RU2285935C2 - Method for multi-positional determining of position of decametric transmitters - Google Patents
Method for multi-positional determining of position of decametric transmitters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285935C2 RU2285935C2 RU2004118130/09A RU2004118130A RU2285935C2 RU 2285935 C2 RU2285935 C2 RU 2285935C2 RU 2004118130/09 A RU2004118130/09 A RU 2004118130/09A RU 2004118130 A RU2004118130 A RU 2004118130A RU 2285935 C2 RU2285935 C2 RU 2285935C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coordinates
- points
- signals
- transmitters
- stations
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 28
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 16
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 13
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 8
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 4
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 101100517192 Arabidopsis thaliana NRPD1 gene Proteins 0.000 description 2
- 101100038200 Arabidopsis thaliana RPD1 gene Proteins 0.000 description 2
- 101000797092 Mesorhizobium japonicum (strain LMG 29417 / CECT 9101 / MAFF 303099) Probable acetoacetate decarboxylase 3 Proteins 0.000 description 2
- 101100473190 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) RPN1 gene Proteins 0.000 description 2
- 101100042631 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) SIN3 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101000878595 Arabidopsis thaliana Squalene synthase 1 Proteins 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 101100086436 Caenorhabditis elegans rap-1 gene Proteins 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100420081 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) rps-0 gene Proteins 0.000 description 1
- 235000009065 Taxus cuspidata Nutrition 0.000 description 1
- 244000162450 Taxus cuspidata Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для пассивного определения местоположения объектов по излучениям их ДКМВ передатчиков с использованием двух или более приемных станций (пеленгаторов-дальномеров).The invention relates to radio engineering and is intended for passive location of objects from the radiation of their DKMV transmitters using two or more receiving stations (direction finders-rangefinders).
С появлением и совершенствованием систем связи и радиотехнического обеспечения, использующих сложные сигналы с малой спектральной плотностью мощности, возникают проблемы, связанные с определением с высокой точностью местоположения множества однотипных ДКМВ передатчиков многопозиционными системами. В основе этих проблем лежит противоречие: с одной стороны, в связи с повышенной энергетической скрытностью сложных сигналов необходимо минимизировать число приемных позиций системы измерения, а с другой, для сохранения однозначности результатов требуется увеличение числа позиций.With the advent and improvement of communication systems and radio equipment using complex signals with a low spectral power density, problems arise associated with the determination with high accuracy of the location of many similar DKMV transmitters with multi-position systems. These problems are based on a contradiction: on the one hand, due to the increased energy secrecy of complex signals, it is necessary to minimize the number of receiving positions of the measurement system, and, on the other hand, to preserve the uniqueness of the results, an increase in the number of positions is required.
Известен способ многопозиционного определения местоположения объектов по излучениям их ДКМВ передатчиков [1], включающий пеленгование радиопередатчиков с помощью наземных пеленгационных станций, распределенных в определенных точках земной поверхности, вычисление посредствам триангуляции с помощью центрального вычислителя, связанного с пеленгационными станциями, положения на земной поверхности передатчиков, запеленгованных станциями, визуализацию на экране графического пульта, связанного с центральным вычислителем, соответствующих положений передатчиков относительно пеленгационных станций.A known method of multi-position location of objects from the radiation of their DKMV transmitters [1], including direction finding of radio transmitters using ground direction finding stations distributed at certain points on the earth’s surface, using triangulation using a central calculator associated with direction finding stations, the position of the transmitters on the earth’s surface, direction-finding stations, visualization on the screen of the graphic remote control associated with the central computer, corresponding their position of the transmitter relative to the direction-finding stations.
Основным недостатком данного способа является необходимость использования для определения местоположения как минимум трех пеленгационных станций.The main disadvantage of this method is the need to use at least three direction finding stations to determine the location.
Известен способ многопозиционного определения местоположения объектов по излучениям их ДКМВ передатчиков [2], свободный от этого недостатка и принятый за прототип, включающий:A known method of multi-position location of objects from the radiation of their DKMV transmitters [2], free from this drawback and adopted as a prototype, including:
- прием и синхронное преобразование на нескольких станциях принятых радиосигналов в цифровые сигналы;- reception and synchronous conversion at several stations of the received radio signals into digital signals;
- восстановление из цифровых сигналов момента прихода и азимутального пеленга каждого принятого радиосигнала;- restoration from digital signals of the moment of arrival and azimuth bearing of each received radio signal;
- определение в центральном вычислителе, связанном со всеми станциями, разности моментов прихода совпадающего по частоте радиосигнала на две станции и соответствующей этой разности линии положения на поверхности Земли;- determination in the central computer associated with all stations of the difference in the moments of arrival of the coincident radio frequency signal at two stations and the corresponding position line difference on the Earth’s surface;
- вычисление координат точки пересечения линии положения и пеленга одной из станций;- calculation of coordinates of the point of intersection of the position line and bearing of one of the stations;
- идентификацию координат точки пересечения в качестве предварительных координат местоположения источника радиосигнала;- identification of the coordinates of the intersection point as preliminary coordinates of the location of the radio signal source;
- повторение операций определения предварительных координат источника всеми возможными парами станций;- repeating the operations of determining the preliminary coordinates of the source with all possible pairs of stations;
- вычисление местоположения источника радиосигнала объединением предварительных координат.- calculation of the location of the source of the radio signal by combining the preliminary coordinates.
Этот способ при определении местоположения множества однотипных ДКМВ радиопередатчиков теряет свою эффективность. Известно, что поверхностные волны передатчика ДКМВ резко затухают на удалениях более 15 км при распространении вдоль земной поверхности и на удалениях более 200 км при распространении вдоль водной поверхности. В связи с этим основным механизмом распространения ДКМВ на трассах до 10000 км является многоскачковое ионосферное распространение, при котором из-за отличия групповой скорости распространения сигнала фактическая разность моментов прихода радиосигнала на две станции может существенно отличаться от случая распространения в свободном пространстве.This method when determining the location of many of the same type of DKMV radio transmitters loses its effectiveness. It is known that surface waves of a DKMV transmitter decay sharply at distances of more than 15 km when propagating along the earth's surface and at distances of more than 200 km when propagating along the water surface. In this regard, the main propagation mechanism of DKMV on paths up to 10,000 km is multi-hop ionospheric propagation, in which, due to the difference in the group propagation velocity of the signal, the actual difference in the moments of arrival of the radio signal at two stations can significantly differ from the case of propagation in free space.
Таким образом, использование для определения координат ДКМВ передатчиков способа-прототипа, основанного на комбинации угломерного и разностно-дальномерного способов и реализуемого как минимум двумя приемными станциями, может приводить к существенным ошибкам местоположения в связи с наличием:Thus, the use of the prototype method for determining the coordinates of the DKMV transmitters, based on a combination of the goniometric and difference-ranging methods and implemented by at least two receiving stations, can lead to significant location errors due to the presence of:
- аномальных ошибок измерения азимутального пеленга, вызванных наклонами отражающего слоя ионосферы;- anomalous measurement errors of the azimuthal bearing caused by the slopes of the reflecting layer of the ionosphere;
- аномальных ошибок определения линии положения, вызванных отличием групповой скорости распространения радиоволн в ионосфере и свободном пространстве.- anomalous errors in determining the position line caused by the difference in the group velocity of propagation of radio waves in the ionosphere and free space.
