RU2442996C1 - Method for locating satellite communication earth station - Google Patents
Method for locating satellite communication earth station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2442996C1 RU2442996C1 RU2010136211/07A RU2010136211A RU2442996C1 RU 2442996 C1 RU2442996 C1 RU 2442996C1 RU 2010136211/07 A RU2010136211/07 A RU 2010136211/07A RU 2010136211 A RU2010136211 A RU 2010136211A RU 2442996 C1 RU2442996 C1 RU 2442996C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- satellite
- signal
- earth station
- earth
- counting
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000004807 localization Effects 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 abstract 1
- IYLGZMTXKJYONK-ACLXAEORSA-N (12s,15r)-15-hydroxy-11,16-dioxo-15,20-dihydrosenecionan-12-yl acetate Chemical compound O1C(=O)[C@](CC)(O)C[C@@H](C)[C@](C)(OC(C)=O)C(=O)OCC2=CCN3[C@H]2[C@H]1CC3 IYLGZMTXKJYONK-ACLXAEORSA-N 0.000 description 2
- IYLGZMTXKJYONK-UHFFFAOYSA-N ruwenine Natural products O1C(=O)C(CC)(O)CC(C)C(C)(OC(C)=O)C(=O)OCC2=CCN3C2C1CC3 IYLGZMTXKJYONK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radio Relay Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области спутникового радиоконтроля, а именно к способам определения местоположения земных станций спутниковой связи (далее по тексту ЗС) на основе учета закономерностей в динамике уровней ретранслируемых сигналов, и может быть использовано при поиске и локализации ЗС - источников помех стволам с прямой ретрансляцией спутников-ретрансляторов на геостационарной орбите.The invention relates to the field of satellite radio monitoring, and in particular to methods for determining the location of earth stations of satellite communications (hereinafter referred to as AP) based on regularities in the dynamics of levels of relayed signals, and can be used in the search and localization of AP - sources of interference to trunks with direct relay of satellites transponders in geostationary orbit.
До настоящего времени способы определения местоположения ЗС были сложны в реализации и требовали дорогостоящего оборудования.To date, methods for determining the location of APs were difficult to implement and required expensive equipment.
Известен способ определения координат неизвестного передатчика системой спутниковой связи в описании изобретения к патенту США №5008679, МПК G01S 005/02, G01S 003/02, G01S 001/24 от 31.01.1991 опубл. 16.04.1991, заключающийся в том, что в системе используют два спутника-ретранслятора на геостационарной орбите СР1 и СР2, неизвестный передатчик в сторону СР1 излучает сигнал по основному лепестку диаграммы направленности, а в сторону СР2 - по боковому лепестку, на земных станциях ЗС1 и ЗС2 ретранслируемые с СР1 и с СР2 сигналы неизвестного передатчика принимают со сдвигом по времени, на поверхности Земли определяют изолинию постоянных разностей расстояний от неизвестного передатчика до двух точек орбитальных позиций СР1 и СР2, измеряют вызванное суточным движением СР1 и с СР2 доплеровское смещение частоты принимаемого сигнала, на поверхности Земли определяют доплеровскую изолинию - постоянства значений доплеровского смещения частоты для СР1 и СР2, определяют местоположение неизвестного передатчика как точку пересечения доплеровской и дальностной изолиний.A known method for determining the coordinates of an unknown transmitter by a satellite communications system in the description of the invention to US patent No. 5008679, IPC G01S 005/02, G01S 003/02, G01S 001/24 from 01/31/1991 publ. 04/16/1991, which consists in the fact that the system uses two repeater satellites in the geostationary orbit CP1 and CP2, an unknown transmitter emits a signal in the direction of CP1 along the main lobe of the radiation pattern, and in the direction of CP2, on the side lobe, at earth stations ЗС1 and ЗС2 signals of an unknown transmitter relayed from СР1 and СР2 are received with a time shift, on the Earth’s surface, the isoline of constant differences of distances from the unknown transmitter to two points of the orbital positions СР1 and СР2 is determined, the caused With the daily movement of CP1 and with CP2, the Doppler frequency shift of the received signal, the Doppler isoline is determined on the Earth's surface - the constancy of the Doppler frequency bias for CP1 and CP2, the location of the unknown transmitter is determined as the intersection point of the Doppler and range isolines.
