RU2296341C1 - Mode of definition of the coordinates of a radiation source - Google Patents
Mode of definition of the coordinates of a radiation source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296341C1 RU2296341C1 RU2005136630/09A RU2005136630A RU2296341C1 RU 2296341 C1 RU2296341 C1 RU 2296341C1 RU 2005136630/09 A RU2005136630/09 A RU 2005136630/09A RU 2005136630 A RU2005136630 A RU 2005136630A RU 2296341 C1 RU2296341 C1 RU 2296341C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coordinates
- elementary
- location
- binding
- direction finding
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Заявляемый способ определения координат источника радиоизлучения относится к радиотехнике и может быть использован в навигационных, пеленгационных, локационных средствах для определения местоположения априорно неизвестного источника радиоизлучения (ИРИ).The inventive method for determining the coordinates of a source of radio emission relates to radio engineering and can be used in navigation, direction finding, location tools to determine the location of an a priori unknown source of radio emission (IRI).
Известен разностно-дальномерный способ определения координат источника радиоизлучения (см. Пат. RU №2000129837, опубл. 20.10.2002 г., Пат. RU №2204145, опубл. 05.10.2003 г.). Он заключается в приеме и измерении задержек Δτi, сигнала группой взаимосвязанных с известным местоположением пунктов приема, решении гиперболических уравнений на центральном приемном пункте, на основе которого определяют координаты источника радиоизлучения.The known differential-ranging method for determining the coordinates of the source of radio emission (see Pat. RU No. 2000129837, publ. 10/20/2002, Pat. RU No. 2204145, publ. 05/10/2003). It consists in the reception and measurement of delays Δτ i , a signal by a group of receiving points interconnected with a known location, solving hyperbolic equations at a central receiving point, on the basis of which the coordinates of the radio source are determined.
Недостатком аналогов является недопустимо большие ошибки местоопределения ИРИ в ситуациях, когда ИРИ излучает импульсы с высокой частотой следования. Так, в случае, когда период следования импульсов ИРИ меньше максимального времени задержки хотя бы на одном из боковых (периферийных) постов, возникает неоднозначность в измерении координат, устранить которую практически невозможно (см. Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка. - М.: Воениздат, 2001 г., с.323-324). Кроме того, данный способ местоопределения предъявляет высокие требования к системе единого времени и скорости обмена информацией, что также затрудняет реализацию данных технических решений.The disadvantage of analogs is unacceptably large errors in the location of the IRI in situations where the IRI emits pulses with a high repetition rate. So, in the case when the pulse repetition period of the IRI is less than the maximum delay time at least at one of the lateral (peripheral) posts, there is an ambiguity in the measurement of coordinates, which is almost impossible to eliminate (see Smirnov Yu.A. Radio-technical intelligence. - M .: Military Publishing House, 2001, p. 323-324). In addition, this method of positioning places high demands on the system of uniform time and speed of information exchange, which also complicates the implementation of these technical solutions.
Известен "Способ определения координат движущегося источника радиоизлучения с неизвестными параметрами" по Пат. RU №2001125859, опубл. 10.06.2003 г. В нем реализуется угломерный разностно-дальномерный способ местоопределения, который основан на приеме, выделении и обработке прямого излучения ИРИ, измерении угловых направлений и частоты принимаемого сигнала, приеме сигнала вторым приемным устройством, антенну которого перемещают относительно первой антенны с заданной скоростью, измерении частоты ИРИ, вычислении проекции заданной скорости относительно перемещения на направлении на источник радиоизлучения, вычислении по результатам измерений радиальной скорости перемещения источника излучения в каждый момент измерения, дальности, азимута и частоты.The well-known "Method for determining the coordinates of a moving source of radio emission with unknown parameters" according to Pat. RU No. 2001125859, publ. 06/10/2003, it implements a goniometric differential-ranging method of positioning, which is based on the reception, extraction and processing of direct radiation from the IRI, measuring the angular directions and frequency of the received signal, receiving the signal by the second receiving device, the antenna of which is moved relative to the first antenna at a given speed , measuring the frequency of IRI, calculating the projection of a given speed relative to moving in the direction to the source of radio emission, calculating the displacement radiation source at each moment of measurement, range, azimuth and frequency.
Способ-аналог позволяет определить местоположение подвижного ИРИ, однако ему также присущи недостатки, свойственные корреляционным методам оценивания: система не защищена от воздействия когерентных помех, обладает недостаточной точностью местоположения ИРИ особенно в сложной сигнально-помеховой обстановке (см. Логинов Н.А. Актуальные вопросы радиоконтроля в Российской Федерации. - М.: Радио и связь, 2000 г., с.128-145).The analogue method allows you to determine the location of a mobile IRI, however, it also has inherent disadvantages inherent in correlation estimation methods: the system is not protected from the effects of coherent interference, has insufficient accuracy of the IRI location, especially in complex signal-noise conditions (see Loginov N.A. Actual issues radio monitoring in the Russian Federation. - M .: Radio and communications, 2000, p.128-145).
Известен "Способ определения координат ИРИ", описанный в Пат. US №4728959, МПК G 01 S 5/04, опубл. 08.08.1986 г. Он включает прием сигналов источников радиоизлучений в заданной полосе частот ΔF группой из R≥1 взаимосвязанных периферийных и центрального пеленгаторных пунктов с известным местоположением, измерение первичных пространственно-информационных параметров, преобразование на пеленгаторных пунктах первичных пространственно-информационных параметров в пространственные параметры: азимутальный угол Θ и угол места β с помощью преобразования Гильберта, определение уровня достоверности к полученным результатам по методу ХИ-квадрат, передачу результатов измерений пространственных параметров с периферийных пеленгаторных пунктов на центральный пеленгаторный пункт, определение местоположения ИРИ решением системы нелинейных уравнений методом наименьших квадратов.The well-known "Method for determining the coordinates of the IRI" described in US Pat. US No. 4728959, IPC G 01
Способ-аналог позволяет повысить точность определения координат источников радиоизлучениий в сложной сигнально-помеховой обстановке, свойственной для городских условий.The analogue method allows to increase the accuracy of determining the coordinates of radio emission sources in a complex signal-noise environment, typical for urban conditions.
Однако данный аналог также обладает недостаточной точностью измерения координат источников радиоизлучений в силу того, что в нем реализована двухэтапная обработка результатов измерений.However, this analogue also has insufficient accuracy in measuring the coordinates of radio emission sources due to the fact that it implements two-stage processing of measurement results.
В книге (Кондратьев B.C. и др. Многопозиционные радиотехнические системы / B.C.Кондратьев, А.Ф.Котов, Л.Н.Марков; Под редакцией проф. В.В.Цветнова. - М.: Радио и связь, 1989 г. - 264 с.) показано, что ввиду принципиальной нелинейности обоих этапов обработки все методы оптимизации систем местоопределения с двухэтапной обработкой дают по точности худшие результаты, чем при оптимальной одноэтапной обработке (см. там же, стр.13).In the book (Kondratyev BC et al. Multiposition Radio Engineering Systems / BC Kondratyev, A.F. Kotov, L.N. Markov; Edited by Prof. V.V. Tsvetnova. - M.: Radio and Communications, 1989 - 264 c.) it has been shown that, due to the fundamental non-linearity of both stages of processing, all optimization methods for positioning systems with two-stage processing give worse results in accuracy than with optimal one-stage processing (see ibid., p. 13).
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является "Способ и устройство определения координат источника радиоизлучения", описанный в Пат. RU №2263328, МПК 7 G 01 S 5/04, опубл. 27.10.2005 г. в бюл. №30. На подготовительном этапе способ включает вычисление количества N=S/S0 элементарных зон привязки, где S и S0 - соответственно площади зоны контроля и элементарной зоны привязки, определение координат местоположения центров элементарных зон привязки, присвоение каждой элементарной зоне привязки порядкового номера b0,n, b0=1, 2, ..., N, расчет для центрального и R периферийных пеленгаторных пунктов, антенная система каждого из которых включает М>2 антенных элементов, значений эталонных первичных пространственно-информационных параметров на выходах Аr,m-го антенного элемента, где r=1, 2, ..., R+1; m=1, 2, ..., М, относительно координат местоположения центров каждой элементарной зоны привязки, причем эталонные первичные пространственно-информационные параметры рассчитывают для средних частот fν=Δf(2ν-1)/2, где ν=1, 2, ..., Р; P=ΔF/Δf - число частотных поддиапазонов; Δf∈ΔF - ширина частотного поддиапазона, в процессе работы при обнаружении сигнала источника радиоизлучения на частоте fν включает измерение первичных пространственно-информационных параметров на выходах Аr,m-ных антенных элементов, причем измеренные первичные пространственно-информационные параметры на выходах антенных элементов периферийных пеленгаторных пунктов передают на центральный пеленгаторный пункт, вычисление для каждой b0,n-ой элементарной зоны привязки разности между эталонными и измеренными первичными пространственно-информационными параметрами, возведение их в квадрат и суммирование, выделение из N полученных сумм K0,n(fν) минимальной, принятие за координаты местоположения обнаруженного источника радиоизлучения координат местоположения центра элементарной зоны привязки, соответствующих минимальной сумме minK0,n(fν).Closest to the technical nature of the claimed is the "Method and device for determining the coordinates of the source of radio emission" described in Pat. RU No. 2263328, IPC 7 G 01
Способ-прототип позволяет повысить точность определения координат источника радиоизлучения в сложной сигнально-помеховой обстановке, свойственной для пересеченной местности и городских условий. Положительный эффект в прототипе достигается благодаря реализации одноэтапной обработки результатов измерений, а следовательно, более полного учета информации о поле сигнала в точках его приема.The prototype method allows to increase the accuracy of determining the coordinates of the source of radio emission in a complex signal-noise environment, characteristic of rough terrain and urban conditions. A positive effect in the prototype is achieved through the implementation of one-stage processing of measurement results, and therefore, a more complete account of information about the signal field at the points of its reception.
Однако способ-прототип обладает существенным недостатком, состоящем в отсутствии возможности измерения пространственных координат {X, Y, Z) ИРИ, находящихся над поверхностью земли (ИРИ на борту самолета, вертолета, воздушного шара, крыше высотного здания и т.д.).However, the prototype method has a significant drawback consisting in the lack of the ability to measure the spatial coordinates {X, Y, Z) of IRI located above the ground (IRI on board an airplane, helicopter, balloon, roof of a high-rise building, etc.).