Повышение точности многопозиционного определения местоположения ДКМВ передатчиков при использовании способа-прототипа может быть обеспечено гистограммной обработкой или усреднением результатов измерений для подавления влияния наклонов отражающего слоя ионосферы на точность определения местоположения. Однако этот путь не решает проблему, так как требует как минимум суточного цикла наблюдений, что приводит к потере его практической ценности.Improving the accuracy of multi-position location of DKMV transmitters using the prototype method can be provided by histogram processing or averaging of measurement results to suppress the influence of slopes of the reflecting layer of the ionosphere on the accuracy of positioning. However, this way does not solve the problem, since it requires at least a daily observation cycle, which leads to the loss of its practical value.
Техническим результатом изобретения является повышение точности определения местоположения множества однотипных ДКМВ передатчиков по более широкому классу сигналов, включая сложные сигналы с малой спектральной плотностью мощности, за счет устранения аномальных ошибок измерений на основе комбинации однопозиционного и многопозиционного способов определения координат.The technical result of the invention is to increase the accuracy of determining the location of many of the same type of DKMV transmitters for a wider class of signals, including complex signals with a low spectral power density, by eliminating anomalous measurement errors based on a combination of single-position and multi-position methods for determining coordinates.
Для достижения указанного технического результата предлагается способ многопозиционного определения местоположения объектов по излучениям их ДКМВ передатчиков, включающий прием и синхронное преобразование принятых радиосигналов в цифровые сигналы на нескольких приемных станциях, согласно изобретению, из цифровых сигналов восстанавливают поток импульсных сигналов, описывающий состояния излучения и паузы в излучении передатчиков на частоте приема, и азимутальный и угломестный пеленги, соответствующие каждому импульсу, преобразуют восстановленный поток импульсных сигналов в потоки отдельных передатчиков, отличающиеся электронными адресами (частота, азимут, угол места), для каждого адреса моделируют траекторию обратного многоскачкового распространения радиосигнала из точки приема через ионосферу и восстанавливают координаты точек прихода модельной траектории на поверхность Земли, рассматривают их как предполагаемые точки излучения радиосигнала отдельного передатчика, преобразуют поток сигналов отдельного передатчика с адресом (частота, азимут, угол места) в поток с детализированным адресом (частота, координаты возможных точек излучения), а в центральном вычислителе, связанном со всеми станциями, попарно сравнивают полученные на разных станциях потоки с детализированным адресом и отбирают те пары потоков, у которых есть совпадение координат возможных точек излучения сигналов, для каждой отобранной пары потоков строят ортодромы и вычисляют координаты точки пересечения ортодром, сравнивают координаты точки пересечения ортодром и координаты совпавших точек отобранной пары потоков и при наличии совпадения точек выполняют их объединение и определяют координаты точки, которые идентифицируют как координаты передатчика, соответствующие отобранной паре потоков, для различных пар потоков сравнивают координаты точек, идентифицированных как координаты передатчика, и при наличии совпадения определяют уточненное местоположение передатчика объединением точек с совпавшими координатами.To achieve the technical result, a method for multi-position location of objects from the radiation of their DKMV transmitters is proposed, which includes receiving and synchronously converting received radio signals to digital signals at several receiving stations, according to the invention, from the digital signals, the pulse signal flow is described, which describes the state of radiation and pauses in radiation transmitters at the receiving frequency, and the azimuthal and elevation bearings corresponding to each pulse transform the reconstructed stream of pulsed signals to the streams of individual transmitters, which differ in electronic addresses (frequency, azimuth, elevation angle), for each address simulate the path of the reverse multi-hop propagation of the radio signal from the receiving point through the ionosphere and restore the coordinates of the points of arrival of the model trajectory on the Earth's surface, consider them as assumed radiation points of the radio signal of an individual transmitter, convert the signal flow of an individual transmitter with an address (frequency, azimuth, elevation) a stream with a detailed address (frequency, coordinates of possible radiation points), and in a central computer connected with all stations, the streams received at different stations are compared in pairs with a detailed address and those pairs of flows that have the same coordinates of possible points of signal emission are selected for the orthodromes are built for each selected pair of streams and the coordinates of the intersection point of the orthodrome are calculated, the coordinates of the intersection point of the orthodrome and the coordinates of the coincident points of the selected pair of streams are compared and at Ichii coincidence points operate their union and determine coordinates of a point, which is identified as the transmitter coordinates corresponding to a selected pair of flow streams for different pairs of coordinates of points are compared, as the coordinates of the identified transmitter, and if there is a match determined by combining the refined location of the transmitter points coincident coordinates.
Предложенная совокупность признаков позволяет использовать при определении местоположения объектов дополнительную информацию о закономерностях ионосферного распространения сигналов ДКМВ. Эта информация учитывается на каждой станции при определении предполагаемых координат объектов однопозиционным способом с использованием модели ионосферы. В центральном вычислителе, который может входить в состав любой станции, путем сопоставления результатов физически различающихся способов оценивания пространственных координат (однопозиционного и многопозиционного) устраняется неопределенность отождествления результатов измерений, полученных на разных станциях, и однозначно определяется местоположение объектов при использовании двух и более станций, что приводит к достижению технического результата.The proposed set of features allows us to use additional information about the patterns of ionospheric propagation of DCMV signals when determining the location of objects. This information is taken into account at each station when determining the estimated coordinates of objects in a one-way manner using the ionosphere model. In the central computer, which can be part of any station, by comparing the results of physically different methods of estimating spatial coordinates (single-position and multi-position), the uncertainty of identifying the measurement results obtained at different stations is eliminated, and the location of objects when using two or more stations is uniquely determined, which leads to the achievement of a technical result.
Операции способа поясняются чертежами:The operation of the method is illustrated by drawings:
Фиг.1. Структурная схема устройства многопозиционного определения местоположения ДКМВ передатчиков.Figure 1. Block diagram of a device for positioning DKMV transmitters.
Фиг.2. Потоки сигналов, формируемые на одной из приемных станций системы местоопределения:Figure 2. The signal flows generated at one of the receiving stations of the positioning system:
Af (1)(z) - после амплитудной демодуляции сигналов на частоте f;A f (1) (z) - after amplitude demodulation of signals at a frequency f;
Xf (1)(z) - после преобразования потока демодулированных сигналов Af (1)(z) в поток импульсных сигналов единичной амплитуды, описывающий потоки излучений на частоте f без привязки к конкретному передатчику;X f (1) (z) - after converting the stream of demodulated signals A f (1) (z) into a stream of pulse signals of unit amplitude, describing the radiation flux at a frequency f without reference to a specific transmitter;
- после преобразования потока Xf (1)(z) в потоки сигналов, отличающиеся электронными адресами (частота f, азимут α, угол места β) и описывающие состояния излучения и паузы в излучении первого и второго передатчика. - after converting the flux X f (1) (z) into signal streams that differ in electronic addresses (frequency f, azimuth α, elevation angle β) and describe the radiation states and pauses in the radiation of the first and second transmitters.
