RU2686481C1 - Adaptive method of spatial identification of bearings with ground radio sources and system for implementation thereof - Google Patents
Adaptive method of spatial identification of bearings with ground radio sources and system for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686481C1 RU2686481C1 RU2018109250A RU2018109250A RU2686481C1 RU 2686481 C1 RU2686481 C1 RU 2686481C1 RU 2018109250 A RU2018109250 A RU 2018109250A RU 2018109250 A RU2018109250 A RU 2018109250A RU 2686481 C1 RU2686481 C1 RU 2686481C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearings
- direction finding
- iri
- input
- bearing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title claims abstract 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000004971 IR microspectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 238000012060 immune response imaging Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
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
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/04—Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
-
- 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
- G01S13/46—Indirect determination of position data
- G01S13/48—Indirect determination of position data using multiple beams at emission or reception
-
- 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
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
-
- 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
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/10—Position of receiver fixed by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements, e.g. omega or decca systems
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
- G01S7/411—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
- G01S7/415—Identification of targets based on measurements of movement associated with the target
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
- G01S7/418—Theoretical aspects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пассивной радиолокации. Преимущественно может использоваться в одно- и многопозиционных системах воздушного радиомониторинга для повышения эффективности отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения (ИРИ).The invention relates to passive radar. It can mainly be used in single- and multi-position airborne radio monitoring systems to increase the efficiency of identifying bearings with terrestrial radio sources (IRI).
Современные наземные ИРИ используют радиосигналы с псевдослучайно изменяемыми параметрами (несущая частота, длительность и период повторения импульсов, параметры модуляции и др.). Это обстоятельство затрудняет, а в ряде случаев исключает возможность использования указанных данных для идентификации с ними пеленгов, измеряемых воздушными однопозиционными угломерными системами при решении задач радиомониторинга.Modern ground-based IRIs use radio signals with pseudo-randomly varying parameters (carrier frequency, duration and period of pulse repetition, modulation parameters, etc.). This circumstance makes it difficult, and in some cases excludes the possibility of using the specified data to identify bearing with them, measured by aerial single-position goniometric systems in solving radio monitoring tasks.
В этой связи возникает объективная необходимость использования для отождествления пеленгов с ИРИ координатной информации, инвариантной к изменению радиотехнических параметров сигналов.In this regard, there is an objective need to use for identifying bearings with IRI coordinate information, invariant to change the radio parameters of signals.
Задача отождествления пеленгов с наземными ИРИ по координатной информации может быть решена способами, приведенными в [1] (выбран в качестве прототипа), а также в [2, 3].The task of identifying bearings with ground-based IRI using coordinate information can be solved by the methods given in [1] (selected as a prototype), as well as in [2, 3].
Основные недостатки прототипа:The main disadvantages of the prototype:
- радиус доверительной области (ДО) ИРИ в процессе обработки пеленгов не адаптируют к текущей точке пеленгования, а используют вычисленный применительно к точке пеленгования на траверзе радиус для отождествления пеленгов, измеренных из других точек. При этом значительное количество пеленгов, в первую очередь полученных в точках измерения, дальность до ИРИ из которых существенно больше расстояния до источников радиоизлучения по линии траверза, с ними не отождествляется;- the radius of the trust region (DOD) of the IRI during the processing of bearings does not adapt to the current direction finding point, but uses the radius calculated for the direction finding point on the beam to identify bearings measured from other points. At the same time, a significant number of bearings, primarily obtained at measurement points, the distance to the IRI of which is substantially longer than the distance to radio emission sources along the traverse line, is not identified with them;
- построение ДО ИРИ и отождествление пеленгов выполняют не в реальном масштабе времени, а после получения группы пеленгов.- the construction of DOI and identification of bearings is performed not in real time, but after receiving a group of bearings.
Заявляемый способ обладает следующими основными преимуществами:The inventive method has the following main advantages:
- адаптацией радиуса ДО ИРИ применительно к текущей точке пеленгования с учетом взаимного пространственного положения точек пеленгования и координат центра ДО, благодаря которой (адаптации) обеспечивается заданная достоверность (доверительная вероятность) попадания истинного пеленга в соответствующую ДО;- adaptation of the radius to the IRI as applied to the current direction finding point, taking into account the mutual spatial position of the direction finding points and the coordinates of the center of the TO, due to which (adaptation) ensures the specified reliability (confidence probability) of the true bearing to the corresponding TO;
- последовательной обработкой измеренных пеленгов в реальном масштабе времени;- sequential processing of measured bearings in real time;
- более высокой вероятностью правильного отождествления пеленгов и оперативностью решения воздушными одно- и многопозиционными угломерными системами задач радиомониторинга.- a higher probability of correct identification of the bearings and the speed with which the air single and multi-position goniometric systems solve radio monitoring tasks.