Целью заявляемого технического решения является разработка способа определения координат источника радиоизлучения, размещенного в пространстве над заданной зоной контроля. Кроме того, заявляемое техническое решение расширяет арсенал средств данного назначения.The aim of the proposed technical solution is to develop a method for determining the coordinates of a radio source located in space above a given control zone. In addition, the claimed technical solution expands the arsenal of funds for this purpose.
В заявляемом способе поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения координат ИРИ в заданной зоне контроля и полосе частот ΔF группой из R≥1 взаимосвязанных периферийных и центрального пеленгаторных пунктов с известным местоположением, включающем на подготовительном этапе вычисление количества N=S/S0 элементарных зон привязки, где S и S0 - соответственно площади зоны контроля и элементарной зоны привязки, определение координат местоположения центров элементарных зон привязки, присвоение каждой элементарной зоне привязки порядкового номера b0,n, b0=1, 2, ..., N, расчет для центрального и R периферийных пеленгаторных пунктов, антенная система каждого из которых включает М>2 антенных элементов, значений эталонных первичных пространственно-информационных параметров на выходах Аr,m-го антенного элемента, где r=1, 2, ..., R+1; m=1, 2, ..., М, относительно координат местоположения центров каждой элементарной зоны привязки, причем эталонные первичные пространственно-информационные параметры рассчитывают для средних частот fν=Δf(2ν-1)/2, где ν=1, 2, ..., P; P=ΔF/Δf - число частотных поддиапазонов; Δf∈ΔF - ширина частотного поддиапазона, в процессе работы при обнаружении сигнала источника радиоизлучения на частоте fν включает измерение первичных пространственно-информационных параметров на выходах Аr,m-ных антенных элементов, причем измеренные первичные пространственно-информационные параметры на выходах антенных элементов периферийных пеленгаторных пунктов передают на центральный пеленгаторный пункт, вычисление для каждой b0,n-ой элементарной зоны привязки разности между эталонными и измеренными первичными пространственно-информационными параметрами, возведение их в квадрат и суммирование, выделение из N полученных сумм K0,n(fν) минимальной, принятие за координаты местоположения обнаруженного источника радиоизлучения координат местоположения центра элементарной зоны привязки, соответствующей минимальной сумме minK0,n(fν), на подготовительном этапе пространство над зоной контроля равномерно разбивают на Н слоев. Каждому слою присваивают порядковый номер h, h=1, 2, ..., H. Каждый слой делят на элементарные объемы привязки. Присваивают каждому элементарному объему привязки порядковый номер bh,n; bh=1, 2, ..., N. Определяют координаты местоположения центров {X, Y, X}h,n элементарных объемов привязки bh,n. Рассчитывают дополнительные эталонные значения первичных пространственно-информационных параметров на выходах каждого Ar,m-го антенного элемента, где r=1, 2, ..., R+1; m=1, 2, ..., М, относительно координат местоположения центров каждого элементарного объема привязки bh,n. В процессе работы для каждого элементарного объема привязки bh,n вычисляют разность между эталонными и измеренными первичными пространственно-информационными параметрами, возводят их в квадрат и суммируют. За координаты местоположения обнаруженного источника радиоизлучения принимают координаты местоположения центра элементарной зоны или объема привязки, соответствующего минимальной сумме Kh',n(fν), где h'=0, 1, 2, ..., H.In the claimed method, the goal is achieved by the fact that in the known method for determining the coordinates of the IRI in a given control zone and frequency band ΔF by a group of R≥1 interconnected peripheral and central direction-finding points with a known location, including at the preparatory stage the calculation of the number N = S / S 0 binding elementary zones, where S 0 and S -, respectively, the control zone and area binding unit area coordinate determining elementary anchor zones centers location, assigning each elementary zone rivyazki sequence number b 0, n, b 0 = 1, 2, ..., N, the calculation for the central and peripheral R DF claims antenna system each of which includes M> 2 antenna elements, the reference values of the primary parameters spatially information on the outputs of the r, mth antenna element, where r = 1, 2, ..., R + 1; m = 1, 2, ..., M, relative to the coordinates of the location of the centers of each elementary binding zone, and the reference primary spatial information parameters are calculated for the middle frequencies f ν = Δf (2ν-1) / 2, where ν = 1, 2 , ..., P; P = ΔF / Δf is the number of frequency subbands; Δf∈ΔF is the width of the frequency subband, during operation, upon detection of a signal from a radio source at a frequency f ν, it includes the measurement of primary spatial information parameters at the outputs A r, m- th antenna elements, and the measured primary spatial information parameters at the outputs of the peripheral antenna elements direction-finding points are transferred to the central direction-finding point, calculating for each b 0, the nth elementary zone of the binding of the difference between the reference and measured primary spatially -information parameters, squaring and summing them up, extracting from the N received sums K 0, n (f ν ) the minimum, taking the location coordinates of the center of the elementary binding zone corresponding to the minimum sum minK 0, n (f ν as the location coordinates of the detected radio emission source ), at the preparatory stage, the space above the control zone is evenly divided into H layers. Each layer is assigned a serial number h, h = 1, 2, ..., H. Each layer is divided into elementary binding volumes. Assign to each elementary volume of the binding serial number b h, n ; b h = 1, 2, ..., N. The coordinates of the location of the centers {X, Y, X} h, n of the elementary volumes of the binding b h, n are determined. Calculate additional reference values of the primary spatial information parameters at the outputs of each A r, m- th antenna element, where r = 1, 2, ..., R + 1; m = 1, 2, ..., M, relative to the coordinates of the location of the centers of each elementary binding volume b h, n . In the process, for each elementary binding volume b h, n, the difference between the reference and measured primary spatial information parameters is calculated, squared and summed. The location coordinates of the center of the elementary zone or the binding volume corresponding to the minimum sum K h ', n (f ν ), where h' = 0, 1, 2, ..., H, are taken as the location coordinates of the detected source of radio emission.
Благодаря новой совокупности признаков в заявляемом способе достигается более полный учет информации о пространственных параметрах сигнала в R+1 точках его приема. Это обусловило положительный эффект в виде возможности определения местоположения ИРИ, расположенного в пространстве над зоной контроля. Указанные возможности реализуются при одноэтапном определении координат, что предполагает более высокую точность местоопределения ИРИ в районах с пресеченной местностью, горах, условиях городской застройки и низких отношениях сигнал/шум. При этом заявляемое техническое решение расширяет арсенал средств данного назначения.Thanks to the new set of features in the claimed method, a more complete account of information about the spatial parameters of the signal at R + 1 points of its reception is achieved. This led to a positive effect in the form of the ability to determine the location of the IRI, located in the space above the control zone. The indicated capabilities are realized in a one-stage determination of coordinates, which implies a higher accuracy of the IRI location in areas with harsh terrain, mountains, urban conditions and low signal-to-noise ratios. In this case, the claimed technical solution expands the arsenal of funds for this purpose.
Проведенный анализ уровня техники позволяет установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявляемого способа определения координат источника радиоизлучения, отсутствуют и, следовательно, заявляемый объект обладает свойством новизны.The analysis of the prior art allows us to establish that analogues that are characterized by a combination of features that are identical to all the features of the proposed method for determining the coordinates of the radio emission source are absent and, therefore, the claimed object has the novelty property.
Исследование известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого способа, показало, что он не следует явным образом из уровня техники, из которого не выявлена также известность влияния преобразований, предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения, на достижение указанного результата, что позволяет считать заявляемый объект, соответствующим уровню патентоспособности "изобретательский уровень".The study of known solutions in this and related fields of technology in order to identify signs that match the distinctive features of the prototype of the features of the proposed method showed that it does not follow explicitly from the prior art, from which the influence of transformations provided for by the essential features of the claimed invention is also not known, to achieve the specified result, which allows us to consider the claimed object corresponding to the level of patentability "inventive step".
Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:The claimed method is illustrated by drawings, which show:
на фиг.1 порядок выполнения операций:figure 1 the order of operations:
а, б) формирование элементарных зон привязки и присвоение им порядкового номера;a, b) the formation of elementary binding zones and the assignment of a serial number to them;
в) определение координат центра элементарных зон привязки;c) determination of the coordinates of the center of the elementary binding zones;
г) разбиение заданной полосы частот на поддиапазоны;d) dividing a given frequency band into subbands;
д) равномерное разбиение пространства над зоной контроля на Н слоев;e) uniform partition of the space above the control zone into H layers;
е) разбиение слоев на элементарные объемы привязки и присвоение им порядкового номера;f) dividing the layers into elementary binding volumes and assigning them a serial number;
ж) определение координат центра элементарных объемов привязки;g) determination of the coordinates of the center of the elementary volumes of the binding;
на фиг.2 - сектор обработки сигналов в горизонтальной и вертикальной плоскостях (θmin, θmax, βmin, βmax) для r-го пеленгаторного пункта;figure 2 - sector signal processing in the horizontal and vertical planes (θ min , θ max , β min , β max ) for the r-th direction finding point;
на фиг.3 - порядок формирования В эталонных массивов первичных пространственно-информационных параметров;figure 3 - the order of formation In the reference arrays of primary spatial information parameters;
на фиг.4 - порядок формирования массива измеренных пространственно-информационных параметров;figure 4 - the order of formation of the array of measured spatial information parameters;
на фиг.5 - очередность вычисления суммы K0,1(fν) для первой элементарной зоны привязки n=1, h=0 и частотного поддиапазона V;figure 5 - the sequence of calculation of the sum K 0,1 (f ν ) for the first elementary binding zone n = 1, h = 0 and frequency subband V;
на фиг.6 - эпюры напряжений, поясняющие порядок формирования первичных пространственно-информационных параметров;Fig.6 is a plot of stresses explaining the formation of the primary spatial information parameters;
на фиг.7 - обобщенная структурная схема устройства определения координат источника радиоизлучения, реализующего предлагаемый способ;figure 7 is a generalized structural diagram of a device for determining the coordinates of a radio emission source that implements the proposed method;
на фиг.8 - структурная схема периферийного пеленгаторного пункта;on Fig is a structural diagram of a peripheral direction-finding point;
на фиг.9 - структурная схема центрального пеленгаторного пункта;figure 9 is a structural diagram of a Central direction-finding point;
на фиг.10 - алгоритм вычисления эталонного набора первичных пространственно-информационных параметров;figure 10 - algorithm for calculating a reference set of primary spatial information parameters;
на фиг.11 - структурная схема блока принятия решения.figure 11 is a structural diagram of a decision block.