Недостатком способа является сложность его реализации, так как требуется выбор пары спутников с совпадением частотно-поляризационных планов на близко расположенных орбитальных позициях.The disadvantage of this method is the complexity of its implementation, since it requires the choice of a pair of satellites with the coincidence of the frequency-polarization plans at closely located orbital positions.
Известен также способ определения местоположения земной станции по ретранслированному сигналу в описании изобретения к патенту РФ №2172495, МПК G01S 5/00, G01S 5/06 от 06.05.2000, опубл. 20.08.2001, заключающийся в том, что принимают сигнал от земной станции на приемной земной станции, измеряют значения доплеровского сдвига несущей частоты сигнала для всей трассы "земная станция - спутник-приемная земная станция" в соответствующие моменты времени ti с шагом Δt, обрабатывают их, на основе обработки вычисляют значения доплеровского сдвига несущей частоты сигнала для трассы "земная станция-спутник", отличающийся тем, что общее число Q измеренных значений доплеровского сдвига частоты сигнала для трассы "земная станция - спутник-приемная земная станция" и вычисленных значений доплеровского сдвига частоты сигнала для трассы "земная станция - спутник" выбирают из условия 100≤Q≤86400/Δt а значение Δt выбирают в пределах Δt=30…6000 с, запоминают упомянутые Q значения и соответствующие им моменты времени ti, вычисляют размер максимальной пеленгационной базы, причем пеленгационной базой являются различные пары точек орбиты спутника, запоминают его, группируют попарно все возможные сочетания пеленгационных баз на интервале упомянутых Q значений с шагом n=ΔT/Δt, где ΔT - временной шаг формирования пеленгационных баз, сравнивают размеры пеленгационных баз в сгруппированных парах с пороговым значением, выделяют пары пеленгационных баз, в которых обе пеленгационные базы не короче порогового значения, измеряют угол между пеленгационными базами в выделенных парах пеленгационных баз, сравнивают измеренный угол с пороговым значением, выбирают пары пеленгационных баз, в которых измеренный угол между ними не менее порогового значения, и для каждой из выбранных пар пеленгационных баз интегрируют на соответствующем каждой пеленгационной базе интервале времени запомненные значения доплеровского сдвига несущей частоты сигнала для трассы "земная станция - спутник" и определяют разностно-дальномерным способом местоположение земной станции, а после определения местоположения запоминают координаты земной станции, усредняют запомненные координаты, а результат усреднения определяют как окончательное местоположение земной станции.There is also a method of determining the location of an earth station by relayed signal in the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2172495, IPC G01S 5/00, G01S 5/06 from 05/06/2000, publ. 08/20/2001, consisting in the fact that a signal is received from an earth station at a receiving earth station, the values of the Doppler shift of the signal carrier frequency for the entire path "earth station - satellite-receiving earth station" are measured at the corresponding time t i with a step Δ t , process them, based on the processing, the values of the Doppler shift of the carrier frequency of the signal for the earth station-satellite path are calculated, characterized in that the total number Q of the measured values of the Doppler shift of the frequency of the signal for the earth station-satellite-pr path emnaya earth station "and the calculated values of Doppler shift frequency for the signal line" earth station - satellite "is selected from the condition 100≤Q≤86400 / Δ t Δ t and the value chosen in the range Δ t = 30 ... 6000, said stored values and Q the corresponding moments of time t i calculate the size of the maximum bearing base, and the bearing base is various pairs of points of the satellite’s orbit, remember it, group in pairs all possible combinations of direction finding bases on the interval of the mentioned Q values with a step n = Δ T / Δ t , where Δ T - temporary step of forming bearing bases, compare the sizes of bearing bases in grouped pairs with a threshold value, select pairs of bearing bases in which both direction-finding bases are not shorter than the threshold value, measure the angle between direction-finding bases in the selected pairs of direction-finding bases, compare the measured angle with the threshold value, choose pairs of bearing bases in which the measured angle between them is not less than a threshold value, and for each of the selected pairs of bearing bases integrate on the corresponding For each direction-finding base, the time interval, the stored values of the Doppler shift of the signal carrier frequency for the earth station-satellite path are determined using the differential-ranging method to locate the earth station, and after determining the location, the coordinates of the earth station are stored, the stored coordinates are averaged, and the averaging result is determined as the final location earth station.