Предлагаемый способ может использоваться как на этапе первичного (при отсутствии данных о местоположении (МП) ИРИ), так и вторичного (при наличии оценочных значений МП ИРИ или предварительно сгруппированных пеленгов) отождествления пеленгов.The proposed method can be used both at the stage of primary (in the absence of location data (MP) of the IRI), and secondary (if there are estimated values of the MP IRI or pre-grouped bearings) identification of bearings.
Одновременно предлагается система пространственного отождествления пеленгов (в горизонтальной плоскости) с наземными источниками радиоизлучения, реализующая этот способ.At the same time, a system of spatial identification of bearings (in the horizontal plane) with terrestrial sources of radio emission that implements this method is proposed.
Сущность заявляемого способа поясняется на примере пеленгования однопозиционной воздушной системой радиомониторинга одного ИРИ (фигура 1).The essence of the proposed method is illustrated by the example of direction finding by single-position air radio monitoring system of one IRI (figure 1).
Летательный аппарат (ЛА), оснащенный станцией радиомониторинга (СРМ), осуществляет прямолинейный полет по заданному маршруту. В процессе полета бортовая СРМ последовательно осуществляет пеленгование наземного неподвижного ИРИ из точек xi для определения пеленгов по азимуту αi, гдеAn aircraft (LA) equipped with a radio monitoring station (CPM) performs a straight-line flight along a given route. In the course of the flight, the on-board CPM consistently performs direction finding of the ground stationary IRI from points x i to determine bearings in azimuth α i , where
L - база пеленгования. L - base of direction finding.
После измерения первого пеленга производится запоминание его значения и координат точки пеленгования (координат xi, yi ЛА в момент измерения первого пеленга).After the first bearing is measured, its value and coordinates of the direction finding point (coordinates x i , y i LA at the time of measurement of the first bearing) are memorized.
При поступлении второго пеленга его значение и координаты соответствующей ему точки пеленгования также запоминаются. Затем выполняется вычисление угла пересечения первого и второго пеленгов γ=|α1-α2| и проверка удовлетворения значения данного угла условию 30°<γ=γоп<120°, где γоп - угол пересечения опорных пеленгов.When a second bearing is received, its value and the coordinates of the corresponding direction finding point are also memorized. Then, the calculation of the intersection angle of the first and second bearings γ = | α 1 -α 2 | and verification of the satisfaction of the value of this angle with the
Если параметры первого и второго пеленгов не соответствуют данному условию, то этой же процедуре подвергаются очередные (вновь полученные) пеленги до тех пор, пока угол пересечения текущего пеленга с первым не попадет в указанный диапазон. Применительно к фигуре 1, (i-1)-й пеленг пересекается с первым, но не удовлетворяет заданному условию и поэтому не становится вторым опорным.If the parameters of the first and second bearings do not meet this condition, then the next (newly received) bearings are subjected to the same procedure until the intersection angle of the current bearing with the first one falls within the specified range. In relation to figure 1, (i-1) -th bearing is intersected with the first, but does not satisfy the given condition and therefore does not become the second reference.
После попадания угла γ в указанный диапазон углов пересечения, оба пеленга (на фиг. 1 это 1-й и i-й пеленги для заявляемого способа, 1-й и (i+1)-й пеленги для способа-прототипа) считаются опорными, и производится оценка опорных координат ИРИ как точки их пересечения по формуламAfter hitting the angle γ in the specified range of intersection angles, both bearings (in Fig. 1 are the 1st and i-th bearings for the proposed method, the 1st and (i + 1) -th bearings for the prototype method) are considered to be reference, and the estimation of the reference coordinates of the IRI is made as the point of their intersection by the formulas
где L12 - расстояние между 1-й и 2-й опорными точками нахождения ЛА в момент пеленгования, α1оп и α2оп - опорные пеленги на ИРИ из 1-й и 2-й опорных точек измерения соответственно.where L 12 is the distance between the 1 st and 2 nd reference points where the aircraft is located at the time of direction finding, α 1op and α 2op are reference bearings on the IRI from the 1st and 2nd measurement reference points, respectively.
Оцениваемые по двум опорным пеленгам координаты ИРИ используются для определения (задания) центра и радиуса ДО, а также вычисления оценочных значений дальностей до ИРИ из текущих точек пеленгования.The coordinates of the Islamic Republic of Iran, estimated by two reference bearings, are used to determine (specify) the center and radius of the TO, as well as to calculate the estimated values of the distances to the Islamic Republic of Iran from the current direction finding points.