Реализация заявляемого способа поясняется следующим образом. На подготовительном этапе выполняются следующие операции. Заданную зону контроля, в рамках которой определяется местоопределения ИРИ (см. фиг.1а), делят на элементарные зоны привязки (см. фиг.1б). Размеры элементарной зоны привязки так же, как и в прототипе, соответствуют предварительно заданной точности местоопределения {ΔХ, ΔY}. На следующем этапе находят географические координаты центров элементарных зон привязки {X, Y}n и присваивают каждой из них порядковый номер b0,n (см. фиг.1б, в) из набора n=1, 2, ..., N. Далее осуществляют разбиение пространства над зоной контроля на Н слоев. Толщина слоя ΔZ соответствует предварительно заданной точности местоопределения ИРИ в пространстве над зоной контроля, например 100 м. Каждому сформированному пространственному слою присваивается порядковый номер h, h=1, 2, ..., Н. Значение Н определяется заданной максимальной высотой оцениваемого пространства над зоной контроля и точностью оценивания координат ИРИ в вертикальной плоскости ΔZ (см. фиг.1д).The implementation of the proposed method is illustrated as follows. At the preparatory stage, the following operations are performed. The predetermined control zone, within which the location of the IRI is determined (see Fig. 1a), is divided into elementary binding zones (see Fig. 1b). The dimensions of the elementary binding zone, as in the prototype, correspond to the predefined accuracy of location {ΔХ, ΔY}. At the next stage, find the geographical coordinates of the centers of the elementary binding zones {X, Y} n and assign each of them a serial number b 0, n (see fig. 1b, c) from the set n = 1, 2, ..., N. Next, the space is divided over the control zone into H layers. The layer thickness ΔZ corresponds to a predetermined accuracy of determining the IRI in the space above the control zone, for example, 100 m. Each generated spatial layer is assigned a serial number h, h = 1, 2, ..., N. The value of H is determined by the specified maximum height of the estimated space above the zone control and accuracy of estimating the coordinates of the IRI in the vertical plane ΔZ (see fig.1d).
На очередном этапе подготовительных работ каждый слой h разбивается на элементарные объемы привязки bh,n (см. фиг.1е). Размеры элементарных объемов привязки должны соответствовать предварительно заданной точности местоопределения (ΔX, ΔY, ΔZ), например 100 м·100 м·100 м. Данную операцию целесообразно выполнить таким образом, чтобы границы горизонтальных проекций элементарных объемом привязки совпали с границами элементарных зон привязки (см. фиг.1е). В этом случае в каждом пространственном слое h сформируется N элементарных объемов привязки, которым по аналогии с фиг.1б присваивается порядковый номер из набора n=1, 2, ..., N (см. фиг.1e).At the next stage of preparatory work, each layer h is divided into elementary binding volumes b h, n (see Fig. 1e). The dimensions of the elementary volumes of the binding should correspond to the predefined location accuracy (ΔX, ΔY, ΔZ), for example, 100 m · 100 m · 100 m. This operation should be performed so that the boundaries of the horizontal projections of the elementary volume of the binding coincide with the boundaries of the elementary zones of the binding (see Fig. 1e). In this case, in each spatial layer h, N elementary binding volumes are formed, which, by analogy with Fig. 1b, are assigned a serial number from the set n = 1, 2, ..., N (see Fig. 1e).
В каждом элементарном объеме привязки bh,n определяются координаты местоположения центра {X, Y, Z}h,n.In each elementary binding volume b h, n , the coordinates of the center location {X, Y, Z} h, n are determined.
Весь заданный диапазон частот шириной ΔF делят на поддиапазоны, размеры которых Δf определяются шириной пропускания приемных трактов измерителей (пеленгаторных пунктов) или значениями стандартной сетки частот, например, для УВЧ-диапазона она составляет 25 кГц (см. фиг.1г). Поддиапазоны, количество которых Р=ΔF/Δf, также нумеруют V=1,2, ..., Р.The entire specified frequency range with a width ΔF is divided into subbands, the dimensions of which Δf are determined by the transmittance bandwidth of the meters (direction finding points) or the values of the standard frequency grid, for example, for the UHF band it is 25 kHz (see Fig. 1d). Subbands, the number of which is P = ΔF / Δf, are also numbered V = 1,2, ..., P.
На следующем этапе рассчитывают эталонные значения первичных пространственно-информационных параметров для средних частот всех поддиапазонов fν=Δf(2V-1)/2. В качестве первичных пространственно-информационных параметров используют значения разностей фаз сигналов Δφm,l(fV) для всех возможных парных комбинаций антенных элементов в рамках антенной решетки каждого пеленгаторного (Термины "периферийный и центральный пеленгаторные пункты" в заявляемом способе условны, в их функции не входит определение пеленга θ и угла места β) пункта.At the next stage, reference values of the primary spatial information parameters are calculated for the average frequencies of all subbands f ν = Δf (2V-1) / 2. As the primary spatial information parameters, the phase difference values of the signals Δφ m, l (f V ) are used for all possible pair combinations of antenna elements within the antenna array of each direction finding (The terms "peripheral and central direction finding points" in the present method are arbitrary, in their function the definition of bearing θ and elevation angle β) of the item is not included.
Выбор Δφm,l(fV) в качестве первичного пространственно-информационного параметра основан на следующем. Одним из наиболее перспективных направлений реализации измерителей пространственных параметров сигналов ИРИ является использование интерферометрических пеленгаторов (см. Логинов Н.А. Актуальные вопросы радиоконтроля в Российской Федерации. - М.: Радио и связь, 2000, с.138-139). Интерферометры существуют двух типов: фазовые и корреляционные (см. там же, с.138). В материалах Пат. US №4728959 "Радиопеленгационная система", МПК G 01 S 5/04 опубл. 8.08.1986 г. отмечается, что в сильно пересеченной местности и городских условиях в меньшей степени подлежат искажению фазовые параметры сигнала. Кроме того, в книге Torrieri D.J. Principles of military communications system. Dedham. Massachusetts. Artech House, inc., 1981. - 298 p. отмечается, что: "потенциальные возможности оценки угла прихода сигнала путем сравнения фазы выше, чем у корреляционного интерферометра, если оцениваемый сигнал узкополосен и имеет малую нестабильность несущей частоты".The choice of Δφ m, l (f V ) as the primary spatial information parameter is based on the following. One of the most promising directions for the implementation of measuring the spatial parameters of IRI signals is the use of interferometric direction finders (see Loginov N.A. Actual issues of radio monitoring in the Russian Federation. - M.: Radio and Communication, 2000, p.138-139). Interferometers exist of two types: phase and correlation (see ibid., P.138). In the materials Pat. US No. 4728959 "Radio direction finding system", IPC G 01
Порядок расчета эталонных первичных пространственно-информационных параметров следующий. Вводят координаты всех пеленгаторных пунктов и топологию их антенных систем (АС). В заявленном способе на всех пеленгаторных пунктах используют одинаковые антенные решетки размерности М, М>2. В общем случае размерность и форма решеток пеленгаторных пунктов может быть различной. Данные по топологии АС включают значения взаимных расстояний между антенными элементами решетки и ее ориентацию относительно направления на север. При использовании антенной решетки с круговой эквидистантной структурой за направление ее ориентации принимают вектор, проходящий через второй антенный элемент в направлении первого антенного элемента. Для каждого пеленгаторного пункта определяют сектор обработки сигналов по азимуту (θmin, θmax) и углу места (βmin, βmax), необходимое разрешение (точность) вычисления угловых параметров Δθ и Δβ. Значения θmin, θmax, βmin, βmax и Δθ, Δβ находят исходя из места размещения пеленгаторного пункта относительно зоны контроля и требуемой точности местоопределения (ΔX, ΔY, ΔZ). Например, для r-ого пеленгаторного пункта на фиг.2 показан сектор обработки сигналов (сектор r) в горизонтальной и вертикальной плоскостях и значения θmin, θmax, βmin, βmax. Последние выбираются исходя из того, чтобы вся зона контроля попала в сектор обработки сигналов. Аналогично определяется необходимая точность вычисления угловых параметров Δθ и Δβ. Погрешность определения параметров θ и β не должна приводить к ошибкам местоопределения, превышающим площадь элементарной зоны или объема привязки. В процессе расчета эталонных первичных пространственно-информационных параметров эталонный источник размещают поочередно в центре каждой элементарной зоны или объема привязки с известными координатами {X, Y}0,n или {X, Y, Z}h,n.The procedure for calculating the reference primary spatial information parameters is as follows. Enter the coordinates of all direction-finding points and the topology of their antenna systems (AS). In the inventive method, at all direction finding stations use the same antenna arrays of dimension M, M> 2. In the general case, the dimension and shape of the grids of direction finding stations can be different. Data on the topology of the speakers include the values of the mutual distances between the antenna elements of the array and its orientation relative to the north direction. When using an antenna array with a circular equidistant structure, the vector passing through the second antenna element in the direction of the first antenna element is taken as the direction of its orientation. For each direction-finding point, the signal processing sector is determined by azimuth (θ min , θ max ) and elevation angle (β min , β max ), the required resolution (accuracy) for calculating the angular parameters Δθ and Δβ. The values of θ min , θ max , β min , β max and Δθ, Δβ are found based on the location of the direction finding point relative to the control zone and the required accuracy of location (ΔX, ΔY, ΔZ). For example, for the r-th direction finding point in figure 2 shows the signal processing sector (sector r) in the horizontal and vertical planes and the values θ min , θ max , β min , β max . The latter are selected on the basis that the entire control zone falls into the signal processing sector. Similarly, the required accuracy of calculating the angular parameters Δθ and Δβ is determined. The error in determining the parameters θ and β should not lead to location errors exceeding the area of the elementary zone or the volume of the binding. In the process of calculating the reference primary spatial information parameters, the reference source is placed alternately in the center of each elementary zone or binding volume with known coordinates {X, Y} 0, n or {X, Y, Z} h, n .
Вычисляют угловые параметры θr,h',n и βr,h',n сигнала для каждого r-го пеленгаторного пункта с учетом размещения источника в В=(H+1)·N точках зоны контроля и его удаление Dr,h',n.The angular parameters θ r, h ', n and β r, h', n of the signal are calculated for each r-th direction finding point, taking into account the location of the source at B = (H + 1) · N points of the control zone and its removal D r, h ', n .