Недостатком способа является сложность и высокая стоимость его реализации, так как дополнительно требуются внешний источник данных об эфемеридах перемещения спутника в окрестностях номинальной орбитальной позиции и специальная многостанционная наземная система для устранения неоднозначности определения местоположения ЗС.The disadvantage of this method is the complexity and high cost of its implementation, as it additionally requires an external source of data on the ephemeris of satellite movement in the vicinity of the nominal orbital position and a special multi-station ground-based system to eliminate the ambiguity of determining the location of the AP.
Технический результат - упрощение и снижение стоимости реализации способа.The technical result is the simplification and reduction of the cost of implementing the method.
Технический результат достигается за счет того, что способ определения местоположения земной станции спутниковой связи, заключающийся в приеме и измерении параметров ретранслируемых сигналов ЗС на станции спутникового радиоконтроля (далее по тексту СРК), обработке измерений, анализе результатов обработки и на этой основе определении местоположения ЗС, отличающийся тем, что при приеме сигналов на станции СРК в дискретные моменты времени с шагом Δt, при Δt=const, измеряют уровни ретранслируемых сигналов от одновременно работающих через спутник-ретранслятор опорных ЗС с известными географическими координатами и искомой ЗС, регистрируют результаты измерений в виде последовательностей дискретных отсчетов, равных уровням сигналов yq(n), где q=1, 2, …, Q - нумерация ЗС, n=0, 1, 2, …, N - нумерация отсчетов, последовательности дискретных отсчетов yq(n) записывают в текстовые файлы и представляют в виде графических зависимостей, с помощью визуального анализа этих зависимостей выявляют долговременные циклические повторения падения уровня сигналов на фоне короткоживущих высокочастотных компонентов, связывают падение уровня сигналов с их ослаблением при прохождении трасс «ЗС-спутник-ретранслятор» через области объемно распределенных гидрометеоров (далее по тексту ОРГ), при условии выявления падений уровня сигналов текстовые файлы обрабатывают на персональной электронной вычислительной машине (далее по тексту ПЭВМ) в среде MathLab программными средствами дискретного вейвлет-преобразования на основе базового вейвлета Добеши порядка 1, получают детализирующие вейвлет-коэффициенты 1d,n, где d=1, 2, …, D - нумерация уровней декомпозиции последовательностей дискретных отсчетов yq(n), при D≤log2N, детализирующие вейвлет-коэффициенты 1d,n представляют в виде графических зависимостей от уровней d и номеров отсчетов n, по графическим зависимостям вейвлет-коэффициентов 1d,n в разном масштабе на уровнях d анализируют параметры циклических повторений (начало, продолжительность, количество) падения уровня каждого сигнала по отношению к другим, с помощью визуального анализа выявляют сходство этих параметров между искомой ЗС и хотя бы одной из опорных ЗС, причиной данного сходства считают прохождение трасс «ЗС - спутник-ретранслятор» через одну и ту же область ОРГ с ограниченным размером занимаемого пространства, в качестве условия прохождения разных трасс «ЗС - спутник-ретранслятор» через область ОРГ с такими характеристиками принимают территориальную близость ЗС, определяют привязкой к географическим координатам выявленной опорной ЗС район наиболее вероятного местоположения искомой ЗС, осуществляют окончательный поиск и локализацию искомой ЗС относительно выявленной опорной ЗС в радиусе горизонтальной протяженности проекции локальной однородной области ОРГ на Землю.The technical result is achieved due to the fact that the method of determining the location of the satellite earth station, which consists in receiving and measuring the parameters of relayed signals at the satellite radio monitoring station (hereinafter referred to as SRK), processing measurements, analyzing the results of processing and on this basis determining the location of the satellites, characterized in that when signals are received at the SRK station at discrete time instants with a step Δt, at Δt = const, the levels of relayed signals from simultaneously working through nick repeater reference AP with known geographical coordinates and the unknown AP, is recorded measurement results as sampled sequences of equal