Фиг.3. Схема функционирования системы определения местоположения с использованием двух приемных станций (пеленгаторов-дальномеров).Figure 3. The operation scheme of the positioning system using two receiving stations (direction finders-rangefinders).
Фиг.4. Особенности двухпозиционного определения местоположения.Figure 4. Features on-off location.
Фиг.5. Особенности объединения возможных точек излучения сигналов.Figure 5. Features of combining possible points of signal emission.
Фиг.6. Форма отображения информации о местоположении.6. Location display form.
Устройство (фиг.1) содержит К приемных станций (ПС), каждая из которых включает последовательно соединенные антенную систему 1, многоканальное радиоприемное устройство (РПУ) 2, многоканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, блок дискретного преобразования Фурье (ДПФ) 4 и радиомодем 5. Каждая станция через линию радиосвязи 6 связана с центральным вычислителем (ЦВ) 7, включающим последовательно соединенные радиомодемы 8, запоминающее устройство (ЗУ) 9, блок идентификации 10, блок обработки ортодром 11, блок сравнения координат 12 и блок индикации 13.The device (figure 1) contains K receiving stations (PS), each of which includes a series-connected antenna system 1, a multi-channel radio receiving device (RPU) 2, a multi-channel analog-to-digital converter (ADC) 3, a discrete Fourier transform (DFT) 4 and a radio modem 5. Each station is connected via a
Регистрация сигналов на всех станциях синхронизирована по времени от внешнего источника (приемник сигнала синхронизации не показан), что обеспечивает одновременный старт АЦП 3 всех станций. Синхронизация необходима для корреляции высокочастотных полей передатчиков когерентно принятых разными антеннами решетки при оптимальной частотно-временной локализации сигналов и двумерном пеленговании [3]. Кроме внешнего сигнала высокостабильных часов, излучаемого, например, со спутника, возможна синхронизация времени от внутренних часов с высокостабильным опорным источником, установленных на центральном вычислителе 7 и на каждой станции. В последнем случае необходимо периодическое сличение часов, например, с использованием реперного источника.The registration of signals at all stations is synchronized in time from an external source (the receiver of the synchronization signal is not shown), which ensures the simultaneous start of the ADC 3 of all stations. Synchronization is necessary for correlation of the high-frequency fields of transmitters coherently received by different array antennas at optimal time-frequency signal localization and two-dimensional direction finding [3]. In addition to the external signal of a highly stable clock emitted, for example, from a satellite, it is possible to synchronize time from an internal clock with a highly stable reference source installed on a central computer 7 and at each station. In the latter case, it is necessary to periodically compare the hours, for example, using a reference source.
Антенная система 1 содержит опорную антенну с номером n=0 и N антенн с номерами n=1...N, объединенные в решетку. Многоканальное РПУ 2 выполнено с общим гетеродином и с полосой пропускания каждого канала, превышающей ширину спектра сигнала передатчика. Общий гетеродин обеспечивает многоканальный когерентный прием сигналов, что является основным условием интерферометрической (голографической) регистрации комплексных сигналов волновых полей передатчиков. Широкая полоса пропускания каналов РПУ 2 необходима для регистрации сложных сигналов, в большинстве своем имеющих широкий спектр частот. Кроме этого РПУ 2 обеспечивает подключение опорной антенны (n=0) вместо всех антенн решетки для периодической калибровки каналов по внешнему источнику сигнала с целью устранения их амплитудно-фазовой неидентичности. Возможна калибровка по внутреннему источнику сигнала. При этом может быть использован генератор шума, выход которого также может подключаться вместо всех антенн для периодической калибровки каналов.Antenna system 1 contains a reference antenna with number n = 0 and N antennas with numbers n = 1 ... N, combined in a grid.
Калибровка необходима в связи с тем, что нахождение пеленгов по реальной части синтезированной диаграммы направленности требует при его реализации выполнения двух условий:Calibration is necessary due to the fact that finding bearings on the real part of the synthesized radiation pattern requires two conditions to be met when it is implemented:
- должны быть известны точные (с точностью до долей минимальной длины волны рабочего диапазона частот) координаты антенных элементов решетки относительно опорного элемента;- the exact (with an accuracy of fractions of the minimum wavelength of the working frequency range) coordinates of the antenna elements of the array relative to the reference element must be known;
- должны быть учтены набеги фаз в фидерах, если они различаются электрической длиной, и неидентичность и изменение во времени фазочастотных характеристик приемных трактов применяемых РПУ.- phase incursions in feeders should be taken into account if they differ in electric length, and the non-identity and time-varying phase-frequency characteristics of the receiving paths of the applied RPUs.
Первое из этих условий легко выполняется путем простых измерений геометрии решетки. Второе условие может быть выполнено выравниванием характеристик фидеров и трактов на этапе изготовления устройства или путем специальных калибровочных процедур по специальному внутреннему или внешнему источнику сигнала в процессе его функционирования, что и реализовано в предлагаемом устройстве.The first of these conditions is easily satisfied by simple measurements of the geometry of the lattice. The second condition can be fulfilled by aligning the characteristics of the feeders and paths at the stage of manufacturing the device or by special calibration procedures for a special internal or external source of the signal during its operation, which is implemented in the proposed device.
Минимальное число каналов устройства 2 равно двум. В этом случае один из каналов РПУ 2 постоянно подключен к опорной антенне (n=0), a второй канал последовательно во времени подключается к каждой из N антенн решетки. При этом реализуется более экономичный с точки зрения требуемого объема аппаратуры, но менее информативный метод последовательного синтеза углового спектра.The minimum number of channels of
Блок ДПФ 4 является многопроцессорным и обеспечивает параллельную обработку сигналов, принимаемых опорной антенной (n=0) и всеми N антеннами решетки.The DFT block 4 is multiprocessor and provides parallel processing of signals received by the reference antenna (n = 0) and all N antennas of the array.
Радиомодемы 5 и 8 совместно с линиями связи 6 обеспечивают обмен информацией между станциями и ЦВ 7.Radio modems 5 and 8, together with
Работает устройство, реализующее способ многопозиционного определения местоположения ДКМВ передатчиков, следующим образом.A device is operating that implements a multi-position location method for DKMV transmitters, as follows.
Сигналы пеленгуемых передатчиков поступают на антенные системы 1 всех станций.Signals of direction-finding transmitters arrive at the antenna systems 1 of all stations.
