting an identification signal by a transmitter also placed on an object, receiving an identification signal, determining from the received data the location of the identification signal source, according to the invention the identification signal is emitted at a time interval specified by the owner of the item after receiving the polling signal;
the fact that they use sound, infrared, optical, radio and other signals.

Указанный технический результат достигается также тем, что в устройство поиска утерянных предметов, содержащее приемо-передающие станции, радиоответчик, размещенный на предмете, пункт обработки, причем радиоответчик включает в себя последовательно соединенные приемник, дешифратор, кодирующее устройство, модулятор, высокочастотный генератор, согласно изобретению введено устройство для отсчета времени, вход и выход которого соединены соответственно с выходом кодирующего устройства и с входом модулятора;
тем, что радиоответчик размещен на предмете как его неотъемлемая часть, недоступная для отключения или изъятия.The specified technical result is also achieved by the fact that in the device for searching for lost objects, containing transceiver stations, a radio transponder placed on the item, a processing station, the radio transponder including a serially connected receiver, a decoder, an encoding device, a modulator, a high-frequency generator, according to the invention introduced a device for counting time, the input and output of which are connected respectively with the output of the encoder and with the input of the modulator;
the fact that the radio transponder is placed on the subject as its integral part, inaccessible for disconnection or withdrawal.

Поясним суть предлагаемого технического решения. Let us explain the essence of the proposed technical solution.

Повышение надежности определения местоположения предмета в случае его похищения в предлагаемом техническом решении достигается за счет того, что сигнал опознавания излучается передатчиком утерянного предмета не сразу после приема сигнала опроса, а спустя некоторое время, известное только владельцу предмета. Причем отсчет времени после приема каждого нового сигнала опроса начинается сначала, даже если сигнал опознавания на предыдущий сигнал опроса еще не был излучен. Введение такой задержки позволяет значительно затруднить анализ структуры сигналов опроса и опознавания при сканировании приемника и передатчика предмета с помощью специальных технических средств на основе широкополосных передатчиков и приемников с анализаторами спектра (сканеров). Так, облучение радиоответчика различными сигналами с целью преднамеренного включения передатчика и излучения сигнала опознавания для дальнейшего анализа его структуры не даст положительного результата, даже если сигнал сканера случайно совпал с сигналом опроса. Это приведет лишь к запуску устройства отсчета времени. Момент времени излучения сигнала опознавания вновь изменится при излучении владельцем предмета сигнала опроса. Таким образом, введение задержки излучения сигнала опознавания на известное только владельцу предмета время значительно затрудняет определение структуры сигнала опроса и опознавания, а следовательно, и умышленное его искажение. Постановка же похитителем предмета широкополосной помехи на длительное время с целью подавить сигналы запроса и опознавания в интервале времени, заведомо превышающем возможный интервал, установленный в устройстве отсчета времени, нецелесообразна, так как позволяет пеленговать сам постановщик помехи. Таким образом, введение указанной операции позволяет значительно увеличить вероятность излучения сигнала опознавания и, следовательно, повысить надежность определения местоположения утерянного предмета. Improving the reliability of determining the location of an item in case of its theft in the proposed technical solution is achieved due to the fact that the identification signal is emitted by the transmitter of the lost item not immediately after receiving the polling signal, but after some time, known only to the owner of the item. Moreover, the countdown after receiving each new polling signal starts again, even if the recognition signal to the previous polling signal has not yet been emitted. The introduction of such a delay makes it much more difficult to analyze the structure of the polling and recognition signals when scanning the receiver and transmitter of an object using special technical equipment based on broadband transmitters and receivers with spectrum analyzers (scanners). So, irradiating a radio transponder with various signals in order to deliberately turn on the transmitter and emit an identification signal for further analysis of its structure will not give a positive result, even if the scanner signal accidentally coincides with the polling signal. This will only cause the timing device to start. The timing of the radiation of the identification signal will change again when the owner of the subject emits a polling signal. Thus, the introduction of a delay in the radiation of an identification signal for a time known only to the owner of the item makes it difficult to determine the structure of the interrogation signal and recognition, and therefore its intentional distortion. The staging of the subject of broadband interference for a long time in order to suppress the request and recognition signals in a time interval that obviously exceeds the possible interval set in the time reference device is impractical, since it allows to detect the jammer himself. Thus, the introduction of this operation can significantly increase the likelihood of emitting an identification signal and, therefore, increase the reliability of determining the location of a lost item.