signal levels y q (n), where q = 1, 2, ..., Q - AP numbering, n = 0, 1 , 2, ..., N - numbering of samples sampled sequence y q (n) recorded in the text files and are in the form of plots by visual analysis of these curves reveal the long-term cyclical repetition falling signal level to the background to the high-frequency short-lived components, associate the drop in the signal level with their attenuation during the passage of the "ZS-satellite-relay" paths through the areas of volumetric hydrometeors (hereinafter referred to as the ORG), provided that the signal level drops are detected, the text files are processed on a personal electronic computer (hereinafter referred to as PC ) in the MathLab environment, using discrete wavelet transform software based on the Daubechies base wavelet of
Упрощение определения местоположения ЗС достигается одновременно с исключением значительных финансовых и материальных затрат на развертывание и эксплуатацию дополнительных технических средств за счет формализации учета закономерностей в динамике уровней ретранслируемых сигналов, связанных с прохождением трасс «ЗС - спутник-ретранслятор» через области ОРГ, и последующего их анализа. Не требуется выбор пары спутников с совпадением частотно-поляризационных планов на близко расположенных орбитальных позициях, что трудно достижимо в реальных условиях.Simplification of the location of APs is achieved simultaneously with the elimination of significant financial and material costs for the deployment and operation of additional hardware due to the formalization of the regularities in the dynamics of the levels of relayed signals associated with the passage of paths "AP - satellite-relay" through the ORG, and their subsequent analysis . It does not require the choice of a pair of satellites with matching frequency-polarization plans at closely located orbital positions, which is difficult to achieve in real conditions.
В аналоге США №5008679 затруднены прием и обработка сигнала низкого уровня с СР2, сложен выбор пары спутников с совпадением частотно-поляризационных планов на близко расположенных орбитальных позициях, необходимы меры по устранению неоднозначности определения местоположения. Все это усложняет определение местоположения ЗС.In the US analogue No. 5008679, reception and processing of a low-level signal with CP2 are difficult, the choice of a pair of satellites with coincidence of frequency-polarization plans at closely located orbital positions is difficult, measures are needed to eliminate the ambiguity in determining the location. All this complicates the determination of the location of the AP.
В отличие от аналогов в заявляемом изобретении при определении местоположения ЗС-объекта поиска антенну станции СРК наводят на спутник-ретранслятор сигналов этой ЗС. К антенно-фидерному тракту станции СРК подключают измерительный приемник для измерения среднеквадратичных значений мощности (уровней) ретранслируемых сигналов от ЗС-объекта поиска и заданных опорных ЗС, работающих одновременно с ЗС-объекта поиска через данный спутник-ретранслятор. Измерения выполняют в дискретные моменты времени с шагом Δt, при Δt=const. Результаты измерений регистрируют в виде последовательностей дискретных отсчетов, равных уровням сигналов yq(n), где q=1, 2, …, Q - нумерация ЗС, n=0, 1, 2, …, N - нумерация отсчетов. Последовательности дискретных отсчетов yq(n) записывают в текстовые файлы и представляют в виде графических зависимостей.Unlike analogs in the claimed invention, when determining the location of the AP of the search object, the antenna of the SRK station is pointed at the satellite-relay of the signals of this AP. A measuring receiver is connected to the antenna-feeder path of the SRK station to measure the rms values of the power (levels) of the relayed signals from the ST search object and the specified reference ST working simultaneously with the ST search object via this relay satellite. Measurements are performed at discrete time instants with a step Δ t , at Δ t = const. The measurement results are recorded in the form of sequences of discrete samples equal to the signal levels y q (n), where q = 1, 2, ..., Q is the numbering of the AP, n = 0, 1, 2, ..., N is the numbering of the samples. The sequences of discrete samples y q (n) are recorded in text files and presented as graphical dependencies.
