RU2642430C1 - Способ измерения дальности - Google Patents

Способ измерения дальности Download PDF

Info

Publication number
RU2642430C1
RU2642430C1 RU2017100225A RU2017100225A RU2642430C1 RU 2642430 C1 RU2642430 C1 RU 2642430C1 RU 2017100225 A RU2017100225 A RU 2017100225A RU 2017100225 A RU2017100225 A RU 2017100225A RU 2642430 C1 RU2642430 C1 RU 2642430C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
sequences
range
sequence
shifted
Prior art date
Application number
RU2017100225A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Станиславович Бахолдин
Денис Александрович Гаврилов
Владимир Анатольевич Добриков
Дмитрий Александрович Леконцев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации, Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2017100225A priority Critical patent/RU2642430C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2642430C1 publication Critical patent/RU2642430C1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/12—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the pulse-recurrence frequency is varied to provide a desired time relationship between the transmission of a pulse and the receipt of the echo of a preceding pulse
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems
    • G01S13/70—Radar-tracking systems; Analogous systems for range tracking only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации. Достигаемый технический результат - увеличение диапазона однозначного измерения дальности за счет выбора некратных периодов повторения псевдослучайных последовательностей, который определяется как наименьшее общее кратное произведений числа символов одной последовательности на тактовую частоту другой. Сущность изобретения заключается в использовании сигнала с квадратурным уплотнением, синфазная и квадратурная компоненты которого манипулируются по фазе двоичными псевдослучайными последовательностями с различными периодами повторения.

Description

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации и может быть использовано в системах и устройствах измерения дальности (времени задержки распространения сигнала) на основе сложных фазоманипулированных сигналов, обеспечивающих высокую точность и большой диапазон однозначного измерения.
Основными проблемами, возникающими при измерении дальности с помощью фазоманипулированных сигналов, является необходимость использования высокой тактовой частоты смены символов двоичной псевдослучайной модулирующей последовательности для достижения высокой точности измерений, а также необходимость использования большого числа символов в этой последовательности для обеспечения заданного периода однозначного измерения дальности.
Известен фазовый способ измерения дальности, использующий в качестве точной шкалы неоднозначные фазовые измерения на несущей частоте и однозначные кодовые измерения, выполняемые с помощью фазоманипулированного сигнала [1]. Недостатком такого способа является необходимость использования модулирующего кода большой длины для обеспечения требуемого диапазона однозначности, что приводит к существенному росту аппаратной сложности многоканального коррелятора, являющегося составной частью устройства, реализующего данный способ.
Известен также способ измерения дальности, использующий в качестве модулирующей последовательности сложный сигнал на основе М-последовательностей [2]. Недостатком такого способа является существенное уменьшение максимального значения взаимно-корреляционной функции принимаемого сложного сигнала и исходных М-последовательностей на выходе каждого из корреляторов, измеряющих величину задержки, в сравнении максимальными значениями их автокорреляционных функций. Применение такого способа формирования и приема сложного фазоманипулированного сигнала приводит к снижению помехоустойчивости при приеме и увеличению погрешностей оценки времени задержки распространения сигнала в каждом из корреляторов.
Рассмотренный способ формирования сигнала с использованием двух псевдослучайных последовательностей является наиболее близким и выбран в качестве прототипа.
Достигаемый технический результат заключается в увеличении диапазона однозначного измерения дальности, обеспечении высокой точности и помехоустойчивости при измерении дальности, а также снижении аппаратной сложности корреляторов.
Новизна изобретения заключается в новом подходе к выбору параметров модулирующих последовательностей, используемых для формирования фазоманипулированного сигнала с квадратурным уплотнением.
Изобретательский уровень характеризуется применением известного метода квадратурного уплотнения сигналов, обеспечивающего их ортогональность и возможность последующей независимой обработки для измерения задержки времени распространения каждого из квадратурных сигналов, а также использованием математического аппарата теории чисел в части построения классов вычетов по заданному модулю и нахождения в соответствии с китайской теоремой об остатках значения числа по его остаткам для вычисления полной задержки сигнала.
Данное изобретение является промышленно применимым при разработке перспективных радиолокационных и радионавигационных систем и устройств, использующих сложные фазоманипулированные сигналы. Технический результат заключается в увеличении диапазона однозначного измерения дальности, определяемого как наименьшее общее кратное произведений числа символов одной последовательности, модулирующей соответствующую квадратурную составляющую сигнала, на тактовую частоту другой. При выборе некратных периодов повторения псевдослучайных последовательностей достигается максимальное увеличение диапазона однозначности до величины, равной произведению периодов повторения последовательностей.
В настоящее время в глобальных навигационных спутниковых системах широко используют сигналы с квадратурным уплотнением двух типов сигналов - pilot и data. Сигналы типа pilot используются для измерения дальности между спутниками и потребителем беззапросным методом, а сигналы типа data только для передачи потребителю цифровой информации с борта навигационного спутника. При этом период повторения сигналов открытого доступа составляет единицы миллисекунд и не позволяет однозначно измерять дальность между спутником и потребителем. При модернизации спутниковых навигационных систем предлагаемый способ измерения дальности может быть реализован путем выбора некратных периодов повторения модулирующих последовательностей pilot и data сигналов.
Источники информации
1. Дикарев В.И., Федоров В.В., Шилим И.Т. Фазовый способ измерения дальности. Патент РФ №2010260, 30.03.1994.
2. Пономарев В.А., Бахолдин B.C. Способ формирования и приема сложных сигналов на основе М-последовательностей. Патент РФ №2276385, 10.05.2006.