На каждой станции с помощью РПУ 2 когерентно принимают временные сигналы xn(t), где n - номер антенного элемента, для всех баз, образованных опорной (n=0) и всеми входящими в решетку антеннами (n=1...N).At each station with the help of
С помощью АЦП 3 принятые РПУ 2 сигналы хn(t) синхронно преобразуются на всех станциях в цифровые сигналы xn(z), где z - номер временного отсчета сигнала, и регистрируются в блоке ДПФ 4.Using ADC 3, the received
На каждой станции в блоке ДПФ 4 из цифровых сигналов восстанавливают поток импульсных сигналов единичной амплитуды, описывающий состояния излучения и паузы в излучении передатчиков на частоте приема, и соответствующие каждому импульсу азимутальный и угломестный пеленги. Восстановление возможно различными способами, например [3]. При этом выполняются следующие операции:At each station in the DFT block 4, the stream of pulse signals of unit amplitude is restored from digital signals, describing the radiation states and pauses in the radiation of the transmitters at the receiving frequency, and the azimuth and elevation bearings corresponding to each pulse. Recovery is possible in various ways, for example [3]. The following operations are performed:
- восстанавливают комплексные спектры сигналов каждой антенны где Ft{...} - оператор ДПФ по времени, а f - номер частотной дискреты;- restore the complex spectra of the signals of each antenna where F t {...} is the DFT operator in time, and f is the number of the frequency discrete;
- сравнением спектра мощности сигнала опорной антенны с порогом обнаружения выбирают f-е дискрета, в которых обнаружен входной сигнал, то есть определяют среднюю частоту и полосу δf частот, реально занимаемую спектром входного сигнала;- power spectrum comparison of the reference antenna signal with a detection threshold, select the f-th discrete in which the input signal is detected, that is, determine the average frequency and a band δf of frequencies actually occupied by the spectrum of the input signal;
- используя цифровой фильтр с полосой пропускания, равной найденному значению ширины спектра δf, из цифрового сигнала опорной антенны x0(z) выделяют сигнал - using a digital filter with a passband equal to the found value of the spectrum width δf, a signal is extracted from the digital signal of the reference antenna x 0 (z)
- демодулируют сигнал с помощью программно реализуемого амплитудного детектора где k=1...K - текущий номер станции;- demodulate the signal using a software-implemented amplitude detector where k = 1 ... K is the current station number;
- преобразуют сигналы посредством сравнения с порогом U0 в поток импульсных сигналов единичной амплитуды Порог выбирают исходя из минимизации вероятности пропуска сигнала. Поток импульсных сигналов описывает поток излучений на частоте приема без привязки к конкретному передатчику. Импульс потока сигналов соответствует наличию излучения на частоте а пауза потока - отсутствию излучения.- convert signals by comparing with the threshold U 0 into the stream of pulse signals of unit amplitude The threshold is selected based on minimizing the probability of missing a signal. Pulse Flow describes the radiation flux at the receiving frequency without reference to a specific transmitter. Signal flow pulse corresponds to the presence of radiation at a frequency and pause flow - the absence of radiation.
На фиг.2 в качестве примера приведены потоки (фиг.2,а) и (фиг.2,б), формируемые на первой приемной станции двухпозиционной системы;Figure 2 shows the flows as an example (figure 2, a) and (figure 2, b) formed at the first receiving station of the on-off system;
- для привязки каждого импульса потока излучений к конкретному передатчику определяют двумерный пеленг излучения (по азимуту и углу места) на частоте в интервале существования импульса.- to bind each pulse of the radiation flux to a specific transmitter determine a two-dimensional bearing of the radiation (in azimuth and elevation) at a frequency in the interval of existence of the impulse.
Для чего:For what:
- получают комплексные амплитуды сигнала n-й антенны путем свертки комплексно-сопряженных спектров опорной и остальных антенн в найденной полосе δf частот;- receive the complex amplitudes of the signal of the nth antenna by convolving the complex conjugate spectra of the reference and other antennas in the found band δf frequencies;
- определяют азимутальный α0 и угломестный β0 пеленги по максимуму реальной части двумерного комплексного углового спектра - determine the azimuthal α 0 and angular β 0 bearings from the maximum of the real part of the two-dimensional complex angular spectrum
где dn=(m,h) - диаграмма направленности n-й антенны, m=0...М - 1 - текущий номер узла сетки по азимуту, М - число узлов по азимуту, h=0...Н - 1 - текущий номер узла сетки наведения решетки по углу места, Н - число узлов по углу места, а - модельная фазирующая функция, зависящая от конфигурации антенной решетки;where d n = (m, h) is the radiation pattern of the nth antenna, m = 0 ... M - 1 is the current number of the grid node in azimuth, M is the number of nodes in azimuth, h = 0 ... N - 1 - the current node number of the grid pointing the lattice in elevation, N is the number of nodes in elevation, and - model phasing function, depending on the configuration of the antenna array;
- выделяя группы импульсов с совпадающими двумерными пеленгами на частоте приема преобразуют восстановленный поток импульсных сигналов в потоки отдельных передатчиков отличающиеся электронными адресами (частота , азимут α, угол места β) и описывающие состояния излучения и паузы в излучении каждого передатчика.- highlighting groups of pulses with matching two-dimensional bearings at the receiving frequency convert recovered stream pulse signals into the streams of individual transmitters different email addresses (frequency , azimuth α, elevation angle β) and describing the states of radiation and pauses in the radiation of each transmitter.
Из фиг.2 следует, что сформированный на первой станции поток (фиг.2,б) преобразовался в два потока (фиг.2,в) и (фиг.2,г), совпадающие по частоте, но отличающиеся пеленгами;From figure 2 it follows that the flow generated at the first station (figure 2, b) was converted into two streams (figure 2, c) and (figure 2, g), coinciding in frequency, but different bearings;
- для каждого потока сигналов, используя его адрес (f, α, β), моделируют в запеленгованных направлениях траекторию обратного многоскачкового распространения радиосигнала из точки приема (координаты точки приема совпадают с координатами соответствующей приемной станции) через ионосферу и восстанавливают координаты точек прихода модельной траектории на поверхность Земли где i - номер скачка сигнала после отражения от ионосферы, - сферические координаты точки на поверхности Земли, причем φ отсчитывается от нулевого меридиана, а θ от оси, проходящей из центра Земли через географический север. Найденные точки рассматривают как предполагаемые точки излучения радиосигнала отдельного передатчика.- for each stream signals using its address (f, α, β), simulate in the direction-finding directions the trajectory of the reverse multi-hop propagation of the radio signal from the receiving point (the coordinates of the receiving point coincide with the coordinates of the corresponding receiving station) through the ionosphere and restore the coordinates of the points of arrival of the model trajectory on the Earth’s surface where i is the number of signal jump after reflection from the ionosphere, are the spherical coordinates of a point on the Earth’s surface, with φ being measured from the zero meridian, and θ from the axis passing from the center of the Earth through geographic north. The found points are considered as the assumed emission points of the radio signal of an individual transmitter.