В аналогах измеряют доплеровский сдвиг несущей частоты сигнала для всей трассы "ЗС - спутник-ретранслятор - приемная ЗС". Это требует внешнего высокостабильного опорного генератора и знания точного времени, что делает реализацию известных способов более сложной по сравнению с заявляемым изобретением, в котором измеряют уровни сигналов.In analogs, the Doppler shift of the carrier frequency of the signal is measured for the entire path "AP - satellite-relay - receiving AP". This requires an external highly stable reference generator and knowledge of the exact time, which makes the implementation of known methods more complicated compared to the claimed invention, in which signal levels are measured.
В аналогах местоположение ЗС определяют разностно-дальномерным методом, что требует точных данных об эфемеридах спутника-ретранслятора в конечных точках пеленгационных баз. Это влечет за собой дополнительные затраты на решение целого ряда технических задач и усложняет известные способы по сравнению с заявляемым изобретением, в котором такие данные не используются.In analogs, the location of APs is determined by the difference-ranging method, which requires accurate data on the ephemeris of the relay satellite at the end points of direction finding bases. This entails additional costs for solving a number of technical problems and complicates the known methods in comparison with the claimed invention, in which such data are not used.
В аналогах при реализации разностно-дальномерного метода возникает неоднозначность определения местоположения ЗС. Для устранения этого недостатка дополнительно требуется специальная многостанционная наземная опорная система. В заявляемом изобретении используют другой подход к определению местоположения ЗС и необходимость создания такой системы отсутствует.In analogs, when implementing the difference-ranging method, the ambiguity of determining the location of the AP arises. To eliminate this drawback, a special multi-station ground support system is additionally required. In the claimed invention use a different approach to determining the location of the AP and the need to create such a system is absent.
В отличие от аналогов в заявляемом изобретении выполняют анализ закономерностей динамики уровней ретранслируемых сигналов. Для этого по графическим зависимостям yq(n) выявляют долговременные циклические повторения падения уровня при прохождении трасс «ЗС - спутник-ретранслятор» через области ОРГ. После их выявлении текстовые файлы, содержащие записи последовательностей дискретных отсчетов yq(n), обрабатывают на ПЭВМ в среде MathLab программными средствами дискретного вейвлет-преобразования на основе базового вейвлета Добеши порядка 1. Получают детализирующие вейвлет-коэффициенты 1d,n, где d=1, 2, …, D - нумерация уровней декомпозиции последовательностей дискретных отсчетов yq(n) при D ≤ log2N. Детализирующие вейвлет-коэффициенты 1d,n представляют в виде графиков, которые показывают в различном масштабе на выделенных уровнях декомпозиции d динамические особенности сигналов - параметры циклических повторений падения уровня сигналов (начало, продолжительность, количество). С помощью визуального анализа графиков выявляют сходство этих параметров между искомой ЗС и хотя бы одной из опорных ЗС. Причиной данного сходства считают прохождение трасс «ЗС - спутник-ретранслятор» через одну и ту же область ОРГ с ограниченным размером занимаемого пространства. В качестве условия прохождения разных трасс «ЗС - спутник-ретранслятор» через область ОРГ с такими характеристиками принимают территориальную близость ЗС. Определяют привязкой к географическим координатам выявленной опорной ЗС район наиболее вероятного местоположения искомой ЗС. Далее осуществляют окончательный поиск и локализацию искомой ЗС относительно выявленной опорной ЗС в радиусе горизонтальной протяженности проекции локальной однородной области ОРГ на Землю. Заявляемый способ обладает новизной в сравнении с известными способами, отличаясь от них таким существенным признаком, как учет закономерностей в динамике уровней ретранслируемых сигналов и использование для определения местоположения ЗС сходства этих закономерностей при прохождении трасс «ЗС - спутник-ретранслятор» через область ОРГ. Все это приводит к упрощению приемов определения местоположения ЗС.Unlike analogues in the claimed invention, an analysis of the patterns of dynamics of the levels of relayed signals is performed. For this, the graphical dependences y q (n) reveal long-term cyclic repetitions of the level drop during the passage of the tracks "ZS - satellite-relay" through the regions of the ORG. After their identification, text files containing records of sequences of discrete samples y q (n) are processed on a personal computer in the MathLab environment by means of a discrete wavelet transform software based on a basic Daubechies wavelet of
Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна». Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию «изобретательский уровень» проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».The analysis of the prior art showed that the claimed combination of essential features set forth in the claims is unknown. This allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty." To verify the conformity of the claimed invention with the criterion of "inventive step", an additional search was carried out for known technical solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed technical solution from the prototype. It is established that the claimed technical solution does not follow explicitly from the prior art. Therefore, the claimed invention meets the criterion of "inventive step".