Радиус доверительной области Rдо, в которую попадают с заданной доверительной вероятностью (достоверностью) Рдов мп координаты истинного местоположения (МП) ИРИ (истинные пеленги), рассчитывается с использованием формулы [4]The radius of the confidence region R to , which fall with a given confidence probability (confidence) of the P dov mp coordinates of the true location (MP) of the IRI (true bearings), is calculated using the formula [4]
где ρ - расстояние от центра ДО до точки истинного МП ИРИ,where ρ is the distance from the center TO to the point of true MP IRI,
σα - среднеквадратическая ошибка измерения пеленгов, D - дальность до ИРИ из точки пеленгования.σ α is the mean square measurement error of bearings, D is the distance to the IRI from the direction finding point.
Задавая Рдов мп, например, для Рдов мп=0,9, получаем выражение для расчета Rдоi применительно к каждой текущей (i-й) точке пеленгованияBy specifying P dp mp , for example, for P td mp = 0.9, we get an expression for calculating R to i for each current (i-th) direction of finding
где Di - дальность до ИРИ из текущей (i-й) точки пеленгования, where D i - the distance to Iran from the current (i-th) point of direction finding,
Радиус Rдо ДОдля всех точек пеленгования в способе-прототипе вычисляется по формулеThe radius R to BEFORE for all points of direction finding in the method-prototype is calculated by the formula
где Dт - дальность до ИРИ по линии траверза.where D t - the distance to Iran on the line of traverse.
Из выражений (4) и (5) следует, что радиус ДО в заявляемом способе изменяется в зависимости от точки пеленгования: Rдоi=var, а в способе-прототипе остается одним и тем же для всех точек пеленгования: Rдoi=Rдо=const.From expressions (4) and (5) it follows that the TO radius in the claimed method changes depending on the direction finding point: R to i = var, and in the prototype method remains the same for all direction finding points: R to i = R to = const.
Далее реализуется алгоритм отождествления ранее поступивших и очередных (вновь полученных) пеленгов с ИРИ, включающий следующие операции:Further, the algorithm of identification of previously received and next (newly received) bearings with Iran is implemented, including the following operations:
- вычисление по известным координатам точки измерения пеленга, оценочным (опорным) значениям МП ИРИ и σ а по формуле (4) радиуса доверительной области Rдоi для текущей точки пеленгования;- calculation by the known coordinates of the measurement point of the bearing, the estimated (reference) values of the MP IRI and σ а by the formula (4) of the radius of the confidence region R to i for the current direction finding point;
- определение по известным координатам точки измерения пеленга, вычисленному Rдоi и оценочным значениям координат ИРИ углового размера ДО (сектора) Δβi=|βi1-βi2|, где βi1, (βi2) - угол наклона первой (второй) касательной к ДО из i-й точки пеленгования, в пределах которого происходит попадание в нее пеленга, измеренного из текущей точки пеленгования;- determining, by known coordinates, the point of measurement of the bearing, calculated by R to i and estimated values of the IRI coordinates, the angular size of TO (sector) Δβ i = | β i1 -β i2 |, where β i1 , (β i2 ) is the angle of inclination of the first (second) tangent to TO from the i-th point of direction finding, within which the bearing is measured, which is measured from the current direction-finding point;
- проверку условия попадания пеленга на ИРИ из текущей точки пеленгования в пределы сектора βi1≤αi≤βi2;- checking the condition of getting the bearing on the IRI from the current direction finding point within the sector β i1 ≤α i ≤β i2 ;
- отождествление пеленга, удовлетворяющего указанному условию, с ИРИ.- identification of bearing, satisfying the specified condition, with Iran.
Проверка работоспособности и оценка эффективности предлагаемого технического решения проводились путем статистического имитационного моделирования на ЭВМ применительно к пеленгованию одного ИРИ.The performance check and evaluation of the effectiveness of the proposed technical solution was carried out by statistical computer simulation for reference to a single Iran.
Моделирование осуществлялось путем задания координат точек пеленгования и наземного ИРИ, по которым рассчитывались пеленги на него. К вычисленным пеленгам добавлялись ошибки их измерения. Отождествление пеленгов, имитирующих измеренные, проводилось заявляемым способом и способом - прототипом для восемнадцати вариантов исходных данных:The simulation was carried out by specifying the coordinates of the direction finding points and the ground Iranian radar, on which the bearings were calculated on it. To the calculated bearings were added measurement errors. The identification of bearings, simulating the measured, was carried out by the claimed method and the method of the prototype for the eighteen variants of the initial data:
- СКО измерения пеленгов σ а =0,3°:- RMS measurement of bearings σ a = 0.3 °:
1) значение отношения дальности до ИРИ по линии траверза к базе Dт/L=0,1 и количество пеленгов I=5, 15, 31 шт.;1) the value of the ratio of the distance to the IRI along the traverse line to the base D t / L = 0.1 and the number of bearings I = 5, 15, 31 pcs .;
2) Dт/L=0,3 и I=5, 15, 31 шт.;2) D t / L = 0.3 and I = 5, 15, 31 pcs .;
3) Dт/L=0,6 и I=5, 15, 31 шт.;3) D t / L = 0.6 and I = 5, 15, 31 pcs .;
- СКО измерения пеленгов σa=3,0°:- RMS measurement of bearings σ a = 3.0 °:
1) Dт/L=0,1 и I=5, 15, 31 шт.;1) D t / L = 0.1 and I = 5, 15, 31 pcs .;
2) Dт/L=0,3 и I=5, 15, 31 шт.;2) D t / L = 0.3 and I = 5, 15, 31 pcs .;
3) Dт/L=0,6 и I=5, 15, 31 шт.3) D t / L = 0.6 and I = 5, 15, 31 pcs.