Определение местоположения сигнала радиоответчика производится известными методами (Справочник офицера противовоздушной обороны. М.: Военное изд-во, 1987, стр. 106-107). Например, при использовании метода триангуляции требуется не менее двух приемников, при использовании метода дальностей - не менее трех. The location of the signal of the radio transponder is made by known methods (Handbook of an air defense officer. M: Military Publishing House, 1987, pp. 106-107). For example, when using the triangulation method, at least two receivers are required; when using the range method, at least three are required.

Чрезвычайно важным требованием к аппаратуре радиоответчика является требование невозможности ее изъятия, отключения или повреждения. Поэтому указанная аппаратура должна встраиваться в основные элементы предмета таким образом, чтобы доступ к ней без его разрушения был исключен. Эти требования могут быть выполнены только в процессе проектирования и изготовления предмета. An extremely important requirement for the equipment of a radio transponder is the requirement that it cannot be removed, disconnected or damaged. Therefore, the specified equipment should be built into the main elements of the subject in such a way that access to it without its destruction is excluded. These requirements can only be met during the design and manufacture of the item.

Устройство поиска утерянных предметов может быть построено с использованием звуковых, инфракрасных, оптических, радио и иных сигналов. A device for searching for lost objects can be built using sound, infrared, optical, radio and other signals.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами. The invention is illustrated by the following drawings.

Фиг.1 - блок-схема известного устройства. Figure 1 is a block diagram of a known device.

Фиг. 2 - блок-схема устройства поиска утерянных предметов, реализующая предлагаемый способ. FIG. 2 is a block diagram of a device for searching for lost items that implements the proposed method.

Устройство, реализующее предлагаемый способ (фиг.2), содержит приемо-передающие станции 1, радиоответчик 2, пункт управления 3, причем аппаратура радиоответчика включает в себя последовательно соединенные приемник 4, дешифратор 5, кодирующее устройство 6, устройство для отсчета времени 9, модулятор 7, высокочастотный генератор 8. A device that implements the proposed method (figure 2), contains a transceiver station 1, a radio transponder 2, a control point 3, and the radio transponder equipment includes a series-connected receiver 4, a decoder 5, an encoder 6, a device for counting time 9, a modulator 7, high-frequency generator 8.

Устройство может быть выполнено на следующих элементах. The device can be performed on the following elements.

Приемо-передающие станции 1 - запросчик (Сиверс А.П., Суслов Н.А. Основы радиолокации, "Сов. радио", 1956, стр. 198). Transceiver stations 1 - interrogator (Sivers A.P., Suslov N.A. Fundamentals of radar, "Sov. Radio", 1956, p. 198).

Пункт обработки 3 - вычислительное устройство на базе электронно-вычислительной машины (Фигурнов В.Э. "IBM для пользователя", М., 1996, 25-27). Processing point 3 - a computing device based on an electronic computer (Figurnov V.E. "IBM for the user", M., 1996, 25-27).

Приемник 4 - супергетеродинного типа (Справочник по основам радиолокационной техники, М., 1967, стр. 343-344). Receiver 4 - superheterodyne type (Handbook on the basics of radar technology, M., 1967, pp. 343-344).

Дешифратор 5 - дешифратор команд (Типугин В.Н., Вейцель В.А., Радиоуправление, "Сов. радио", 1961 г., с. 430-431). Decoder 5 - decoder commands (Tipugin V.N., Weitsel V.A., Radio control, "Sov. Radio", 1961, S. 430-431).

Кодирующее устройство 6 - устройство, реализованное по принципам, описанным в книге Сиверса А.П., Суслова Н.А. Основы радиолокации, "Сов. радио", 1956, стр. 207-209. Encoding device 6 is a device implemented according to the principles described in the book of Sievers A.P., Suslova N.A. Fundamentals of Radar, Sov. Radio, 1956, pp. 207-209.

Модулятор 7 - импульсный модулятор (Справочник по основам радиолокационной техники, М., 1967, стр. 312-317). Modulator 7 - pulse modulator (Handbook of the basics of radar technology, M., 1967, pp. 312-317).

Высокочастотный генератор 8 - импульсного типа (Справочник по основам радиолокационной техники, М., 1967, стр. 277-279). High-frequency generator 8 - pulse type (Handbook of the basics of radar technology, M., 1967, pp. 277-279).