Claims (1)

  1. Способ измерения дальности путем излучения и приема радиосигнала с квадратурным уплотнением, отличающийся тем, что синфазную компоненту излучаемого несущего колебания манипулируют по фазе двоичной псевдослучайной последовательностью с периодом повторения Т1 и квадратурную компоненту, сдвинутую по фазе на 90 градусов, манипулируют по фазе двоичной псевдослучайной последовательностью с периодом повторения Т2, а принимаемый радиосигнал подают на два коррелятора, на выходах которых измеряют значения задержек τ1 и τ2 соответственно для каждой последовательности и затем вычисляют полную задержку сигнала
    Figure 00000001
    , прямо пропорциональную измеряемой дальности, в диапазоне от 0 до
    Figure 00000002
    , где НОК - операция нахождения наименьшего общего кратного; N1, N2 - число символов последовательностей;
    Figure 00000003
    ,
    Figure 00000004
    - тактовые частоты последовательностей; Р, Θ - числитель и знаменатель простой дроби
    Figure 00000005
    , аппроксимирующей отношение периодов повторения манипулирующих последовательностей; Θ-1 - величина, обратная Θ по модулю Р; int - операция нахождения целой части числа; mod - операция сравнения по модулю.
RU2017100225A 2017-01-09 2017-01-09 Способ измерения дальности RU2642430C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100225A RU2642430C1 (ru) 2017-01-09 2017-01-09 Способ измерения дальности

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100225A RU2642430C1 (ru) 2017-01-09 2017-01-09 Способ измерения дальности

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2642430C1 true RU2642430C1 (ru) 2018-01-25

Family

ID=61023937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017100225A RU2642430C1 (ru) 2017-01-09 2017-01-09 Способ измерения дальности

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2642430C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010260C1 (ru) * 1992-02-11 1994-03-30 Виктор Иванович Дикарев Фазовый способ измерения дальности
RU2276385C1 (ru) * 2005-02-08 2006-05-10 Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского Способ формирования и приема сложных сигналов на основе м-последовательностей
CN102288946A (zh) * 2011-05-12 2011-12-21 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种伪随机码调相连续波雷达测距解模糊方法
KR101233745B1 (ko) * 2011-11-24 2013-02-18 국방과학연구소 거리 측정 장치 및 방법
US8665139B2 (en) * 2010-07-12 2014-03-04 Nireco Corporation Distance measuring apparatus and distance measuring method
RU2518174C2 (ru) * 2012-07-02 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук Запросный способ измерения радиальной скорости и местоположения спутника глобальной навигационной системы глонасс и система для его осуществления
JP2014115203A (ja) * 2012-12-11 2014-06-26 Panasonic Corp 距離計測装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010260C1 (ru) * 1992-02-11 1994-03-30 Виктор Иванович Дикарев Фазовый способ измерения дальности
RU2276385C1 (ru) * 2005-02-08 2006-05-10 Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского Способ формирования и приема сложных сигналов на основе м-последовательностей
US8665139B2 (en) * 2010-07-12 2014-03-04 Nireco Corporation Distance measuring apparatus and distance measuring method
CN102288946A (zh) * 2011-05-12 2011-12-21 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种伪随机码调相连续波雷达测距解模糊方法
KR101233745B1 (ko) * 2011-11-24 2013-02-18 국방과학연구소 거리 측정 장치 및 방법
RU2518174C2 (ru) * 2012-07-02 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук Запросный способ измерения радиальной скорости и местоположения спутника глобальной навигационной системы глонасс и система для его осуществления
JP2014115203A (ja) * 2012-12-11 2014-06-26 Panasonic Corp 距離計測装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7357585B2 (ja) レーダシステムの方法、レーダシステム及びレーダシステムの装置
US10670695B2 (en) Programmable code generation for radar sensing systems
US10365349B2 (en) Radar device
US20240192349A1 (en) Radar apparatus and radar method
CN108603928B (zh) 用于降低由雷达***中的相位噪声引起的干扰的方法和***
JP6917735B2 (ja) レーダ装置及びレーダ方法
RU2628566C1 (ru) Способ работы радиолокационной станции с повышенными допплеровскими характеристиками
JP6818541B2 (ja) レーダ装置および測位方法
US9733345B2 (en) System and method for enhanced point-to-point direction finding
US11846696B2 (en) Reduced complexity FFT-based correlation for automotive radar
JPH1054874A (ja) 連続波広帯域精密距離測定レーダ装置
JP2009098097A (ja) 距離測定装置及び距離測定方法
JP5019316B2 (ja) Ｆｍ−ｃｗ偏波レーダ装置
EP2284565A1 (en) Continous wave radar
JP2008224595A (ja) 光波測距方式及び測距装置
JP4704968B2 (ja) 相関型探知装置
JP7266207B2 (ja) レーダ装置、及び、レーダ方法
RU2507536C1 (ru) Обнаружитель-измеритель когерентно-импульсных сигналов
JP2007033287A (ja) パルス波レーダー装置
JP2020056589A (ja) レーダ装置、及び、レーダ方法
JP2006226847A (ja) 無線センシング装置及び無線センシング方法
RU2642430C1 (ru) Способ измерения дальности
KR20190002678A (ko) 모호하지 않은 도플러 측정을 위한 비균일 샘플링
JP2006275758A (ja) レーダ装置
Notzon et al. An FPGA-based measurement generator for cyclically shifted binary signals

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190110