Качество отождествления пеленгов оценивалось вероятностью их правильного отождествления равной относительной частоте (отношение числа пеленгов, попадающих в ДО ИРИ, к общему числу измеренных на него пеленгов), а эффективность Э - отношением где вероятность правильного отождествления заявляемым способом, вероятность правильного отождествления способом - прототипом.The quality of identification of bearings was estimated by the probability of their correct identification. equal to the relative frequency (the ratio of the number of bearings falling in the DI of the IRI to the total number of bearings measured on it), and the efficiency of E is the ratio Where the probability of correct identification by the claimed method probability of correct identification by means of a prototype.
Результаты оценки и сравнительной эффективности Э предлагаемого способа и способа-прототипа, полученные путем статистического имитационного моделирования на ЭВМ в 100 опытах, а также данные по их надежности (достоверности) и точности приведены на фигурах 2-9 (сплошная линия относится к заявляемому способу, пунктирная - к способу-прототипу, а графики 1, 2, 3 - к значениям количества пеленгов I=5, 15, 31 шт. соответственно) и в таблицах 1-8.Evaluation results and comparative effectiveness of the proposed method and the prototype method, obtained by statistical simulation modeling on a computer in 100 experiments, as well as data on their reliability (reliability) and accuracy are shown in figures 2-9 (the solid line refers to the claimed method, the dotted line - to prototype method, and
На фигурах 2, 3 и в таблицах 1, 2 приведены результаты оценки вероятности правильного отождествления пеленгов заявляемым способом и прототипом для значений σа=0,3°; 3,0°, Dт/L=0,1 и I=5, 15, 31 шт.In figures 2, 3 and in tables 1, 2 shows the results of estimating the probability of correct identification of bearings by the claimed method and the prototype for values of σ a = 0.3 °; 3.0 °, D t / L = 0.1 and I = 5, 15, 31 pcs.
Анализ представленных на графиках (фигуры 2, 3) и в таблицах 1, 2 данных показывает, что по вероятности правильного отождествления пеленгов заявляемый способ превосходит прототип в 1,5 раза при I=5 шт., в 1,8 раза при I=15 шт. и в 2,1 раза при I=31 шт.The analysis presented in the graphs (figures 2, 3) and in tables 1, 2 of the data shows that in terms of the likelihood of correct identification of bearings, the claimed method surpasses the prototype by 1.5 times at I = 5 units, 1.8 times at I = 15 PC. and 2.1 times with I = 31 pcs.
Превосходство предлагаемого способа возрастает по мере увеличения количества обрабатываемых пеленгов и практически не зависит от СКО их измерения. Преимущество заявляемого технического решения достигается благодаря тому, что в нем, в отличие от прототипа, применяется адаптация радиуса (размера) ДО ИРИ к текущей точке пеленгования в соответствии с формулой (4). Размеры ДО ИРИ в способе - прототипе вычисляются по выражению (5) только для точки пеленгования на траверзе и без корректировки применяются для обработки пеленгов, полученных в остальных точках измерения, дальность из значительного числа которых до ИРИ может быть существенно больше расстояния до него по линии траверза. В частности, в анализируемом варианте исходных данных дальность до ИРИ из крайних точек пеленгования превосходит расстояние по линии траверза в 5,1 раза.The superiority of the proposed method increases with the increase in the number of processed bearings and practically does not depend on the RMS of their measurement. The advantage of the proposed technical solution is achieved due to the fact that in it, unlike the prototype, the adaptation of the radius (size) to the IRI to the current direction finding point is used in accordance with formula (4). Dimensions of DOI in the prototype method are calculated by expression (5) only for the direction of finding the beam on the beam and, without adjustment, are used for processing bearings obtained at other measurement points, the range from a significant number of which to the IRI can be significantly greater than the distance to it along the beam line . In particular, in the analyzed version of the initial data, the distance to the IRI from the extreme points of direction finding exceeds the distance along the traverse line by 5.1 times.