Сущность способа и возможность его реализации поясняются фигурами 1, 2, 3, гдеThe essence of the method and the possibility of its implementation are illustrated by figures 1, 2, 3, where
на фиг.1 в графическом виде показаны дискретные последовательности отсчетов уровней ретранслируемых сигналов ЗС;figure 1 in graphical form shows a discrete sequence of samples of levels of relay signals of the AP;
на фиг.2 в графическом виде показана декомпозиция дискретных последовательностей отсчетов ретранслированных сигналов ЗС по уровням d8-d12;figure 2 in graphical form shows the decomposition of discrete sequences of samples of relayed signals of the AP on the levels d8-d12;
на фиг.3 приведена схема геометрического представления реализации способа.figure 3 shows a diagram of a geometric representation of the implementation of the method.
Заявляемый способ заключается в следующем.The inventive method is as follows.
При определении местоположения искомой ЗС антенну станции СРК наводят на спутник, через который ретранслируются сигналы этой ЗС. К антенно-фидерному тракту станции СРК подключают измерительный приемник, с помощью которого измеряют среднеквадратичные значения мощности (уровни) ретранслируемых сигналов, работающих одновременно через спутник-ретранслятор искомой и опорных ЗС (с известными географическими координатами). Измерения выполняют в дискретные моменты времени на фиксированных частотах ретранслируемых сигналов ЗС на интервале наблюдения Тн. Результаты измерений записывают в текстовые файлы и представляют в виде графических зависимостей (фиг.1), где по оси абсцисс откладывают номера отсчетов n=0, 1, 2, …, N - нумерация отсчетов, с шагом Δt, при Δt=const, Δt - интервал между отсчетами, по оси ординат откладывают значения отсчетов, равных уровням сигнала yq(n), q=1, 2, …, Q - нумерация ЗС. С помощью визуального анализа зависимостей (см. фиг.1) выявляют долговременные циклические повторения падения уровня сигналов на фоне короткоживущих высокочастотных компонентов. Падение уровня сигналов связывают с их ослаблением при прохождении трасс «ЗС - спутник-ретранслятор» через области ОРГ. При наличии таких повторений на интервале наблюдения Тн определяют детальную информацию о динамических особенностях сигналов - параметрах рассматриваемых повторений (начало, продолжительность, количество). Для ее получения используют процедуру обработки дискретных последовательностей отсчетов сигналов yq(n) программными средствами дискретного вейвлет-преобразования на основе базового вейвлета Добеши порядка 1 на ПЭВМ в среде MathLab. Дискретные последовательности отсчетов сигналов yq(n) декомпозируют на детализирующие вейвлет-коэффициенты 1d,n, где d=1, 2, …, D - нумерация уровней декомпозиции различного масштаба динамики сигналов при D≤og2N. Детализирующие вейвлет-коэффициенты ld,n представляют в виде графиков (фиг.2), где по оси абсцисс откладывают номера отсчетов n, а по оси ординат - значения детализирующих вейвлет-коэффициентов 1d,n, которые показывают на выделенных уровнях декомпозиции d в различном масштабе динамические особенности сигналов - параметры циклических повторений падения уровня сигналов (начало, продолжительность, количество). С помощью визуального анализа графиков (см. фиг.2) выявляют сходство таких параметров между искомой ЗС и хотя бы одной из опорных ЗС. Исходя из геометрического представления