Далее для каждого углового параметра θr,h',n и β r,h',n эталонного источника в точке bh',n вычисляют значения разностей фаз Δφm,l,r,h',n,эт(fν) для всех возможных комбинаций пар антенных элементов решетки всех пеленгаторных пунктов и всех частотных поддиапазоновNext, for each angular parameter θ r, h ', n and β r, h', n of the reference source at the point b h ', n, the values of the phase differences Δφ m, l, r, h', n, et (f ν ) are calculated for all possible combinations of pairs of antenna elements of the array of all direction finding points and all frequency subbands
где 
Полученные в результате расчетов (моделирования) эталонные первичные пространственно-информационные параметры 
При обнаружении одного или нескольких сигналов в заданной полосе частот ΔF формируют R+1 массивов первичных пространственно-информационных параметров (см. фиг.4), структура представления информации в которой аналогична вышерассмотренной на фиг.3. Для этого на периферийных пеленгаторных пунктах параметры 
Таким образом, в предлагаемом способе (как и в прототипе) первый этап обработки сигналов на пеленгаторных пунктах исключен, а вся необходимая информация, заключенная в первичных пространственно-информационных параметрах, передается на центральный пеленгаторный пункт. В рамках заявленного способа достоверность информации о поле сигнала достигается:Thus, in the proposed method (as in the prototype), the first stage of signal processing at direction finding stations is excluded, and all the necessary information contained in the primary spatial information parameters is transmitted to the central direction finding station. In the framework of the claimed method, the reliability of information about the signal field is achieved:
габаритными характеристиками (разносом между антенными элементами) антенной решетки пеленгаторного пункта;overall characteristics (spacing between antenna elements) of the antenna array of the direction finding station;
размерностью (количеством антенных элементов М) антенной решетки пеленгаторного пункта;dimension (number of antenna elements M) of the antenna array of the direction-finding point;
характеристиками антенных элементов и их взаимной ориентацией. characteristics of antenna elements and their relative orientation.
Осуществление этих требований рассматривается ниже в рамках устройства, реализующего способ определения координат источника радиоизлучения.The implementation of these requirements is discussed below in the framework of a device that implements a method for determining the coordinates of a radio source.
На следующем этапе предлагаемого способа для каждой bh',n-й элементарной зоны или объема привязки (см. фиг.5) и каждого частотного поддиапазона, в которых обнаружены сигналы, последовательно вычисляют разность между эталонными и измеренными первичными пространственно-информационными параметрами, которые возводят в квадрат и суммируют в соответствии с выражениемIn the next step of the proposed method, for each b h ', nth elementary zone or reference volume (see Fig. 5) and each frequency subband in which the signals are detected, the difference between the reference and measured primary spatial information parameters, which squared and summed in accordance with the expression
На фиг.5 иллюстрируется порядок вычисления суммы K0,1(fV) для первой элементарной зоны привязки b0,1 частного поддиапазона V.Figure 5 illustrates the procedure for calculating the sum K 0,1 (f V ) for the first elementary binding zone b 0,1 of the private subband V.
Предположим что в поддиапазоне V отмечена работа ИРИ. Первоначально обновляют R+1 массивов данных первичных пространственно-информационных параметров для данной частоты. Далее в соответствии с рассмотренным правилом для всех элементарных зон и объемов привязки находят суммы Kh',n(fV). Определяют минимальную сумму minKh',n(fV) из совокупности В. Координаты местоположения центра элементарной зоны или объема привязки, соответствующей minKh',n(fV), принимают за координаты местоположения обнаруженного на частоте fV источника радиоизлучения.Suppose that in the subband V, the work of the IRI is marked. Initially, R + 1 data arrays of primary spatial information parameters are updated for a given frequency. Further, in accordance with the considered rule, for all elementary zones and binding volumes, the sums K h ', n (f V ) are found. The minimum sum minK h ′, n (f V ) is determined from the set B. The coordinates of the location of the center of the elementary zone or the binding volume corresponding to minK h ′, n (f V ) are taken as the coordinates of the location of the radio emission source detected at frequency f V.
Таким образом, вся необходимая информация о поле сигнала из нескольких точек приема поступает на центральный пеленгаторный пункт и за один этап обработки преобразуется в искомые пространственные координаты ИРИ {X, Y, Z}h',n. При этом достигается высокая точность измерения пространственных параметров сигналов за счет наиболее полного учета информации о поле сигнала в условиях его многолучевости и при низких отношениях сигнал/шум, свойственные способу-прототипу.Thus, all the necessary information about the signal field from several points of reception arrives at the central direction-finding point and is converted into the desired spatial coordinates of the IRI {X, Y, Z} h ', n in one processing step. This achieves high accuracy of measuring the spatial parameters of the signals due to the most complete account of information about the field of the signal in the conditions of its multipath and at low signal-to-noise ratios, characteristic of the prototype method.
Рассмотрим порядок измерения первичных пространственно-информационных параметров Δφm,l(fV). Синхронно принятые антенными элементами Аm и Аl высокочастотные сигналы (см. фиг.6а) в поддиапазоне ΔfV преобразуют в электрические сигналы промежуточной частоты (см. фиг.6б). Значение промежуточной частоты определяется характеристиками аналого-цифрового преобразователя. На следующих эпюрах фиг.6 показан порядок преобразования сигналов, принятых лишь антенным элементом Аm. Над сигналами, принятыми антенным элементом Аl, осуществляют аналогичные преобразования.Consider the measurement order of the primary spatial information parameters Δφ m, l (f V ). High-frequency signals synchronously received by the antenna elements A m and A l (see FIG. 6 a) in the subband Δf V are converted into electrical signals of an intermediate frequency (see FIG. 6 b). The value of the intermediate frequency is determined by the characteristics of the analog-to-digital converter. The following diagrams of Fig.6 shows the order of conversion of signals received only by the antenna element And m . The signals received by the antenna element A l carry out similar transformations.
Сигналы промежуточной частоты дискретезируют и квантуют (см. фиг.6в). Интервал дискретизации выбирают в соответствии с теоремой отсчетов (см. Введение в цифровую фильтрацию. Под ред. Р.Богнера и А.Константинидиса. - М.: Мир, 1976, с.26-27). Большинство алгоритмов цифровой обработки сигналов рассчитаны на работу с комплексными числами. Для перехода от действительных к комплексным сигналам применяют квадратурные преобразования сигналов. В свете этого из цифровых сигналов (фиг.6в) обоих каналов формируют четыре последовательности отсчетов (на. фиг.6 две из них для антенного элемента Аm представлены эпюрами "д", "ж"). В самом общем виде принимаемый сигнал (см. фиг.6а) U(t) представляется в виде:The intermediate frequency signals are sampled and quantized (see FIG. 6c). The sampling interval is chosen in accordance with the sampling theorem (see Introduction to Digital Filtering. Edited by R. Bogner and A. Konstantinidis. - M .: Mir, 1976, p. 26-27). Most digital signal processing algorithms are designed to work with complex numbers. To transition from real to complex signals, quadrature signal transformations are used. In light of this, four sequences of samples are formed from the digital signals (FIG. 6 c) of both channels (in FIG. 6, two of them for the antenna element A m are represented by diagrams “d”, “g”). In the most general form, the received signal (see figa) U (t) is represented in the form:
где U(t) - огибающая амплитуды сигнала; φ(t) - фаза сигнала; ω0 - частота, относительно которой представлены огибающая амплитуды и фаза сигнала.where U (t) is the envelope of the signal amplitude; φ (t) is the phase of the signal; ω 0 is the frequency with respect to which the envelope of the amplitude and phase of the signal are presented.
Более удобная форма представления сигнала u(t) базируется на квадратурных составляющих:A more convenient form of representation of the signal u (t) is based on quadrature components:
где Vc(t)=U(t)cosφ(t) и Vs(t)=U(t)sinφ(t) - квадратурные составляющие сигнала. Составляющие Vc(t) и Vs(t) соответствуют действительной и мнимой частям комплексной огибающей U(t) сигнала u(t). Для этого полученные цифровые отсчеты (фиг.6в) перемножаются на цифровые отсчеты (фиг.6д, ж) двух гармонических сигналов (фиг.6г, е) одной и той же частоты, сдвинутых друг относительно друга на π/2. Умножение исходного сигнала u(t) на сигнал V(t)=Acosφ(ω0t) приводит к формированию сигнала Uc(t) вида:where V c (t) = U (t) cosφ (t) and V s (t) = U (t) sinφ (t) are the quadrature components of the signal. The components V c (t) and V s (t) correspond to the real and imaginary parts of the complex envelope U (t) of the signal u (t). For this, the obtained digital samples (Fig.6c) are multiplied by digital samples (Fig.6d, g) of two harmonic signals (Fig.6d, f) of the same frequency, shifted relative to each other by π / 2. Multiplying the original signal u (t) by the signal V (t) = Acosφ (ω 0 t) leads to the formation of a signal U c (t) of the form:
Если частота 2ω0 несколько превышает максимальную скорость изменения фазы φ(t)/2, то с помощью фильтра нижних частот можно выделить первое слагаемое в формуле (3)If the frequency 2ω 0 slightly exceeds the maximum rate of phase change φ (t) / 2, then using the low-pass filter, we can select the first term in formula (3)
Выделенный с помощью фильтра нижних частот сигнал Ucl(t) с точностью до постоянного множителя совпадает с квадратурной составляющей Vc(t) (см. фиг.6з). Особенность приведенного на фиг.6 варианта разложения сигнала на квадратуры состоит в том, что фазы исходного сигнала (фиг.6б) и первого (синусоидального) гармонического сигнала совпали. В результате получен частный случай - все значения квадратурной составляющей Vc(t) положительны (см. фиг.6з).The signal U cl (t) extracted using a low-pass filter, up to a constant factor, coincides with the quadrature component V c (t) (see fig.6z). A feature of the variant of signal decomposition into quadratures shown in Fig. 6 is that the phases of the initial signal (Fig. 6b) and the first (sinusoidal) harmonic signal coincide. As a result, a special case is obtained — all values of the quadrature component V c (t) are positive (see FIG. 6z).
Аналогичным образом формируют вторую квадратурную составляющую путем умножения сигнала U(t) (см. фиг.6в) на сигналIn a similar manner, a second quadrature component is formed by multiplying the signal U (t) (see FIG. 6c) by the signal
V(t)=Asin(ω0t)V (t) = Asin (ω 0 t)
Результат выполнения операции (5) представлен на фиг.6и.The result of the operation (5) is shown in Fig.6i.