На фигурах 4, 5 и в таблицах 3, 4 представлены результаты сравнительной оценки вероятности правильного отождествления пеленгов для значений σа=0,3°; 3,0°, Dт/L=0,3 и I=5, 15, 31 шт.In figures 4, 5 and in tables 3, 4 presents the results of a comparative assessment of the probability of the correct identification of bearings for values of σ a = 0.3 °; 3.0 °, D t / L = 0.3 and I = 5, 15, 31 pcs.
Данные, приведенные на графиках (фигуры 4, 5) и в таблицах 4, 5 свидетельствуют о том, что по вероятности правильного отождествления пеленгов заявляемый способ превосходит прототип примерно в 1, 2 раза во всех вариантах по количеству пеленгов независимо от СКО их измерения.The data shown in the graphs (figures 4, 5) and in tables 4, 5 indicate that in terms of the likelihood of correct identification of bearings, the claimed method exceeds the prototype by about 1, 2 times in all variants in terms of the number of bearings, regardless of the RMS of their measurement.
Преимущество предлагаемого способа достигается за счет, во-первых, адаптации размера ДО ИРИ к текущей точке пеленгования и, во-вторых, благодаря использованию в формуле (4)вычисления радиуса ДО ИРИ математически обоснованного в соответствии с выражением (3) коэффициента пропорциональности, равного 2,146 (применяемый в способе - прототипе аналогичный сомножитель в формуле (5) равен двум).The advantage of the proposed method is achieved, firstly, by adapting the size of DI of the IRI to the current direction of direction finding and, secondly, by using the calculation of the radius of DI of a mathematically justified proportionality coefficient in formula (4) equal to 2.146 (used in the prototype method, a similar factor in formula (5) is equal to two).
На фигурах 6, 7 и в таблицах 5, 6 представлены результаты сравнительной оценки вероятности правильного отождествления пеленгов для значений σа=0,3°; 3,0°, Dт/L=0,6 и I=5, 15, 31 шт.In figures 6, 7 and in tables 5, 6 presents the results of a comparative assessment of the probability of the correct identification of bearings for values of σ a = 0.3 °; 3.0 °, D t / L = 0.6 and I = 5, 15, 31 pcs.
Анализ представленных на графиках (фигуры 6, 7) и в таблицах 6, 7 данных показывает, что по вероятности правильного отождествления пеленгов заявляемый способ превосходит прототип примерно в 1,1 раза во всех вариантах по количеству пеленгов независимо от СКО их измерения.The analysis presented in the graphs (figures 6, 7) and in tables 6, 7 of the data shows that in terms of the probability of correct identification of bearings, the claimed method exceeds the prototype by about 1.1 times in all variants in terms of the number of bearings, regardless of their standard deviation.
Преимущество предлагаемого способа в этом варианте исходных данных достигается благодаря использованию для вычисления радиуса ДО ИРИ оптимального (по критерию доверительной вероятности) коэффициента, равного 2,146 при Рдов мп=0,9, вместо применяемого в способе - прототипе аналогичного сомножителя равного двум.The advantage of the proposed method in this version of the source data is achieved by using the optimal (by the confidence level criterion) coefficient of 2.146 with P dov mp = 0.9, instead of the similar factor used in the prototype method equal to two.
Показатели надежности (достоверности) и точности результатов оценки вероятности правильного отождествления пеленгов заявляемым способом и способом - прототипом для шести наихудших (при наибольших значениях СКО оценки вероятности правильного отождествления) исследованных вариантов, полученные путем статистической обработки данных 100 опытов, представлены на фигурах 8, 9 и в таблицах 7, 8.Indicators of reliability (reliability) and accuracy of the results of estimating the likelihood of correct identification of bearings by the claimed method and prototype method for the six worst (with the highest RMS values estimate the likelihood of correct identification) of the studied variants, obtained by statistical processing of 100 experiments, are shown in figures 8, 9 and in tables 7, 8.
На графиках (фигура 8) и в таблице 7 приведены значения СКО, доверительной вероятности Рдов оц и доверительных интервалов оценки вероятности правильного отождествления пеленгов заявляемым способом и способом - прототипом для значений σа=0,3°; Dт/L=0,1 и I=5, 15, 31 шт.The graphs (figure 8) and table 7 show the values of the standard deviation, the confidence probability P dows and the confidence intervals for estimating the probability of correct identification of bearings by the claimed method and the prototype method for values σ a = 0.3 °; D t / L = 0.1 and I = 5, 15, 31 pcs.