способа (фиг.3), где показаны локальная однородная область ОРГ (горизонтальная протяженность 20-50 км), центральная перспективная проекция этой области на поверхность Земли (соизмерима с горизонтальной протяженностью области ОРГ) и трассы «ЗС - спутник-ретранслятор», считают, что причиной такого сходства является прохождение трасс «ЗС - спутник-ретранслятор» через одну и ту же область ОРГ с ограниченным размером занимаемого пространства, а условием прохождения разных трасс «ЗС - спутник-ретранслятор» через область ОРГ с такими характеристиками является территориальная близость ЗС. Определяют привязкой к географическим координатам опорной ЗС, имеющей сходство с ЗС-объектом поиска в динамике уровней ретранслируемых сигналов, район наиболее вероятного местоположения ЗС-объекта поиска. Поиск и локализацию искомого объекта осуществляют относительно выявленной опорной ЗС в пределах радиуса, соизмеримого с величиной горизонтальной протяженности проекции области ОРГ на Землю (при этом точность определения местоположения ограничивается величиной горизонтальной протяженности проекции области ОРГ на Землю, которая может составлять 20…50 км).When determining the location of the desired AP, the antenna of the SRK station is pointed at the satellite through which the signals of this AP are relayed. A measuring receiver is connected to the antenna-feeder path of the SRK station, with the help of which the mean-square power values (levels) of relayed signals are measured, working simultaneously through the satellite-relay of the desired and reference ZS (with known geographical coordinates). Measurements are performed at discrete time instants at fixed frequencies of relay signals of the ES in the observation interval T n . The measurement results are recorded in text files and presented in the form of graphical dependencies (Fig. 1), where the numbers of samples n = 0, 1, 2, ..., N are plotted along the abscissa, the numbering of samples, in increments of Δt, with Δt = const, Δ t is the interval between samples, along the ordinate axis, the values of samples equal to the signal levels y q (n), q = 1, 2, ..., Q are the numbering of APs. Using a visual analysis of the dependencies (see Fig. 1), long-term cyclic repetitions of a drop in the signal level against the background of short-lived high-frequency components are revealed. The drop in the signal level is associated with their attenuation during the passage of the paths "ZS - satellite-relay" through the regions of the ORG. In the presence of such repetitions on the observation interval T n determine detailed information about the dynamic characteristics of the signals - the parameters of the repetitions under consideration (start, duration, quantity). To obtain it, use the procedure for processing discrete sequences of samples of signals q q (n) using discrete wavelet transform software based on a basic Daubechies wavelet of
Способ распространяется на прием сигналов станцией СРК в условиях «ясное небо» при работе ЗС без перестройки частоты настройки и с постоянной излучаемой мощностью.The method extends to the reception of signals by the SRK station in clear sky conditions when operating the AP without tuning frequency tuning and with constant radiated power.
Пример осуществления заявляемого способа.An example implementation of the proposed method.