Возможна и другая очередность выполнения названых операций. Аналоговый сигнал u(t) фиг.6а делят на два идентичных сигнала, после чего каждый из них умножают на соответствующий аналоговый гармонический сигнал той же частоты. Эти гармонические сигналы сдвинуты по фазе друг относительно друга на угол π/2 (см. фиг.6г, е). После разложения аналогового сигнала на квадратуры каждую из них оцифровывают.Another order of performing these operations is also possible. The analog signal u (t) of FIG. 6a is divided into two identical signals, after which each of them is multiplied by a corresponding analog harmonic signal of the same frequency. These harmonic signals are phase shifted relative to each other by an angle π / 2 (see fig.6g, e). After decomposition of the analog signal into quadratures, each of them is digitized.
В результате выполнения операций (4) и (5) формируют четыре последовательности отсчетов (по 2 на каждый антенный элемент Аm и Al). В каждой последовательности запоминают и в дальнейшем используют для обработки заданное число Т отсчетов квадратурных составляющих. Их количество определяется импульсной характеристикой используемых цифровых фильтров. Для реализации указанной операции могут применяться фильтры с конечной импульсной характеристикой. Преимущество их применения в пеленгаторе состоит в том, что получение отсчетов с выхода фильтра требуется получать с частотой в 1000 раз меньшей, чем частота дискретизации сигнала. Для этого отсчеты каждой квадратурной составляющей (см. фиг 6з, и) сигнала перемножаются на отсчеты временного окна (фиг.6к). В качестве последнего могут быть использованы функции Хэминга, или Блекмана, или Кайзера, или треугольная или др. (см. Гольденберг Л.М. и др. Цифровая обработка сигналов: Справочник / Л.М.Гольденберг, Б.Д.Матюшкин, М.Н.Поляк. - М.: Радио и связь, 1985. - 312 с.).As a result of operations (4) and (5), four sequences of samples are formed (2 for each antenna element A m and A l ). In each sequence, a predetermined number T of samples of quadrature components is used for processing. Their number is determined by the impulse response of the digital filters used. To implement this operation, filters with a finite impulse response can be used. The advantage of their use in the direction finder is that obtaining samples from the output of the filter requires receiving at a frequency 1000 times less than the sampling frequency of the signal. For this, the samples of each quadrature component (see Fig. 6z, and) of the signal are multiplied by the samples of the time window (Fig. 6k). As the latter, Hamming, or Blackman, or Kaiser, or triangular or other functions can be used (see Goldenberg L.M. et al. Digital signal processing: Reference / L.M. Goldenberg, B.D. Matyushkin, M .N. Polyak. - M.: Radio and Communications, 1985.- 312 p.).
В предлагаемом способе (по аналогии с прототипом) в качестве временного окна используется функцияIn the proposed method (by analogy with the prototype) as a temporary window uses the function
где I0[·] - модифицированная функция Бесселя первого рода и нулевого порядка;where I 0 [·] is the modified Bessel function of the first kind and zero order;
G - число отсчетов временного окна;G is the number of samples of the time window;
α - параметр, определяющий соотношение энергии в центральном и боковых лепестках АЧХ фильтра;α is a parameter that determines the ratio of energy in the Central and side lobes of the frequency response of the filter;
g - номер отсчета временного окна;g is the reference number of the time window;
ωc=π(FПП-FПЗ)/FД;ω c = π (F PP -F PZ ) / F D ;
FПП - граница полосы пропускания фильтра, отсчитанная от центра фильтра;F PP - the border of the filter passband, counted from the center of the filter;
FПЗ - начало полосы задержания фильтра, отсчитанная от центра фильтра;F PZ - the beginning of the filter delay band, counted from the center of the filter;
FД - частота дискретизации.F D - sampling rate.
В результате выполнения операции умножения получают четыре скорректированные последовательности квадратурных составляющих (фиг.6л, м).As a result of the multiplication operation, four corrected sequences of quadrature components are obtained (Fig. 6l, m).
Из скорректированных последовательностей формируют две комплексные последовательности отсчетов сигналов. Для этого попарно объединяют соответствующие отсчеты скорректированных последовательностей (фиг.6л, м) квадратурных составляющих сигналов антенных элементов. После выполнения данной операции обе комплексные последовательности отсчетов преобразуют с помощью дискретного преобразования ФурьеFrom the corrected sequences, two complex sequences of signal samples are formed. For this, the corresponding samples of the corrected sequences (Fig. 6l, m) of the quadrature components of the signals of the antenna elements are combined in pairs. After performing this operation, both complex sequences of samples are transformed using a discrete Fourier transform
В результате получают две преобразованные последовательности (см. фиг.6н), характеризующие спектры совокупностей сигналов, принимаемых в антенных элементах Аm и Al. Каждая из названных последовательностей несет информацию о фазе сигналов, принимаемых соответствующим антенным элементом.As a result, two transformed sequences are obtained (see FIG. 6h), characterizing the spectra of the sets of signals received in the antenna elements A m and A l . Each of these sequences carries information about the phase of the signals received by the corresponding antenna element.
Далее попарно перемножают частотные отсчеты сигнала преобразованной последовательности (фиг.6н) одного антенного элемента Аm на соответствующие комплексно сопряженные отсчеты сигнала преобразованной последовательности на той же частоте другого антенного элемента Al (см. фиг.6р)Next, the frequency samples of the converted sequence signal (FIG. 6n) of one antenna element A m are multiplied in pairs by the corresponding complex conjugate samples of the converted sequence signal at the same frequency of the other antenna element A l (see FIG. 6p)
где m, l=1, 2, ..., М; m≠l - номера антенных элементов.where m, l = 1, 2, ..., M; m ≠ l - numbers of antenna elements.
На завершающем этапе для каждой пары антенных элементов расчитывают разность фаз сигналов Δφm,l(fV) для частот поддиапазона V по формуле (см. фиг.6с)At the final stage, for each pair of antenna elements, the phase difference of the signals Δφ m, l (f V ) is calculated for the frequencies of the subband V according to the formula (see Fig. 6c)
Значение разностей фаз сигналов Δφm,l(fV)r для всех возможных парных комбинаций антенных элементов в рамках каждого пеленгаторного пункта r используют в качестве первичных пространственно-информационных параметров.The value of the phase difference of the signals Δφ m, l (f V ) r for all possible pair combinations of antenna elements within each direction finding point r is used as the primary spatial information parameters.
Устройство, реализующее предлагаемый способ, структурно представленное на фиг.7. Оно содержит R идентичных периферийных пеленгаторных пунктов (ППП) и один центральный пеленгаторный пункт (ЦПП), структурные схемы которых представлены на фиг.8, 9 соответственно. Пеленгаторные пункты связаны между собой каналами связи, с помощью которых реализуется система управления типа "Звезда". С этой целью используется радиосвязь типа RADIOETHERNET на частотах 2,4 ГГц.A device that implements the proposed method, structurally presented in Fig.7. It contains R identical peripheral direction-finding points (SPP) and one central direction-finding point (CPP), the structural diagrams of which are presented in Figs. 8, 9, respectively. Direction finding stations are interconnected by communication channels, with the help of which a control system of the "Star" type is implemented. For this purpose, radio communication of the RADIOETHERNET type at frequencies of 2.4 GHz is used.
В процессе работы предлагаемого устройства ЦПП осуществляется поиск и обнаружение сигналов ИРИ в заданной полосе частот ΔF. При обнаружении сигнала на частоте fν ЦПП формирует команду управления всеми ППП на их перестройку на данную частоту, которую передают на частотах f1, f3, ..., fi. В простейшем случае она может представлять из себя код частоты fν. ППП перестраиваются на частоту fν и измеряют первичные пространственно-информационные параметры Δφm,l,изм(fν)r, несущие всю необходимую информацию о поле сигнала в точках его приема. Результаты измерений со всех ППП в полном объеме передаются на ЦПП на частотах f2, f4, ..., fj+1. Здесь по рассмотренному выше алгоритму в один этап определяется местоположение ИРИ.In the process of the proposed device, the CPP searches for and detects IRI signals in a given frequency band ΔF. When a signal is detected at a frequency f ν, the CPC generates a command to control all the IFs to tune them to a given frequency, which is transmitted at frequencies f 1 , f 3 , ..., f i . In the simplest case, it can be a frequency code f ν . SPPs are tuned to the frequency f ν and measure the primary spatial information parameters Δφ m, l, ism (f ν ) r , which carry all the necessary information about the signal field at the points of its reception. The measurement results from all the IFPs are fully transmitted to the CPT at frequencies f 2 , f 4 , ..., f j + 1 . Here, according to the above algorithm, the location of the IRI is determined in one step.