На графиках (фигура 9) и в таблице 8 приведены значения СКО, доверительной вероятности Рдов оц и доверительных интервалов оценки вероятности правильного отождествления пеленгов заявляемым способом и способом - прототипом для значений σа=3,0; Dт/L=0,1; I=5, 15, 31 шт.The graphs (figure 9) and table 8 show the values of the standard deviation, the confidence probability P Dov ots and the confidence intervals for estimating the probability of correct identification of bearings by the claimed method and the prototype method for values σ a = 3.0; D t / L = 0.1; I = 5, 15, 31 pcs.
Данные на фигурах 8, 9 и в таблицах 7, 8 свидетельствуют о том, что с 95 - процентной достоверностью значения оценок вероятности правильного отождествления пеленгов заявляемым способом и способом - прототипом, полученные путем статистического имитационного моделирования в 100 опытах, находятся в пределах доверительных интервалов:The data in figures 8, 9 and in tables 7, 8 show that with 95 percent accuracy, the values of the probability estimates for the correct identification of bearings by the claimed method and the prototype method, obtained by statistical simulation modeling in 100 experiments, are within the confidence intervals:
и - для четырех из шести наихудших (при наибольших значениях СКО оценки вероятности правильного отождествления) исследованных вариантов; and - for four of the six worst (for the highest values of the standard deviation, the estimates of the probability of correct identification) of the studied variants;
и - для двух из шести наихудших вариантов. and - for two of the six worst options.
На фигуре 10 представлена упрощенная структурная схема системы пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения, реализующей предлагаемый способ, где входные сигналы обозначены цифрами, а выходные - цифрами в квадратных скобках.The figure 10 presents a simplified block diagram of the system of spatial identification of bearings with ground-based sources of radio emission, implementing the proposed method, where the input signals are designated by numbers, and the output - by numbers in square brackets.
Система включает в себя бортовой пеленгатор (БП) для измерения пеленгов по азимуту αi на ИРИ, навигационную систему (НС) для определения координат xi, yi летательного аппарата, устройство запоминания (УЗ), устройство сравнения (УС1), устройство сравнения (УС2), устройство вычисления (УВ1) и устройство вычисления (УВ2).The system includes an on-board direction finder (BP) for measuring bearings in azimuth α i on the IRI, a navigation system (NA) for determining the coordinates x i , y i of the aircraft, a memory device (US), a comparator (US1), a comparator ( US2), computing device (HC1) and computing device (HC2).
Перечисленные устройства, за исключением БП и НС, объединены в бортовую вычислительную систему (БВС).The listed devices, with the exception of BP and NA, are combined into an on-board computer system (UA).
Система работает следующим образом.The system works as follows.
Сигналы от наземного ИРИ поступают на вход 1 бортового пеленгатора, измеряющего пеленги по азимуту αi на ИРИ, которые с выхода [1] БП подаются на вход 1 УЗ. Одновременно с выхода [1] НС на вход 2 УЗ подаются значения координат точек пеленгованиях xi, yi.Signals from the ground-based IRI are fed to the
После измерения первого пеленга УЗ производится запоминание его значения и координат точки пеленгования.After measuring the first ultrasound bearing, its value and coordinates of the direction finding point are memorized.
При поступлении на вход 1 УЗ второго пеленга и координат соответствующей ему точки пеленгования, значения пеленга и координат запоминаются УЗ. Далее значения αi, xi, yi, относящиеся к первому и второму пеленгам, поступают на вход 1 УС1, которое выполняет вычисление утла γ=|α1-α2| между ними и проверку удовлетворения значения данного угла условию 30°<γ=γоп<120°.Upon receipt at the
Если это условие не выполняется, то система продолжает работать в режиме ожидания поступления очередного пеленга с выхода [1] БП.If this condition is not met, the system continues to operate in the standby mode for the arrival of the next bearing from the output [1] of the PSU.