Устройство для отсчета времени 9 - по схеме мультивибратора (Г. Скобелев "Временное регулирование температуры в холодильнике", журнал "Радиолюбитель", 10, 1999, стр. 28-29). The device for counting time 9 - according to the multivibrator scheme (G. Skobelev "Temporary temperature control in the refrigerator", the journal "Amateur Radio", 10, 1999, p. 28-29).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В устройстве для отсчета времени 9 владельцем предмета заранее устанавливается некоторый известный только ему интервал времени Т между моментами приема сигнала опроса и начала передачи сигнала опознавания. Приемник 4 радиоответчика, размещенного на предмете, включен постоянно. Для определения местоположения предмета с одной из приемо-передающих станций 1 излучается сигнал опроса, структура которого соответствует данному предмету. Сигнал опроса принимается приемником 4, с выхода которого он подается на дешифратор 5, где код сигнала опроса сравнивается с кодом, установленным для данного предмета. Сигнал на выходе дешифратора 5 появляется только в том случае, если код принятого сигнала опроса совпадает с заданным. Выходной сигнал дешифратора 5 запускает устройство для отсчета времени 9. По прошествии заданного времени Т с выхода устройства 9 выдается сигнал, являющийся импульсом запуска кодирующего устройства 6, в котором формируется сигнал опознавания на видеочастоте. Модулятор 7 и высокочастотный генератор 8 представляют собой известную схему передатчика. В этих устройствах видеоимпульсы преобразуются в радиосигналы и затем излучаются. Сигнал опознавания принимается приемо-передающими станциями 1. Координаты приемо-передающих станций вместе с информацией о принятых сигналах передаются в пункт обработки 3, где известными методами вычисляется местоположение радиоответчика 2, а следовательно, и утерянного предмета. The proposed device operates as follows. In the device for counting the time 9, the owner of the item pre-sets some known only to him the time interval T between the moments of reception of the polling signal and the beginning of the transmission of the identification signal. The receiver 4 of the answering machine, placed on the subject, is constantly on. To determine the location of the item from one of the transceiver stations 1, a polling signal is emitted, the structure of which corresponds to this item. The polling signal is received by the receiver 4, from the output of which it is supplied to the decoder 5, where the code of the polling signal is compared with the code set for this item. The signal at the output of the decoder 5 appears only if the code of the received polling signal matches the specified one. The output signal of the decoder 5 starts the device for counting the time 9. After a predetermined time T has passed, a signal is issued from the output of the device 9, which is the trigger pulse of the encoding device 6, in which an identification signal is generated at the video frequency. A modulator 7 and a high-frequency generator 8 are a known transmitter circuit. In these devices, video pulses are converted into radio signals and then emitted. The identification signal is received by the transceiver stations 1. The coordinates of the transceiver stations along with information about the received signals are transmitted to processing point 3, where the location of the radio transponder 2, and therefore the lost item, is calculated by known methods.

Claims (4)

1. Способ определения местоположения утерянного предмета, заключающийся в излучении сигнала опроса, приеме этого сигнала приемником, размещенным на предмете, излучении сигнала опознавания передатчиком, также размещенным на предмете, приеме сигнала опознавания, определении по полученным данным местоположения источника сигнала опознавания, отличающийся тем, что излучение сигнала опознавания производят через заданный владельцем предмета интервал времени после приема сигнала опроса. 1. The method of determining the location of the lost object, which consists in emitting a polling signal, receiving this signal by a receiver located on the object, emitting an identification signal by a transmitter also placed on the object, receiving an identification signal, determining from the received data the location of the identification signal source, characterized in that the identification signal is emitted at a time interval specified by the owner of the item after receiving the polling signal. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют звуковые, инфракрасные, оптические, радио- или иные сигналы. 2. The method according to claim 1, characterized in that apply sound, infrared, optical, radio or other signals. 3. Устройство для поиска утерянных предметов, содержащее приемо-передающие станции, радиоответчик, размещенный на предмете, пункт обработки, причем радиоответчик включает в себя последовательно соединенные приемник и дешифратор, а также последовательно соединенные кодирующее устройство, модулятор и высокочастотный генератор, отличающееся тем, что введено устройство для отсчета времени, вход и выход которого соединены соответственно с выходом дешифратора и с входом кодирующего устройства. 3. A device for searching for lost objects, containing transceiver stations, a radio transponder placed on the subject, a processing station, the radio transponder including a serially connected receiver and a decoder, as well as a serially connected encoder, modulator and high-frequency generator, characterized in that A device for counting time has been introduced, the input and output of which are connected respectively to the output of the decoder and to the input of the encoder. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что радиоответчик размещен на предмете как его неотъемлемая часть, недоступная для отключения или изъятия. 4. The device according to claim 3, characterized in that the radio transponder is placed on the subject as its integral part, inaccessible for disconnection or removal.

Images