Рассмотрим состав и порядок работы ЦПП (см. фиг.9). Он содержит антенную решетку (АР) 1, антенный коммутатор 2, двухканальный приемник 3, аналого-цифровой преобразователь 4, блок преобразования Фурье 5, блок вычисления первичных пространственно-информационных параметров 6, N+1 запоминающих устройств (ЗУ) 7, R+1 трактов анализа 8, генератор синхронизации 9, R+1 установочных входов 10, R дуплекных радиостанций 13, R радиомодемов 14, первый сумматор 15, R+2-e запоминающее устройство 16, блок принятия решения 17, R+2-ю группу установочных входов 18 и группу информационных выходов 19.Consider the composition and operation of the CPP (see Fig.9). It contains an antenna array (AR) 1, an
Каждый тракт анализа 8 содержит блок вычитания 20, умножитель 21, второй сумматор 22, R+3-e и R+4-е запоминающие устройства 25 и 23 соответственно и блок формирования эталонного набора первичных пространственно-информационных параметров 24. Перед началом работы ЦПП и устройства в целом осуществляется описание пространственных характеристик антенных решеток 1 (26) всех используемых пеленгаторных пунктов. С этой целью определяется местоположение каждого пеленгаторного пункта, например, с помощью устройства топопривязки GPS (см. GPS навигаторы 12, 12XL. Руководство пользователя. JJ-CONNECT т.(095)208-81-36. E-mail: [email protected] http://www.jjconnect.ru). Измеряются взаимные расстояния между антенными элементами решетки 1 (26), определяется склонение антенной решетки относительно направления на север. Результаты измерений со всех ППП передаются на ЦПП и по соответствующим шинам 10/2, ..., 10/R+1 поступают на входы блоков формирования эталонного набора первичных пространственно-информационных параметров 24 соответствующего тракта анализа 8. Характеристики антенной решетки 1 ЦПП вводятся через шину 10/1 первого тракта анализа. По установочной шине 18 в блок 17 вводят координаты центров элементарных зон и объемов привязки. В блоках 24 трактов анализа по рассмотренному выше алгоритму вычисляются эталонные наборы первичных пространственно-информативных параметров, которые в дальнейшем хранятся в запоминающих устройствах 25. Пусть в результате сканирования двухканального приемника 3 (см. фиг.9) в заданной полосе частот ΔF на частоте fν обнаружен сигнал. Код частоты fν с выхода управления блока 3 поступает на первые входы радиомодемов 14/1-14/R. Здесь осуществляется его преобразование и согласование с входными характеристиками дуплексных приемопередатчиков 13/1-13/R. Сформированные сигналы управления с выходов соответствующих радиомодемов 14 поступают на вторые входы радиостанций 13 и излучаются по радионаправлениям на частотах f1, f3, ..., fi.Each
Рассмотрим порядок измерения первичных пространственно-информативных параметров на ЦПП. Принимаемые антенной решеткой 1 сигналы на частоте fν поступают на соответствующие входы антенного коммутатора 2. Антенный коммутатор 2 обеспечивает синхронное подключение в едином промежутке времени любых пар антенных элементов к опорному и сигнальному выходам. В результате последовательно во времени на оба сигнальных входа приемника 3 поступают сигналы со всех возможных пар АЭ решетки 1. При этом все АЭ периодически выступают в качестве сигнальных, так и в качестве опорных (при условии использования полнодоступного антенного коммутатора 2). Этим достигается максимальный набор статистики о пространственных параметрах электромагнитного поля.Let us consider the procedure for measuring primary spatially informative parameters at a centralized testing facility. The signals received by the
Сигналы (см. фиг.6а), поступившие на вход приемника 3, усиливают, фильтруют и переносят на промежуточную частоту (см. фиг.6б), например, 10,7 МГц. С опорного и сигнального выходов промежуточной частоты приемника 3 сигналы поступают на соответствующие входы аналого-цифрового преобразователя 4, где синхронно преобразуются в цифровую форму (см. Фиг.6в). Полученные цифровые отсчеты сигналов антенных элементов Аm, и Аl в блоке 4 перемножаются на цифровые отсчеты (см. Фиг.6д, ж) двух гармонических сигналов одной и той же частоты (см. Фиг.6г, е), сдвинутые друг относительно друга на угол π/2. На фиг.6з представлены результаты выполнения этой операции (выражения 4 и 5).The signals (see figa) received at the input of the
В результате в блоке 4 формируются четыре последовательности отсчетов (квадратурные составляющие сигналов от двух антенных элементов Аm и Аl). Для реализации необходимой импульсной характеристики цифровых фильтров в АЦП 4 выполняют операцию перемножения отсчетов каждой квадратурной составляющей сигнала (фиг.6з, и) на соответствующие отсчеты временного окна (см. фиг.6к). Результаты выполнения в блоке 4 этой операции приведены на фиг.6л, м.As a result, in
На завершающем этапе в блоке 4 формируют две комплексные последовательности отсчетов путем попарного объединения соответствующих отсчетов скорректированных последовательностей, которые поступают на соответствующие входы блока преобразования Фурье 5.At the final stage, in
В результате выполнения в блоке 5 операции (7) получают две преобразованные последовательности (см. фиг.6н). Последние характеризуют спектры сигналов, принимаемых в антенных элементах Аm и Аl, а следовательно, и их фазовые характеристики. Однако этого недостаточно для измерения разности фаз сигналов в парах антенных элементов Аm и Аl. Последнее предполагает вычисление функции взаимной корреляции сигналов (выражение 8) и на ее основе определение Δφm,l(fν)r в соответствии с выражением 9. Эти операции и выполняются блоком 6, на выходах которого формируются значения первичных пространственно-информационных параметров Δφm,l,изм(fν) для всех возможных сочетаний пар антенных элементов m, l=1, 2, ..., М, m≠l. Значения параметров Δφm,l,изм(fν), измеренные на ЦПП, записываются в первое запоминающее устройство 7/1.As a result of performing operation (7) in
Результаты измерения первичных пространственно-информационных параметров на частоте fν ППП передаются на ЦПП по соответствующим радионаправлениям. Их прием на ЦПП осуществляется с помощью дуплексных радиостанций 13/1-13/R и соответствующих им радиомодемов 14/1-14/R. Принятые значения Δφm,l,изм(fν)r записываются в соответствующие запоминающие устройства 7/2-7/R+1. Выполнение этой операции соответствует формированию массива измеренных первичных пространственно-информационных параметров, приведенных на фиг.4. После завершения данной операции с поступлением очередного синхроимпульса блока 9 измеренные параметры Δφm,l,изм(fν)r поступают на информационные входы соответствующих трактов анализа 8.The measurement results of the primary spatial information parameters at the frequency f ν of the SPT are transmitted to the CPP in the corresponding radio directions. Their reception at the central control center is carried out using
Основное предназначение трактов анализа 8 состоит в том, чтобы оценить степень отличия измеренных параметров Δφm,l,изм(fν)r (см. фиг.4) от эталонных значений Δφm,l,эт(fν)r (см. фиг.3), рассчитанных для всех элементарных зон и объемов привязки В. Данная операция осуществляется в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.5, следующим образом. Эталонные значения первичных пространственно-информационных параметров, хранящиеся в запоминающем устройстве 25, поступают на вход уменьшаемого блока вычитания 20. На вход вычитаемого блока 20 поступают измеренные значения Δφm,l,изм(fν)r. Операция вычитания осуществляется в строгом соответствии с порядком формирования пар АЭ. Например, из Δφm,l,изм(fν)3 поочередно вычитаются только значения Δφm,l,изм(fV)3 для всех элементарных зон и объемов привязки bh',n.The main purpose of the
На следующем этапе полученные разности возводятся в квадрат в блоке умножения 21. Данная операция необходима для того, чтобы все результаты операции вычитания имели положительное значение. В противном случае могла возникнуть бы ситуация, когда сумма положительных и отрицательных разностей Δφm,l,изм(fν)r-Δφm,l,эт(fν)r компенсировали друг друга. Для возведения в квадрат каждый результат вычитания умножается на себя в блоке 21. Полученные квадраты разностей складываются во втором сумматоре 22 и записываются в запоминающее устройство 23. Аналогичные операции выполняются во всех трактах анализа 8. Синхронизация элементов трактов 8 осуществляется с помощью импульсов генератора синхроимпульсов 9.In the next step, the differences obtained are squared in the
Результаты вычислений в трактах анализа 8 поступают на соответствующие группы информационных входов первого сумматора 15. Здесь на каждой группе информационных входов присутствуют данные об суммарном отличии измеренных и эталонных параметров на частоте fν для каждой элементарной зоны и объема привязки bh,n соответствующего пеленгаторного пункта r. Задача сумматора 15 состоит в том, чтобы просуммировать полученные отличия в параметрах всех пеленгаторных пунктов по каждой элементарной зоне и объеме привязки bh',n.The calculation results in the
Результаты суммирования в блоке 15 поступают на информационные входы запоминающего устройства 16, где хранятся до поступления следующей управляющей команды двухканального приемника 3. Блок 17 на первом этапе осуществляет сравнение всех хранящихся в запоминающем устройстве 16 сумм и выбирает среди них минимальную. Номера ячеек памяти в блоке 16 находятся в однозначном соответствии с номерами элементарных зон и объемов привязки, что позволяет блоку 17 принять решение о наиболее вероятном местоположении ИРИ в зоне контроля. На втором этапе в блоке 17 осуществляется переход от номера элементарной зоны и объема привязки к их координатам {X, Y, Z}h',n. Эта операция реализуется благодаря использованию априорной информации о координатах центров элементарных зон и объемов привязки, поступившей на информационные входы 18 блока 17 на подготовительном этапе. На выходе 19 формируются данные о координатах ИРИ.The summation results in
Работа периферийного пеленгаторного пункта осуществляется следующим образом. Пусть на вход 37 ППП (первый вход дуплексного приемопередатчика 35) поступила команда управления от ЦПП настроиться на частоту fν. Принятая в блоке 35, она поступает на второй вход радиомодема 34. Здесь она преобразуется (демодулируется) в кодовую последовательность частоты fν с согласованным уровнем, которая поступает на управляющий вход двухканального приемника 28. По этой команде оба канала блока 28 настраиваются на частоту fν и осуществляется прием сигналов с последующим измерением ППП их первичных пространственно-информационных параметров. Порядок измерения параметров Δφm,l,изм(fν)r полностью совпадает с выполнением этой операции на ЦПП. Состав блоков и последовательность их работы описаны выше при описании работы ЦПП. Измеренные значения Δφm,l,изм(fν)r записываются в запоминающее устройство 32, которое выполняет функцию буферной памяти. После завершения операции измерения первичных пространственно-информационных параметров значения Δφm,l,изм(fν)r через радиомодем 34 (где осуществляется модуляция видеосигнала) и дуплексный приемопередатчик 35 передаются на ЦПП. Синхронизация работы блоков ППП осуществляется с помощью импульсов генератора синхроимпульсов 33.The work of the peripheral direction finding point is as follows. Let the
В устройстве, реализующем предложенный способ, используются известные элементы и блоки, описанные в научно-технической литературе. Они также используются и в устройстве, реализующем способ-прототип (см. Пат. RU №2263328, опубл. 27.10.2005 г., бюлл. №30, с.20-23). Отличие рассматриваемого устройства состоит в том, что емкость памяти запоминающих устройств, размерность сумматоров, блоков вычитания и умножителей возрастает в (H+1) раз. Кроме того, имеют место отличия в реализации блоков формирования эталонного набора первичных пространственно-информационных параметров 24.The device that implements the proposed method uses known elements and blocks described in the scientific and technical literature. They are also used in a device that implements the prototype method (see Pat. RU No. 2263328, publ. 10/27/2005, bull. No. 30, p.20-23). The difference between the device in question is that the memory capacity of the storage devices, the dimension of the adders, subtraction blocks and multipliers increases by (H + 1) times. In addition, there are differences in the implementation of blocks for the formation of a reference set of primary
Варианты реализации антенных элементов и антенной решетки 1 (26) широко рассмотрены в литературе (см. Саидов А.С. и др. Проектирование фазовых автоматических радиопеленгаторов. - М.: Радио и связь, 1997; Torrieri D.J. Principles of military communications system. Dedham, Massachusetts Artech House, inc., 1981. - 298 рр.). В качестве антенных элементов целесообразно использовать один из типов антенн: симметричные или несимметричные вибраторы, дискоконусные АЭ, биконические АЭ и др. Выбор АЭ определяется заданным частотным диапазоном (коэффициентом перекрытия), конструктивными особенностями антенной решетки. В общем случае размещение АЭ в горизонтальной плоскости может быть произвольным. Количество используемых антенных элементов М и расстояния между ними определяются заданной точностью пеленгования {ΔХ, ΔY, ΔZ}, диапазоном рабочих частот ΔF и эффектом взаимного влияния АЭ друг на друга. Последнее определяет минимальное расстояние между АЭ решетки 1 (26) dmin.Implementation options for antenna elements and antenna array 1 (26) are widely considered in the literature (see A. Saidov et al. Design of phase automatic direction finders. - M.: Radio and Communications, 1997; Torrieri DJ Principles of military communications system. Dedham , Massachusetts Artech House, inc., 1981. - 298 pp.). It is advisable to use one of the antenna types as antenna elements: symmetric or asymmetric vibrators, disk-cone AEs, biconical AEs, etc. The choice of AE is determined by a given frequency range (overlap coefficient), structural features of the antenna array. In general, the placement of AEs in the horizontal plane can be arbitrary. The number of antenna elements M used and the distances between them are determined by the specified direction finding accuracy {ΔX, ΔY, ΔZ}, the operating frequency range ΔF, and the effect of the mutual influence of AE on each other. The latter determines the minimum distance between the AE of the lattice 1 (26) d min .