После поступления на вход 1 УЗ вновь полученного (очередного) пеленга его параметры запоминаются, затем подаются на вход 1 УС1, которое выполняет вышеперечисленные операции.After entering the
В случае попадания угла γ в указанный диапазон углов пересечения, соответствующие два пеленга считаются опорными. Значения опорных пеленгов αоп1(2) и соответствующих им координат точек пеленгования xoп1(2), yоп1(2) с выхода [1] УС1, а также параметры остальных пеленгов αi, хi, уi c выхода [1] УЗ подаются на вход 1 и вход 2 УВ1 соответственно, которое вычисляет опорные координаты ИРИ по формулам (1, 2), а также радиус ДО согласно (5) и угловой размер ДО Δβiт=|βiт1-βiт2| для точки пеленгования по линии траверза (применяется только в прототипе).In the case of an angle γ in the specified range of intersection angles, the corresponding two bearings are considered to be reference. Values support bearings α OP1 (2) and the corresponding coordinate points DF x op1 (2), y OP1 (2) from the output of [1] US1 and parameters remaining bearings α i, x i, y i c output [1] UZ are fed to the
Далее с выхода [2] УВ1на вход 2 УВ2 поступают значения а с выхода [1] УЗ на вход 1УВ2 - параметры измеренных пеленгов αi, xi, yi, которое вычисляет угловой размер ДО Δβi=|βi1-βi2| для каждой текущей точки пеленгования (применяется в заявляемой системе).Next, from the output [2] УВ1to the
Затем с выхода [2] УВ1 на вход 2 УС2 поступают значения βiт1, βiт2, а с выхода [1] УВ2 на вход 3УС2 - βi1, βi2. Одновременно с выхода [1] УЗ на вход 1 УС2 подаются параметры измеренных пеленгов αi, xi, yi.Then, from the output [2] of the HC1 to the
По этим данным УС2 реализует проверку попадания текущих пеленгов в пределы сектора βiт1≤αi≤βiт2 (применяется только в прототипе) и в пределы сектора βi1≤αi≤βi2 (применяется в заявляемой системе), а также формирует список отождествленных с ИРИ пеленгов и соответствующих им координат точек пеленгования V=[α1, х1, у1; …αi, хi, уi; …αI, хI, yI] в интересах потребителей.According to these data, US2 implements checking of current bearings within the sector β it1 ≤α i ≤β it2 (used only in the prototype) and within the sector β i1 ≤α i ≤β i2 (used in the inventive system), and also generates a list of identified with IRI bearing and the corresponding coordinates of the direction finding points V = [α 1 , x 1 , y 1 ; ... α i , x i , y i ; ... α I , x I , y I ] in the interests of consumers.
Реализация заявляемого технического решения, включающего адаптацию радиуса ДО ИРИ к текущей точке пеленгования и обработку в реальном масштабе времени, позволит существенно повысить вероятность правильного отождествления пеленгов и, благодаря этому, точность определения МП ИРИ, а также оперативность решения воздушными одно- и многопозиционными угломерными системами задач радиомониторинга.Implementation of the proposed technical solution, including adaptation of the radius of the DOI to the current point of direction finding and processing in real time, will significantly increase the probability of correct identification of the bearings and, thanks to this, the accuracy of determining the MP of the IRI, as well as the speed of solving airborne single and multi-position goniometric systems radio monitoring.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Мельников Ю.П., Попов С.В. Радиотехническая разведка. - М.: Радиотехника, 2008.1. Melnikov Yu.P., Popov S.V. Radio Intelligence. - M .: Radio Engineering, 2008.
2. Гребенников В.Б., Меркулов В.И., Тетеруков А.Г. Алгоритм многоцелевого сопровождения объектов в пассивной многопозиционной радиолокационной системе // Успехи современной радиоэлектроники. 2016. №2.2. Grebennikov V.B., Merkulov V.I., Teterukov A.G. Algorithm of multipurpose tracking of objects in a passive multi-position radar system // Successes of modern radio electronics. 2016.
3. Уфаев В.А. Синтез алгоритмов межпериодной идентификации результатов синхронного многопозиционного пеленгования // Антенны. 2016. Вып. 6 (226).3. Ufaev V.A. Synthesis of inter-period identification algorithms for the results of synchronous multi-position direction finding // Antennas. 2016. Vol. 6 (226).
4. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Определения, теоремы, формулы. М.: Наука, 1974.4. Korn G., Korn T. Mathematics Handbook for Scientists and Engineers. Definitions, theorems, formulas. M .: Science, 1974.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018109250A RU2686481C1 (en) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | Adaptive method of spatial identification of bearings with ground radio sources and system for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018109250A RU2686481C1 (en) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | Adaptive method of spatial identification of bearings with ground radio sources and system for implementation thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2686481C1 true RU2686481C1 (en) | 2019-04-29 |
Family
ID=66430304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018109250A RU2686481C1 (en) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | Adaptive method of spatial identification of bearings with ground radio sources and system for implementation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2686481C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731682C1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-09-07 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for spatial coordination of omnibearing with ground-based radio-frequency sources |
RU2752795C1 (en) * | 2020-11-16 | 2021-08-06 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Method for determining coordinates of ground target by radar system consisting of direction finder receiver and multibeam transmitter |
RU2752863C1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-08-11 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for strobe identification of signals with radio sources in a multi-purpose environment |
RU2799498C1 (en) * | 2022-09-16 | 2023-07-05 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for complexing the bearing and coordinates of the radio source |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08201501A (en) * | 1995-01-24 | 1996-08-09 | Nec Corp | Electric wave source locating device |