Фиг.3 иллюстрирует в качестве примера модельные траектории многоскачкового распространения радиосигнала в системе определения местоположения с использованием двух приемных станций (пеленгаторов-дальномеров). Азимутальные пеленги на РПД 1 и РПД 2, полученные на каждой их приемных станций (ПС 1 и ПС 2), обозначены через α1 и α2 соответственно. Угломестные пеленги β1 и β2 с целью упрощения здесь и далее не показаны. Координаты точек прихода модельной траектории на поверхность Земли изображены только для трехскачковых траекторий, восстановленных на первой приемной станции (ПС 1).FIG. 3 illustrates, by way of example, model trajectories of multi-hop propagation of a radio signal in a positioning system using two receiving stations (range finders). The azimuthal bearings on RPD 1 and
При этом выполняют следующие действия:In this case, perform the following actions:
1. С привязкой к частоте и временному интервалу приема (время, месяц, год) формируют модель ионосферы с использованием Международной справочной модели ионосферы IRI-2001 [4]. В результате вычисляют и запоминают пространственное распределение квадрата отношения плазменной частоты электронов fp=fp(φ,θ,r) в ионосфере к рабочей частоте принимаемого сигнала, которое необходимо для вычисления показателя преломления изотропной плазмы μ=μ(φ,θ,r):1. With reference to frequency and the reception time interval (time, month, year) form the ionosphere model using the International Reference Model of the Ionosphere IRI-2001 [4]. As a result, the spatial distribution of the square of the ratio of the plasma electron frequency f p = f p (φ, θ, r) in the ionosphere to the working frequency is calculated and stored the received signal, which is necessary for calculating the refractive index of an isotropic plasma μ = μ (φ, θ, r):
Для ускорения процедуры вычислений плазменная частота электронов fp в ионосфере прогнозируется на трехмерной пространственной сетке и аппроксимируется кубической сплайн-функцией. Шаг пространственной сетки по координатам на земной поверхности не превышает 500 км, а по вертикальной координате составляет 2,5 км. После процедуры аппроксимации запоминают коэффициенты аппроксимирующей сплайн-функции в узлах пространственной сетки.To speed up calculation procedures, the plasma electron frequency f p in the ionosphere is predicted on a three-dimensional spatial grid and is approximated by a cubic spline function. The spatial grid pitch in coordinates on the earth's surface does not exceed 500 km, and in the vertical coordinate is 2.5 km. After the approximation procedure, the coefficients of the approximating spline function are stored in the nodes of the spatial grid.
2. Генерируют идеальные сигналы обратного излучения в измеренных направлениях прихода лучей. Идеальный сигнал описывается единичным волновым вектором и рабочей частотой . Компоненты единичного вектора определяются по измеренному азимутальному α и угломестному β пеленгам луча и в локальной системе координат (начало координат совпадает с точкой расположения пеленгатора (φ0,θ0,r0), ось у направлена на север, ось х - на восток, ось z - вертикально вверх) имеют вид 0={cos β sin α, cos β cos α, sin β}. Переход от локальной системы координат к глобальной декартовой правой системе координат (начало координат связано с центром Земли, ось z проходит через географический север, ось х - через нулевой меридиан) для компонент вектора осуществляется с помощью матрицы преобразования А:2. Ideal feedback signals are generated in the measured directions of arrival of the rays. An ideal signal is described by a single wave vector and operating frequency . Unit Vector Components are determined by the measured azimuthal α and elevation β bearings of the beam and in the local coordinate system (the origin coincides with the position of the direction finder (φ 0 , θ 0 , r 0 ), the y axis is directed north, the x axis is east, the z axis is vertical up) have the form 0 = {cos β sin α, cos β cos α, sin β}. Transition from the local coordinate system to the global Cartesian right coordinate system (the origin is connected to the center of the Earth, the z axis passes through geographic north, the x axis passes through the zero meridian) for the components of the vector is carried out using the transformation matrix A:
где в качестве сферических координат φ и θ подставляются координаты пеленгатора φ0,θ0.where the coordinates of the direction finder φ 0 , θ 0 are substituted as spherical coordinates φ and θ.
3. Формируют траектории обратного многоскачкового распространения идеальных сигналов каждого луча в ионосфере. Для этого находят начальные значения сферических координат φ,θ,r луча, которые полагаются равными координатам точки входа луча в ионосферу φ1, θ1, r1, вычисляемым по формулам:3. Form the trajectories of the reverse multi-hop propagation of ideal signals of each beam in the ionosphere. To do this, find the initial values of the spherical coordinates φ, θ, r of the beam, which are assumed to be equal to the coordinates of the point of entry of the beam into the ionosphere φ 1 , θ 1 , r 1 , calculated by the formulas:
где x1x, x1y, x1z - элементы вектора декартовых координат точки входа луча в ионосферу:where x 1x , x 1y , x 1z are elements of the vector Cartesian coordinates of the entry point of the beam into the ionosphere:
r0 - радиус Земли, h0 - начальная высота ионосферы, - декартовые координаты точки излучения идеального сигнала с поверхности Земли в глобальной декартовой правой системе координат (начало координат связано с центром Земли, ось z проходит через географический север, ось х - через нулевой меридиан). Для первого скачка (i=1) вектор вычисляется по координатам пеленгатора:r 0 is the radius of the Earth, h 0 is the initial height of the ionosphere, - Cartesian coordinates of the point of emission of an ideal signal from the Earth’s surface in the global Cartesian right-handed coordinate system (the origin is related to the center of the Earth, the z axis passes through geographic north, the x axis passes through the zero meridian). For the first jump (i = 1), the vector calculated by the coordinates of the direction finder:
Начальное значение волнового вектора идеального сигнала на входе в ионосферу определяется по вектору с использованием унитарной матрицы преобразования В глобальной системы координат к сферической:The initial value of the wave vector ideal signal at the entrance to the ionosphere is determined by the vector using the unitary transformation matrix B of the global coordinate system to spherical:
где в качестве сферических координат φ и θ подставляются значения φ1,θ1.where the values of φ 1 , θ 1 are substituted as spherical coordinates φ and θ.
Для построения лучевой траектории идеального сигнала численно решается задача Коши для системы дифференциальных уравнений:To construct the ray path of an ideal signal, the Cauchy problem for the system of differential equations is numerically solved:
где kφ,kθ,kr - значения элементов волнового вектора идеального сигнала в ионосфере, φ, θ, r - координаты луча.where k φ , k θ , k r are the values of the elements of the wave vector ideal signal in the ionosphere, φ, θ, r - beam coordinates.
4. Находят вектор волновой нормали на выходе из ионосферы сферические φ2,θ2,r2 и глобальные декартовые координаты точки выхода из ионосферы луча идеального сигнала. В качестве значений сферических координат φ2,θ2,r2 и волнового вектора выбирается решение задачи Коши, полученное на предыдущем этапе, в точке выхода лучевой траектории из ионосферы.4. Find the wave normal vector at the exit from the ionosphere spherical φ 2 , θ 2 , r 2 and global Cartesian coordinates of the exit point from the ionosphere beam perfect signal. As the values of the spherical coordinates φ 2 , θ 2 , r 2 and the wave vector the solution to the Cauchy problem obtained at the previous stage is chosen at the exit point of the ray path from the ionosphere.
5. Находят сферические координаты прихода луча идеального сигнала на поверхность Земли (для первого скачка i=1):5. Find the spherical coordinates of the arrival of the beam of the ideal signal to the Earth's surface (for the first jump i = 1):
где х3x,х3y,х3z - элементы вектора декартовых координат точки прихода волны на поверхность Земли в глобальной системе координат:where x 3x , x 3y , x 3z are elements of the vector Cartesian coordinates of the point of arrival of the wave on the Earth’s surface in the global coordinate system:
Матрицу В вычисляют в точке с координатами φ2,θ2.Matrix B is calculated at a point with coordinates φ 2 , θ 2 .