Для обеспечения наиболее высокой и равной со всех направлений точности пеленгования целесообразно исполнение АР 1 (26) с кольцевым размещением АЭ.To ensure the highest and equal direction finding accuracy from all directions, it is advisable to perform AR 1 (26) with AE ring placement.
Важным аспектом выполнения АР 1(26) является реализация коэффициента перекрытия Kпер частотного диапазона. В случаях, когда Kпер задается равной 10 и более, необходимо использовать многокольцевую структуру АР.An important aspect of the implementation of AR 1 (26) is the implementation of the overlap coefficient K lane of the frequency range. In cases where K per is set equal to 10 or more, it is necessary to use the multi-ring structure of AR.
Анализ зависимости количества АЭ М и Kпер (по уровню взаимного влияния АЭ в нижней части рабочего диапазона частот и неоднозначности получаемых оценок в его верхней части), выполненный в Pat. RU 2263327, опубл. 27.10.2005 г., бюл. №30. МПК 7 G 01 S 3/14 показал, что для устранения названных негативных явлений и их влияния на точность пеленгования при Kпер=10 необходимо использовать не менее 8 АЭ совместно с полнодоступным антенным коммутатором и 16 АЭ - при использовании неполнодоступного коммутатора.An analysis of the dependence of the number of AE M and K per (according to the level of mutual influence of AE in the lower part of the working frequency range and the ambiguity of the estimates obtained in its upper part), performed in Pat. RU 2263327, publ. 10/27/2005, bull. No. 30. IPC 7 G 01
Антенный коммутатор 2 (27) обеспечивает синхронное подключение в едином промежутке времени любых пар АЭ к опорному и сигнальному выходам. Реализация АК 2 (27) широко известна (см. Вениаминов В.Н. и др. Микросхемы и их применение. - М.: Радио и связь, 1989, - 240 с.; Вайсблат А.В. Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах. - М.: Радио и связь, 1987. - 120 с.). Двухканальный приемник 3 (28) может быть реализован с помощью двух полупрофессиональных приемников IC-R8500 фирмы ICOM (см. Cammunication Receiver IC-R8500. Instruction Manual). При этом первый и второй гетеродины одного из приемников используются одновременно в качестве первого и второго гетеродинов второго приемника. Кроме того, в качестве приемника 3 (28) могут попарно использоваться и другие приемники фирмы ICOM: IC-R7000, IC-RCR1000.Antenna switch 2 (27) provides synchronous connection in a single time interval of any AE pairs to the reference and signal outputs. The implementation of AK 2 (27) is widely known (see Veniaminov V.N. et al. Microcircuits and their application. - M .: Radio and communications, 1989, 240 s .; Vaysblat A.V. Microwave Switching Devices on Semiconductor Diodes . - M.: Radio and Communications, 1987. - 120 p.). Two-channel receiver 3 (28) can be implemented using two ICOM semi-professional receivers IC-R8500 (see Cammunication Receiver IC-R8500. Instruction Manual). In this case, the first and second local oscillators of one of the receivers are used simultaneously as the first and second local oscillators of the second receiver. In addition, other ICOM receivers can be used in pairs as receiver 3 (28): IC-R7000, IC-RCR1000.
Двухканальные аналого-цифровой преобразователь 4 и блок преобразования Фурье 5 (30), а также блок вычисления первичных пространственно-информационных параметров 6 (31) и запоминающее устройство 7/1 (32) реализуются с помощью стандартных плат: субмодуля цифрового приема ADMMDDC2WB и ADP60PCIv3.2 на процессоре Sharc ADSP-21062. Руководство пользователя (см. e-mail: [email protected] www - сервер: www.insys.ru). Субмодуль ADMMDDC2WB реализует функции блока 4 (29) и содержит микросхемы DIGITAL DOWN CONVERTER (DDC) AD 6620 фирмы Analog Devices для извлечения части полосы частот из широкой входной полосы сигнала промежуточной частоты 10,7 МГц приемника 3 (28) IC-R8500, преобразования этой полосы в полосу модулирующих частот и вывод ее в квадратуре (выражения 4 и 5). Данная операция осуществляется путем умножения оцифрованного сигнала на квадратурное опорное колебание внутреннего генератора DDC.A two-channel analog-to-
Субмодуль цифрового приема ADMDDC2WB используется в несущих платах типа ADP6015A, ADP60PCI, ADP62PCI. Базовый модуль на базе платы ADP62PCIv3.2 на процессе Sharc ADSP-21062 реализует функцию дискретного преобразования Фурье (выражение 7, блок 5 (30)), операцию умножения на комплексно-сопряженную пару отсчетов каналов (выражение 8, блок 6 (31)), нахождение разности фаз сигналов Δφm,l,изм(fν)r (выражение 9, блок 6 (31), а также запоминание измеренных значений разности фаз (функция блока 7/1 (32)).The digital reception submodule ADMDDC2WB is used in carrier cards of the ADP6015A, ADP60PCI, ADP62PCI type. The base module based on the ADP62PCIv3.2 board on the Sharc ADSP-21062 process implements the discrete Fourier transform function (
Построение генераторов синхроимпульсов 9 (33) известно и широко освещено в литературе (Радиоприемные устройства: Учебное пособие по радиотехнике. Спец. ВУЗов / Ю.Т.Давыдов и др. - М.: Высшая школа, 1989, - 342 с.; Функциональные узлы адаптивных компенсаторов помех: Часть II. В.В.Никитченко. - Л.: ВАС, - 1990. - 176 с.).The construction of clock generators 9 (33) is known and widely covered in the literature (Radio receivers: A manual for radio engineering. Special. Universities / Yu.T. Davydov et al. - M.: Higher school, 1989, - 342 p .; Functional units adaptive interference compensators: Part II. V.V. Nikitchenko. - L .: YOU, - 1990. - 176 p.).
Дуплексные радиостанции 13/1-13/R и 35 реализуются с помощью радиостанции IC-F310S фирмы ICOM (см. Instruction Manual. VHF Transceiver IC-F310S. Icom Ins. 1-1-32 Kamimmami, Hirano-ku, Osaka 547-0003 Japan). Блоки 13/1-13/R и 35 могут быть также реализованы с помощью других дуплексных радиостанций фирмы ICOM: IC-F320S, IC-F410S, IC-F420S.
Радиомодемы 14/1-14/R и 34 могут быть реализованы на базе изделия Kantronics КРС-3 Plus (см. Users Guide: Introduction, Getting Started, Modes of Operation, Command Reference, and Hardware Specifications. Orders/Inguiries (785) 842-7745, Fax (785) 842-2031 e-mail sales@kantronics, com, website: www.Kantronics.com.).Radio modems 14 / 1-14 / R and 34 can be implemented on the basis of the Kantronics KRS-3 Plus product (see Users Guide: Introduction, Getting Started, Modes of Operation, Command Reference, and Hardware Specifications. Orders / Inguiries (785) 842 -7745, Fax (785) 842-2031 e-mail sales @ kantronics, com, website: www.Kantronics.com.).
Первый и второй сумматоры 15 и 22, блок вычитания 20 реализуются по известным схемам (см. Рэд. Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике: Схемы, блоки, 50-омная техника: Пер. с нем. - М.: Мир, 1990. -256 с.).The first and
Запоминающие устройства 7/2-7/R+1 и 16 представляют из себя буферные запоминающие устройства, реализация которых известна (см. Большие интегральные схемы запоминающих устройств: Справочник / А.Ю.Горденов и др. - М.: Радио и связь, 1990. - 288 с.; Лебедев О.Н. Микросхемы памяти и их применение. - М.: Радио и связь, 1990. - 160 с.). Умножитель 21 реализует операцию - возведение в квадрат, а его выполнение освещено в книге Рэд Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике: Схемы, блоки, 50-омная техника: Пер. с нем. - М.: Мир, 1990, - 256 с.).
Блок формирования эталонного набора первичных пространственно-информативных параметров 24 предназначен для создания таблиц эталонных значений разностей фаз Δφm,l,r,h',n,эт(fV) для соответствующего r-то пеленгаторного пункта, различных пар антенных элементов m, l=1, 2, ..., М; m≠l, различных поддиапазонов частот V и всех элементарных зон и объемов привязки bh',n в соответствии с фиг.3. На подготовительном этапе по соответствующей группе установочных входов 10/г задаются следующие исходные данные для каждого блока 24, а следовательно, и для каждого пеленгаторного пункта:The unit for the formation of a reference set of primary spatially
сектор обработки по азимуту {Θmin, Θmax};azimuth processing sector {Θ min , Θ max };
сектор обработки по углу места {βmin, βmax};processing sector by elevation {β min , β max };
точность нахождения углового параметра ΔΘ;accuracy of finding the angular parameter ΔΘ;
точность нахождения углового параметра Δβ;the accuracy of finding the angular parameter Δβ;
удаление эталонных источников Rh',n;removal of reference sources R h ', n ;
топология размещения антенных элементов;topology of placement of antenna elements;
координаты местоположения ППП и ЦПП {X,Y}r,the coordinates of the location of the RFP and the CPP {X, Y} r ,
диапазон частот ΔF;frequency range ΔF;
ширина под диапазона частот Δf.width under the frequency range Δf.