RU2253126C1 (en) * | 2004-01-14 | 2005-05-27 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Method for identification of bearings of radio sources in angle-measuring two-position passive radar systems |
WO2006114426A1 (en) * | 2005-04-26 | 2006-11-02 | Thales | Device and method for the passive localisation of radiating targets |
US20080079542A1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-03 | Broadcom Corporation, A California Corporation | Radio frequency identification (RFID) carrier and system |
RU2330306C1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" | Method of detection and determination of coordinates and parameters of target in multi-position radar system |
RU2503969C1 (en) * | 2012-05-03 | 2014-01-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Спец-Радио" (ЗАО НПП "Спец-Радио") | Triangulation-hyperbolic method to determine coordinates of radio air objects in space |
RU2557784C1 (en) * | 2014-01-29 | 2015-07-27 | Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (АО "Концерн "Вега") | Method for gate identification of signals with radio-frequency sources in multi-target environment |
-
2018
- 2018-03-15 RU RU2018109250A patent/RU2686481C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08201501A (en) * | 1995-01-24 | 1996-08-09 | Nec Corp | Electric wave source locating device |
RU2253126C1 (en) * | 2004-01-14 | 2005-05-27 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Method for identification of bearings of radio sources in angle-measuring two-position passive radar systems |
WO2006114426A1 (en) * | 2005-04-26 | 2006-11-02 | Thales | Device and method for the passive localisation of radiating targets |
US20080079542A1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-03 | Broadcom Corporation, A California Corporation | Radio frequency identification (RFID) carrier and system |
RU2330306C1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" | Method of detection and determination of coordinates and parameters of target in multi-position radar system |
RU2503969C1 (en) * | 2012-05-03 | 2014-01-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Спец-Радио" (ЗАО НПП "Спец-Радио") | Triangulation-hyperbolic method to determine coordinates of radio air objects in space |
RU2557784C1 (en) * | 2014-01-29 | 2015-07-27 | Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (АО "Концерн "Вега") | Method for gate identification of signals with radio-frequency sources in multi-target environment |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731682C1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-09-07 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for spatial coordination of omnibearing with ground-based radio-frequency sources |
RU2752863C1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-08-11 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for strobe identification of signals with radio sources in a multi-purpose environment |
RU2752795C1 (en) * | 2020-11-16 | 2021-08-06 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Method for determining coordinates of ground target by radar system consisting of direction finder receiver and multibeam transmitter |
RU2799498C1 (en) * | 2022-09-16 | 2023-07-05 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for complexing the bearing and coordinates of the radio source |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2686481C1 (en) | Adaptive method of spatial identification of bearings with ground radio sources and system for implementation thereof | |
CN106054134A (en) | Rapid positioning method based on TDOA | |
US20160178752A1 (en) | Navigation and integrity monitoring | |
RU2432580C1 (en) | Method to determine coordinates of radio-wave radiation source in process of amplitude-phase direction finding on board of aircraft | |
RU2458358C1 (en) | Goniometric-correlation method of determining location of surface radio sources | |
JP2008134256A (en) | System and method for central association and tracking in passive coherent location application | |
US9660740B2 (en) | Signal strength distribution establishing method and wireless positioning system | |
US9612316B1 (en) | Correlation and 3D-tracking of objects by pointing sensors | |
Al-odhari et al. | Positioning of the radio source based on time difference of arrival method using unmanned aerial vehicles | |
EP3146356B1 (en) | Direct geolocation from tdoa, fdoa, and agl | |
US20060063537A1 (en) | Method and apparatus for determining position of mobile communication terminal | |
WO2013124292A1 (en) | Method and system for simultaneous receiver calibration and object localisation for multilateration | |
CN107205226B (en) | Indoor positioning and tracking method and system based on channel classification | |
RU2613369C1 (en) | Method of aircraft navigation using high-precision single-phase direction finder and address-respond packet digital radio link in decameter waves range | |
EP3232220B1 (en) | Method and device for estimating accuracy of a position determination | |
US9030350B2 (en) | Method for initializing Cartesian tracks based on bistatic measurements performed by one or more receivers of a multistatic radar system | |
US8797899B2 (en) | System and method for probabilistic WLAN positioning | |
Grabbe et al. | Geo-location using direction finding angles | |
Chen et al. | TDOA/FDOA mobile target localization and tracking with adaptive extended Kalman filter | |
US20160247392A1 (en) | A method and system for 3d position estimation of an object using time of arrival measurements | |
US20200033439A1 (en) | Multi-algorithm trilateration system | |
RU137394U1 (en) | DEVICE FOR PROCESSING INFORMATION OF NETWORK DISTANCED IN THE SPACE OF PELENGATION POST | |
US10451417B2 (en) | Acquisition and/or tracking of remote object | |
Neamati et al. | Set-based ambiguity reduction in shadow matching with iterative GNSS pseudoranges | |
CN114861725A (en) | Post-processing method, device, equipment and medium for perception and tracking of target |