6. Сферические координаты точки прихода последующих скачков лучевой траектории определяют повторением этапов 1-5 с использованием обновленных векторов 6. The spherical coordinates of the point of arrival of subsequent jumps in the radial path are determined by repeating steps 1-5 using updated vectors
где матрица А и компоненты вектора после отражения от поверхности Земли определяются с использованием координат и полученных на предыдущем скачке.where matrix A and vector components after reflection from the surface of the earth are determined using the coordinates and received at the previous jump.
На фиг.3, в частности для траектории трехскачкового распространения модельного сигнала из точки размещения ПС 1 в направлении α1,β1, точка с координатами соответствует оценке истинного местоположения первого радиопередатчика (РПД 1), а точки с координатами и являются ложными.Figure 3, in particular for the trajectory of the three-hop propagation of the model signal from the location of the PS 1 in the direction α 1 , β 1 , the point with coordinates corresponds to an estimate of the true location of the first radio transmitter (RAP 1), and the points with coordinates and are false.
Таким образом, операции, выполняемые с использованием модельных сигналов, позволяют предварительно оценить координаты предполагаемых точек излучения потоков сигналов с поверхности Земли.Thus, operations performed using model signals make it possible to preliminarily estimate the coordinates of prospective points of emission of signal flows from the Earth's surface.
- преобразуют поток сигналов отдельного передатчика с адресом (частота азимут α, угол места β) в поток с детализированным адресом (частота координаты , предполагаемых точек излучения).- convert stream signals of an individual transmitter with an address (frequency azimuth α, elevation angle β) into the stream with detailed address (frequency coordinates assumed emission points).
В результате выполнения этой операции бесконечное число возможных точек излучения, описываемое двумерным пеленгом передатчика, сжимается до нескольких предполагаемых точек местоположения передатчика, описываемых координатами .As a result of this operation, an infinite number of possible radiation points, described by a two-dimensional bearing of the transmitter, is compressed to several estimated transmitter location points described by coordinates .
Таким образом, существенное снижение неопределенности относительно местоположения передатчиков возможно при использовании только одной приемной станции (пеленгатора-дальномера). Один пеленгатор-дальномер обеспечивает решение задачи оценочного (неоднозначного) местоопределения в случаях, когда радиосигнал ДКМВ передатчика энергетически доступен для приема только одной приемной станции. Для устранения неоднозначности измерения координат ДКМВ передатчика, обусловленной многоскачковым механизмом распространения пространственных радиоволн, возможно привлечение дополнительной априорной информации о местонахождении контролируемых передатчиков, например о невозможности размещения передатчика на водной поверхности Земли. Более эффективным способом устранения неоднозначности измерений является комбинирование результатов однопозиционного и многопозиционного измерения координат и использование как минимум двух пространственно разнесенных пеленгаторов-дальномеров.Thus, a significant reduction in uncertainty regarding the location of the transmitters is possible when using only one receiving station (direction finder-range finder). One direction finder-range finder provides the solution to the problem of estimated (ambiguous) positioning in cases where the DKMV radio signal of the transmitter is energetically available for receiving only one receiving station. To eliminate the ambiguity in measuring the coordinates of the DKMV transmitter due to the multi-hop spatial radio wave propagation mechanism, it is possible to use additional a priori information about the location of the monitored transmitters, for example, the impossibility of placing the transmitter on the water surface of the Earth. A more effective way to eliminate the ambiguity of measurements is to combine the results of single-position and multi-position measurements of coordinates and the use of at least two spatially spaced direction finders.
Используя радиомодемы 5 и 8, по линиям связи 6 с выходов блоков ДПФ 4 всех ПС потоки сигналов поступают в ЦВ 7.Using radio modems 5 and 8, on the
В ЦВ 7 выполняются следующие действия:In CV 7, the following actions are performed:
1. Запоминают потоки сигналов в ЗУ 9.1. Remember the signal flows in memory 9.
2. Попарно сравнивают в блоке идентификации 10 полученные на разных станциях потоки с детализированным адресом и отбирают те пары потоков, у которых есть совпадение координат предполагаемых точек излучения сигналов. Другими словами, в блоке 10 решается задача устранения неоднозначности определения координат.2. In pairs, in the identification block 10, the streams obtained at different stations are compared with a detailed address, and those pairs of flows that have a coincidence of coordinates are selected prospective emission points of signals. In other words, in block 10, the task of eliminating the ambiguity of determining coordinates is solved.
Совпадение координат может быть установлено различными способами. Например, как показано на фиг.3, по принадлежности предполагаемых точек излучения сигналов области перекрытия эллипсов ошибок [5].Coincidence of coordinates can be established in various ways. For example, as shown in FIG. 3, according to the affiliation of the alleged emission points of the signals of the overlapping region of the error ellipses [5].
3. В блоке обработки 11, используя координаты совпавших3. In processing unit 11, using the coordinates coinciding
точек и координаты ПС 1 и ПС 2, для каждой отобранной пары потоков строят ортодромы (кратчайшие линии, соединяющие каждую совпавшую точку с соответствующей станцией по земной поверхности) и вычисляют координаты точки пересечения ортодром. Для построения ортодромы используют координаты станции и азимут совпавшей точки, который находится по формулеpoints and coordinates of SS 1 and
Ha фиг.4 в качестве примера показана ортодрома, имеющая азимут αT2 и соединяющая точку с точкой размещения ПС 1, а также ортодрома с азимутом αT3, соединяющая точку c точкой размещения ПС 2.Ha figure 4 as an example shows an orthodrome having an azimuth α T2 and connecting the point with the location point PS 1, as well as the orthodrome with azimuth α T3 connecting the point with the location of the
Объединяют координаты точки пересечения ортодром и координаты совпавших точек отобранной пары потоков и определяют координаты точки, которые идентифицируют как координаты передатчика, соответствующие отобранной паре потоков.The coordinates of the intersection point of the orthodrome and the coordinates of the coincident points of the selected pair of streams are combined and the coordinates of the point, which are identified as the coordinates of the transmitter corresponding to the selected pair of streams, are determined.
При объединении точек может использоваться принцип центра масс или принцип весовой обработки, учитывающий:When combining points, the principle of the center of mass or the principle of weight processing can be used, taking into account:
- взаимное расположение приемных станций и передатчиков (в примере на фиг.5 более высокий вес должен приписываться координатам, полученным однопозиционным способом, см. фиг.5,а, чем координатам, полученным угломерным способом, см. фиг.5, б);- the relative position of the receiving stations and transmitters (in the example of Fig. 5, a higher weight should be attributed to the coordinates obtained by the single-position method, see Fig. 5, and, than to the coordinates obtained by the goniometric method, see Fig. 5, b);
- уровни принимаемых сигналов (если на одной из станций для принимаемого сигнала отношение сигнал - помеха недостаточно для точного измерения, то ее однопозиционные координаты и ортодрому используют для устранения неоднозначности, а в качестве координат РПД выбирают совпавшую точку, полученную однопозиционным способом на другой станции пары);- levels of received signals (if at one of the stations for the received signal the signal-to-noise ratio is not enough for accurate measurement, then its one-position coordinates and the orthodrome are used to eliminate the ambiguity, and the same point obtained by the one-way method at another station of the pair is chosen as the coordinates of the RPD) ;
- относительную точность измерения однопозиционных и двухпозиционных координат (например, если при моделировании используется только долгосрочный прогноз ионосферы, то обеспечивается высокая точность измерения азимутального пеленга, а достижимая точность измерения дальности до РПД не превышает 15% от дальности. В этом случае больший вес приписывается координатам, полученным пересечением ортодром двух станций. Если используется текущее зондирование ионосферы, то точность измерения дальности до РПД повышается до 3%. В этом случае веса однопозиционных и двухпозиционных измерений могут быть равными).- the relative accuracy of measuring one-position and two-position coordinates (for example, if the simulation uses only the long-term forecast of the ionosphere, then a high accuracy of measuring the azimuth bearing is ensured, and the achievable accuracy of measuring the distance to the RPD does not exceed 15% of the range. In this case, more weight is assigned to the coordinates, obtained by the intersection of the orthodrome of two stations.If the current sounding of the ionosphere is used, then the accuracy of measuring the distance to the RPD increases to 3%. nopozitsionnyh DIP and measurements may be equal).