Величины {Θmin, Θmax}r И {βmin, βmax}r задаются для каждого пеленгаторного пункта пользователем системы определения координат ИРИ. Их значения зависят от местоположения ПП относительно зоны контроля. Точность нахождения угловых параметров ΔΘ и Δβ для каждого ПП зависит от заданной точности местоопределения ИРИ {ΔX, ΔY, ΔZ}, размещения ПП относительно зоны контроля и ограничивается инструментальной точностью. Последняя, в свою очередь, определяется типом (размерами и геометрией) используемой АР 1 (26) и характеристиками АЭ, частотным диапазоном ΔF, условиями распространения радиоволн, видом модуляции сигнала и т.д. Задача соответствующего блока 24 r-го тракта анализа 8/r состоит в том, чтобы для данного ПП, каждого частотного поддиапазона ΔfV, каждой элементарной зоны и объема привязки bh',n и заданной топологии АР 1 (26), координат ее местоположения {X,Y}r с дискретой по азимуту ΔΘr и углу места Δβr рассчитать идеальные (эталонные) значения разностей фаз Δφэт(fV)r для всех пар антенных элементов с учетом того, что эталонный источник последовательно размещается в центрах всех элементарных зон и объемов привязки.The values {Θ min , Θ max } r AND {β min , β max } r are set for each direction-finding point by the user of the IRI coordinate determination system. Their values depend on the location of the PP relative to the control zone. The accuracy of finding the angular parameters ΔΘ and Δβ for each PP depends on the given accuracy of determining the IRI {ΔX, ΔY, ΔZ}, the location of the PP relative to the control zone and is limited by instrumental accuracy. The latter, in turn, is determined by the type (size and geometry) of the used AR 1 (26) and AE characteristics, frequency range ΔF, propagation conditions of the radio waves, type of signal modulation, etc. The task of the
Блок 24 тракта анализа 8 может быть выполнен в виде автомата на базе микропроцессора (см. Шевкоплес Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990, - 512 с.) и работающего в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.10. В качестве последнего может быть использован высокопроизводительный 16-разрядный микропроцессор К1810ВМ86 (см. Вениаминов В.Н. и др. Микросхемы и их применение: Справочное пособие - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989. - 240 с.).
Блок принятия решения 17 выполняет две основных функции:The
определяет номер ячейки ЗУ 16 с минимальной суммой Kh',n(fV), соответсвующей номеру элементарной зоны или объема привязки bh',n, в которой наиболее вероятно нахождение ИРИ;determines the cell number of the
находит координаты центра данной элементарной зоны или объема привязки {X, Y, Z}h',n и выдает их в качестве координат ИРИ.finds the coordinates of the center of this elementary zone or the binding volume {X, Y, Z} h ', n and issues them as the coordinates of the IRI.
Структурная схема блока принятия решения 17 приведена на фиг.11. Он содержит блок поиска минимума 38, счетчик импульсов 39, запоминающие устройства 40 и 41 и блок элементов "И"42. Работа блока принятия решения осуществляется следующим образом. На счетный вход счетчика 39 и синхровход блока поиска минимума поступают импульсы с выхода генератора 9. На информационных входах блока поиска минимума поочередно поступают коды чисел Kh'n(fv), n=1, 2, ..., N, h'=0, 1, 2, ..., Н. Данная операция синхронизирована поступлением синхроимпульсов блока 9 на соответствующие входы блоков 16 и 38. Если в результате выполнения операции сравнения в блоке 38 в момент времени t1 принимается решение о том, что текущее содержимое очередной ячейки Kh',n(fV) меньше предыдущих, на выходе блока 38 формируется импульс управления, поступающий на управляющие входы ЗУ 40 и 41. В блоке 40 записаны значения координат центров элементарных зон и объемов привязки. При этом номера ячеек памяти блока 40 соответствуют номерам элементарных зон и объемов привязки. На адресные входы блока 40 в момент времени t1 поступает код числа с выхода счетчика 39, содержимое которого и определяет номер элементарной зоны (объема) привязки (номер ячейки памяти блока 16 с минимальной суммой Kh',n(fV). В результате содержимое с координатами центра данной элементарной зоны или объема {X, Y, Z}h',n по управляющему сигналу блока 38 переписывается в буферное запоминающее устройство 41. Процесс сравнения в блоке 38 продолжается далее до полного перебора всех сумм, хранящихся в блоке 16, для избежания принятия решения по локальному минимуму. По очередному минимальному значению, обнаруженному блоком 38, переписываются координаты {X, Y, Z}h',n соответствующей элементарной зоны или объема привязки. Емкость счетчика 39 соответствует количеству элементарных зон и объемов привязки В. После заполнения счетчика 39 на его выходе формируется сигнал обнаружения, который обнуляет счетчик и одновременно поступает на управляющие входы блока элементов "И" 42. В результате координаты центра элементарной зоны привязки с выхода блока 41, соответствующие минимальной сумме, поступают на выход блока 17. Реализация блока поиска минимума известна. Он может быть реализован по пирамидальной схеме с использованием быстродействующих компараторов (см. Шевкоплес Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Радио и связь. 1990. - 512 с.). Счетчик импульсов 39 емкостью В может быть реализован с помощью последовательного подключения необходимого количества микросхем 155ИЕ1 (см. Справочник по интегральным микросхемам / Б.В.Тарабрин, С.В.Якубовский, Н.А.Барканов и др.; под ред. Б.В.Тарабрина. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 816 с.). Запоминающие устройства 40 и 41 могут быть реализованы на стандартной элементной базе 565 и 541 серий соответственно (см. Большие интегральные схемы запоминающих устройств: Справочник / А.Ю.Гордонов и др.: Под ред. А.Ю.Гордонова. - М.: Радио и связь, 1990. - 288 с.). Блок 42 может быть реализован набором элементарной логики (микросхемах 155 серии) (см. Справочник по интегральным микросхемам / Б.В.Тарабрин, С.В.Якубовский, Н.А.Барканов и др.; под ред. Б.В.Тарабрина, - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 816 с.).The block diagram of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005136630/09A RU2296341C1 (en) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | Mode of definition of the coordinates of a radiation source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005136630/09A RU2296341C1 (en) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | Mode of definition of the coordinates of a radiation source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2296341C1 true RU2296341C1 (en) | 2007-03-27 |
Family
ID=37999258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005136630/09A RU2296341C1 (en) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | Mode of definition of the coordinates of a radiation source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2296341C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476900C1 (en) * | 2011-10-27 | 2013-02-27 | Научно-Исследовательский Испытательный Центр Систем Связи Федерального Государственного Учреждения "27 Центральный Научно-Исследовательский Институт Минобороны России" | Method of determining coordinates of radio-frequency sources |
| RU2692117C1 (en) * | 2018-01-23 | 2019-06-21 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Helicopter radio-electronic complex for monitoring agricultural lands |
| RU2752249C2 (en) * | 2020-12-08 | 2021-07-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Вектор" (АО "НИИ "Вектор") | Multichannel direction finder of rf radio signals |
| RU2757197C1 (en) * | 2020-09-14 | 2021-10-12 | Алексей Викторович Бондаренко | Method for determining the coordinates of a radio emitting object in the working area of a multipositional passive radio engineering complex and apparatus for implementation thereof |
-
2005
- 2005-11-24 RU RU2005136630/09A patent/RU2296341C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476900C1 (en) * | 2011-10-27 | 2013-02-27 | Научно-Исследовательский Испытательный Центр Систем Связи Федерального Государственного Учреждения "27 Центральный Научно-Исследовательский Институт Минобороны России" | Method of determining coordinates of radio-frequency sources |
| RU2692117C1 (en) * | 2018-01-23 | 2019-06-21 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Helicopter radio-electronic complex for monitoring agricultural lands |
| RU2757197C1 (en) * | 2020-09-14 | 2021-10-12 | Алексей Викторович Бондаренко | Method for determining the coordinates of a radio emitting object in the working area of a multipositional passive radio engineering complex and apparatus for implementation thereof |
| RU2752249C2 (en) * | 2020-12-08 | 2021-07-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Вектор" (АО "НИИ "Вектор") | Multichannel direction finder of rf radio signals |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2283505C1 (en) | Method and device for determining coordinates of a radio radiation source | |
| RU2263328C1 (en) | Method and device for determining coordinates of radio emission source | |
| RU2419106C1 (en) | Method and device for determining coordinates of radio-frequency radiation source | |
| RU2423719C1 (en) | Method for adaptive measurement of spatial parameters of radio-frequency radiation sources and device for realising said method | |
| CN102308228B (en) | Method for locating multiple rays of a source with or without AOA by multi-channel estimation of the TDOA and FDOA | |
| TWI438465B (en) | Method system and mobile unit for locating a geogprahical position using broadcast frequency modulation signals | |
| US6243587B1 (en) | Method and system for determining position of a mobile transmitter | |
| RU2465613C1 (en) | Method and apparatus for determining location of radio source | |
| WO2016058552A1 (en) | Method for locating and positioning using broadcast fm signals and phase difference computation technique | |
| RU2383897C1 (en) | Radio signal df method and direction finder to this end | |
| RU2296341C1 (en) | Mode of definition of the coordinates of a radiation source | |
| RU2477551C1 (en) | Method for multichannel adaptive reception of radio signals and apparatus for realising said method | |
| RU2341811C1 (en) | Method of finding direction of radio signals and direction finder to this end | |
| RU2370824C1 (en) | Method of controlling guarded objects | |
| CA2363720C (en) | Sensor system | |
| RU2659810C1 (en) | Method and apparatus for determining coordinates of radio emission sources | |
| RU2505832C2 (en) | Method for radio signal direction finding and direction finder for realising said method | |
| RU2536609C1 (en) | Method and device for determining coordinates of radio-frequency source | |
| RU2419805C1 (en) | Method of radio signal direction finding and direction finder to this end | |
| RU2263327C1 (en) | Method for radio signals position-finding and direction-finder for realization of said method | |
| RU2514197C1 (en) | Method and device for determination of airborne vehicle angular attitude | |
| RU2553270C1 (en) | Method and apparatus for determining angular orientation of aircraft | |
| RU2427000C1 (en) | Method and device to locate radio radiation sources | |
| RU2700767C1 (en) | Method and device for determining coordinates of radio emission sources | |
| RU2668566C2 (en) | One-position multiplicative difference-relative method for determining of radio frequencies sources location coordinates |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081125 |