На фиг.4 показана точка с координатами (φРПД1,θРПД1), которые идентифицированы как координаты передатчика. При этом использован упомянутый принцип весовой обработки, когда максимальный вес приписывается точке пересечения ортодром.Figure 4 shows a point with coordinates (φ RPD1 , θ RPD1 ), which are identified as the coordinates of the transmitter. In this case, the aforementioned principle of weight processing was used when the maximum weight is attributed to the intersection point of the orthodrome.
В результате использования только двух пеленгаторов-дальномеров обеспечивается:As a result of using only two direction finders, rangefinders are provided:
- повышение вероятности одновременного приема слабых сигналов (при использовании трех и более пеленгаторов эта вероятность существенно ниже) и, как следствие, уменьшение вероятности аномальных ошибок измерений, обусловленных недостаточно высоким отношением сигнал-помеха, характерным при многопозиционном определении координат ДКМВ передатчиков, использующих сигналы с малой спектральной плотностью мощности;- an increase in the probability of simultaneous reception of weak signals (when using three or more direction finders, this probability is significantly lower) and, as a result, a decrease in the probability of anomalous measurement errors due to an insufficiently high signal-to-noise ratio, typical for multi-position determination of the coordinates of DKMV transmitters using signals with small power spectral density;
- устранение ошибок определения местоположения, возникающих при боковых смещениях азимутальных пеленгов, благодаря построению ортодром;- elimination of location errors that occur during lateral displacements of azimuth bearings, due to the construction of the orthodrome;
- устранение ложных целей, обусловленных неоднозначностью измерений координат множества однотипных ДКМВ передатчиков.- elimination of false goals caused by the ambiguity of measurements of the coordinates of the set of the same type of DKMV transmitters.
4. В блоке 12 для различных пар потоков сравнивают координаты точек, идентифицированных как координаты передатчика, и при наличии совпадения определяют уточненное местоположение передатчика объединением точек с совпавшими координатами.4. In block 12, for different pairs of streams, the coordinates of the points identified as the coordinates of the transmitter are compared, and if there is a match, the specified location of the transmitter is determined by combining the points with the matching coordinates.
Сравнение и объединение возможно различными способами [5, стр.297-298]. Например, для каждой пары точек, идентифицированных как координаты передатчика, находят точку по принципу центра масс. Если расстояние от центра масс до каждой точки меньше заданного порога, то принимается решение об их совпадении и выборе центра масс в качестве уточненного местоположения передатчика. Значение порога выбирается исходя из эксплуатационной точности измерения координат. В результате две сопоставляемые точки заменяются одной точкой центра масс. Используя полученную точку центра масс и оставшиеся точки, ранее идентифицированные как координаты передатчика, процесс уточнения местоположения передатчика продолжается до тех пор, пока находятся точки, удовлетворяющие описанному критерию. После этого выбирается следующая пара точек и процесс повторяется.Comparison and integration are possible in various ways [5, p. 297-298]. For example, for each pair of points identified as the coordinates of the transmitter, a point is found according to the principle of the center of mass. If the distance from the center of mass to each point is less than a predetermined threshold, then a decision is made on their coincidence and the choice of the center of mass as the specified location of the transmitter. The threshold value is selected based on the operational accuracy of the coordinate measurement. As a result, two points to be compared are replaced by one point of the center of mass. Using the obtained center of mass point and the remaining points previously identified as the coordinates of the transmitter, the process of determining the location of the transmitter continues until there are points that satisfy the described criterion. After that, the next pair of points is selected and the process repeats.
5. Для повышения информативности в блоке 13 отображают на электронной карте местности выявленные направления прихода радиосигналов в виде ортодром, соединяющих точки уточненного местоположения передатчиков (фиг.6).5. To increase the information content in block 13, the detected directions of the arrival of radio signals in the form of an orthodrome connecting the points of the specified location of the transmitters are displayed on an electronic map of the area (Fig.6).
Таким образом, перечисленные действия над сигналами обеспечивают высокую точность измерения местоположения ДКМВ радиопередатчиков при использовании только двух пространственно разнесенных приемных станций. Если радиосигнал ДКМВ передатчика энергетически доступен для приема более чем двум станциям, центральный вычислитель может объединять результаты местоопределения нескольких пар станций и получать уточненное местоположение передатчика, используя различные весовые алгоритмы, учитывающие уровни принимаемых радиосигналов и относительное местоположение различных станций и ДКМВ передатчика.Thus, the above actions on the signals provide high accuracy in measuring the location of the DKMV radio transmitters when using only two spatially separated receiving stations. If the DKMV radio signal of the transmitter is energetically available for reception to more than two stations, the central computer can combine the location results of several pairs of stations and obtain an updated transmitter location using various weighting algorithms that take into account the levels of received radio signals and the relative location of the different stations and the DKMV transmitter.
Повышение точности определения местоположения множества однотипных ДКМВ передатчиков по более широкому классу сигналов, включая сложные сигналы с малой спектральной плотностью мощности, достигается применением комбинации физически различающихся способов (однопозиционного и многопозиционного) оценивания пространственных координат, реализуемой при использовании двух и более приемных позиций, за счет:Improving the accuracy of determining the location of many of the same type of DKMV transmitters for a wider class of signals, including complex signals with a low spectral power density, is achieved by using a combination of physically different methods (single-position and multi-position) for estimating spatial coordinates, realized when using two or more receiving positions, due to:
- уменьшения вероятности аномальных ошибок, обусловленных недостаточно высоким для точных измерений отношением сигнал - помеха;- reducing the likelihood of anomalous errors due to the signal-to-noise ratio not high enough for accurate measurements;
- устранения аномальных ошибок определения местоположения, вызванных боковыми смещениями пеленгов из-за наклонов отражающего слоя ионосферы;- elimination of anomalous positioning errors caused by lateral displacements of bearings due to the inclination of the reflecting layer of the ionosphere;
- исключения аномальных ошибок определения местоположения множества однотипных ДКМВ передатчиков, обусловленных неоднозначностью измерений.- elimination of anomalous errors in determining the location of many of the same type of DKMV transmitters, due to the ambiguity of the measurements.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1 FR, патент, 2688892, кл. G 01 S 3/40, 1989 г.1 FR, patent, 2,688,892, cl. G 01 S 3/40, 1989
2 US, патент, 5719584, кл. G 01 S 003/02, 1998 г.2 US Patent, 5,719,584, cl. G 01 S 003/02, 1998
3 RU, патент, 2151406, кл. G 01 S 3/14, 2000 г.3 RU, patent, 2151406, cl. G 01 S 3/14, 2000
4 Bilitza D. Ionospheric Models for Radio Propagation Studies // The review of radio science 1999-2002/ Ed. W. Ross Stone, IEEE Press. 2002. PP. 625-679.4 Bilitza D. Ionospheric Models for Radio Propagation Studies // The review of radio science 1999-2002 / Ed. W. Ross Stone, IEEE Press. 2002. PP. 625-679.
5 Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. - М.: Радио и связь, 1981. - 416 с.5 Shirman Y.D., Manzhos V.N. The theory and technique of processing radar information against the background of interference. - M .: Radio and communications, 1981. - 416 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004118130/09A RU2285935C2 (en) | 2004-06-15 | 2004-06-15 | Method for multi-positional determining of position of decametric transmitters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004118130/09A RU2285935C2 (en) | 2004-06-15 | 2004-06-15 | Method for multi-positional determining of position of decametric transmitters |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004118130A RU2004118130A (en) | 2005-12-10 |
| RU2285935C2 true RU2285935C2 (en) | 2006-10-20 |
Family
ID=35868423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004118130/09A RU2285935C2 (en) | 2004-06-15 | 2004-06-15 | Method for multi-positional determining of position of decametric transmitters |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2285935C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2364885C2 (en) * | 2007-01-22 | 2009-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method for detection and identification of radio transmitter by its radiation in nearest area and device for its realisation |
| RU2505835C2 (en) * | 2012-04-17 | 2014-01-27 | Юрий Иванович Логинов | Differential-energy method of determining coordinates of radio-frequency radiation sources |
| RU2816506C2 (en) * | 2021-11-17 | 2024-04-01 | Александр Александрович Горшков | Method for active multi-position radar of multi-element target |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4641143A (en) * | 1983-09-28 | 1987-02-03 | Sanders Associates, Inc. | Two-dimensional acquisition system using circular array |
| RU93030955A (en) * | 1993-06-15 | 1995-09-27 | Военная академия связи | METHOD OF DETECTION OF RADIO TRANSMITTERS |
| RU2072524C1 (en) * | 1993-06-15 | 1997-01-27 | Военная академия связи | Radio radiator position finding method |
| US5719584A (en) * | 1996-09-03 | 1998-02-17 | Harris Corporation | System and method for determining the geolocation of a transmitter |
| RU2154281C1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-08-10 | Военный университет связи | Method of location of sources of radio emission |
| RU2190236C2 (en) * | 2000-09-13 | 2002-09-27 | Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" ВНИИ "Градиент" | Method for detection and determination of two- dimensional bearing and frequency of radio emission sources |
-
2004
- 2004-06-15 RU RU2004118130/09A patent/RU2285935C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4641143A (en) * | 1983-09-28 | 1987-02-03 | Sanders Associates, Inc. | Two-dimensional acquisition system using circular array |
| RU93030955A (en) * | 1993-06-15 | 1995-09-27 | Военная академия связи | METHOD OF DETECTION OF RADIO TRANSMITTERS |
| RU2072524C1 (en) * | 1993-06-15 | 1997-01-27 | Военная академия связи | Radio radiator position finding method |
| US5719584A (en) * | 1996-09-03 | 1998-02-17 | Harris Corporation | System and method for determining the geolocation of a transmitter |
| RU2154281C1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-08-10 | Военный университет связи | Method of location of sources of radio emission |
| RU2190236C2 (en) * | 2000-09-13 | 2002-09-27 | Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" ВНИИ "Градиент" | Method for detection and determination of two- dimensional bearing and frequency of radio emission sources |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2364885C2 (en) * | 2007-01-22 | 2009-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method for detection and identification of radio transmitter by its radiation in nearest area and device for its realisation |
| RU2505835C2 (en) * | 2012-04-17 | 2014-01-27 | Юрий Иванович Логинов | Differential-energy method of determining coordinates of radio-frequency radiation sources |
| RU2816506C2 (en) * | 2021-11-17 | 2024-04-01 | Александр Александрович Горшков | Method for active multi-position radar of multi-element target |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004118130A (en) | 2005-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6492945B2 (en) | Instantaneous radiopositioning using signals of opportunity | |
| US7453400B2 (en) | Multiplatform TDOA correlation interferometer geolocation | |
| AU2004265974B2 (en) | Target localization using TDOA distributed antenna | |
| RU2283505C1 (en) | Method and device for determining coordinates of a radio radiation source | |
| RU2419106C1 (en) | Method and device for determining coordinates of radio-frequency radiation source | |
| CN105353345B (en) | A kind of single channel radar signal passive location method based on high-order observed quantity | |
| CA2746187A1 (en) | Synthetic aperture antenna device for receiving signals of a system comprising a carrier and means for determining its trajectory | |
| CN107526089B (en) | A kind of non-view radar signal passive location method altogether based on time delay second order difference | |
| RU2275649C2 (en) | Method and passive radar for determination of location of radio-frequency radiation sources | |
| RU2503969C1 (en) | Triangulation-hyperbolic method to determine coordinates of radio air objects in space | |
| US9960901B2 (en) | Clock synchronization using sferic signals | |
| Fokin | Passive geolocation with unmanned aerial vehicles using TDOA-AOA measurement processing | |
| Jędrzejewski et al. | Passive multistatic localization of space objects using lofar radio telescope | |
| RU2699552C1 (en) | Method for passive single-position angular-doppler location of radio-emitting objects moving in space | |
| EP1844349A2 (en) | A system and method for monitoring and surveying movements of the terrain, large infrastructures and civil building works in general, based upon the signals transmitted by the gps navigation satellite system | |
| Shah et al. | Implementation of a directional beacon-based position location algorithm in a signal processing framework | |
| RU2661357C1 (en) | Method of reviewing passive single-positive monopulse triple-oriented angular-differential-doppler locations of moving in space of the radio-emitting objects | |
| RU2529483C1 (en) | Method for stealth radar location of mobile objects | |
| RU2613369C1 (en) | Method of aircraft navigation using high-precision single-phase direction finder and address-respond packet digital radio link in decameter waves range | |
| CN109856597A (en) | A kind of New System over the horizon shortwave positioning system and localization method | |
| RU2285935C2 (en) | Method for multi-positional determining of position of decametric transmitters | |
| RU2287169C2 (en) | Method for radio monitoring | |
| RU2614035C1 (en) | One-stage method of decameter range radiation sources direction finding using phased antenna array consisting of mutually orthogonal symmetric horizontal dipoles | |
| Yang et al. | A novel land-based high-frequency geolocation system | |
| CN113203978A (en) | High-precision TDOA (time difference of arrival) positioning method, system and application |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130506 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140616 |