Способ определения местоположения земной станции спутниковой связи осуществляется следующим образом. Антенну станции СРК наводят на спутник, через который ретранслируется сигнал ЗС-объекта поиска. Уровни ретранслируемых сигналов, одновременно работающих через спутник-ретранслятор искомой и опорных ЗС, измеряют подключаемым к антенно-фидерному тракту станции СРК измерительным приемником. В измерительном приемнике используют среднеквадратичный детектор. Для гарантированного перекрытия моментов начала и окончания времени «жизни» областей ОРГ интервал наблюдения Тн выбирают порядка 24 час. При этом используют реализации сигналов длительностью N=4096 отсчетов, декомпозицию проводят на D=12 уровней разложения при D≤log2N. Дискретные последовательности отсчетов записывают в текстовые файлы. При выявлении долговременных циклических повторений падения уровня (см. фиг.1) текстовые файлы сигналов обрабатывают на ПЭВМ в среде MathLab программными средствами дискретного вейвлет-преобразования на основе базового вейвлета Добеши порядка 1. Результаты обработки выводят в виде графиков, детализирующих вейвлет-коэффициентов (см. фиг.2), которые показывают детали динамики сигналов ЗС на выбранных уровнях декомпозиции (d8 - наиболее близкое приближение к исходным сигналам, a d12 - максимально далекое). По графикам (см. фиг.2) с помощью визуального анализа определяют особенности каждого сигнала (начало, продолжительность, количество повторений падения уровня) по отношению к другим и устанавливают, что опорная ЗС2 имеет сходство с объектом поиска ЗС1. Определяют привязкой к географическим координатам опорной ЗС2 район наиболее вероятного местоположения искомой ЗС1. Поиск и локализацию ЗС1 осуществляют относительно выявленной опорной ЗС2 в радиусе до 50 км, соизмеримом с наиболее вероятной горизонтальной протяженностью проекции однородной локальной области ОРГ на Землю.A method for determining the location of a satellite earth station is as follows. The antenna of the SRK station is pointed at the satellite, through which the signal of the search object is relayed. The levels of relayed signals simultaneously working through the satellite-relay of the desired and reference ZS are measured by a measuring receiver connected to the antenna-feeder path of the SRK station. A rms detector is used in the measuring receiver. For guaranteed overlapping of the moments of the beginning and end of the “life” time of the regions of the ORG, the observation interval T n is chosen to be about 24 hours. In this case, implementations of signals with a duration of N = 4096 samples are used, decomposition is carried out at D = 12 decomposition levels at D≤log 2 N. Discrete sequences of samples are recorded in text files. When detecting long-term cyclic repetitions of a drop in the level (see Fig. 1), the text files of the signals are processed on a personal computer in the MathLab environment by means of a discrete wavelet transform software based on a basic Daubechies wavelet of
Технико-экономических эффект.Technical appraisal and economic effect.
Использование заявляемого способа с 2009 г. при эксплуатации стационарной СРК отдела радиоконтроля спутниковых служб радиосвязи филиала ФГУП "РЧЦ ЦФО" в Воронежской области экспериментально подтвердило возможность поиска и локализации ЗС с точностью до 50 км на основе формализации и анализа закономерностей динамики уровней ретранслируемых сигналов. Применение способа позволяет упростить определение местоположения земной станции спутниковой связи при устранении расходов на развертывание и эксплуатацию дополнительных технических средств.The use of the proposed method since 2009 when operating a stationary RCC of the radio monitoring department of satellite radio communication services of a branch of the Federal State Unitary Enterprise Central Federal District in the Voronezh Region experimentally confirmed the possibility of locating and locating an AP with an accuracy of up to 50 km based on formalization and analysis of patterns of dynamics of levels of relayed signals. The application of the method allows to simplify the determination of the location of the satellite earth station while eliminating the costs of the deployment and operation of additional hardware.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010136211/07A RU2442996C1 (en) | 2010-08-27 | 2010-08-27 | Method for locating satellite communication earth station |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010136211/07A RU2442996C1 (en) | 2010-08-27 | 2010-08-27 | Method for locating satellite communication earth station |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2442996C1 true RU2442996C1 (en) | 2012-02-20 |
Family
ID=45854689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010136211/07A RU2442996C1 (en) | 2010-08-27 | 2010-08-27 | Method for locating satellite communication earth station |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2442996C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2640395C1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-01-09 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Главный радиочастотный центр" (ФГУП "ГРЧЦ") | Method for determining location of satellite communication earth station |
| RU2653866C1 (en) * | 2017-07-25 | 2018-05-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Главный радиочастотный центр" (ФГУП "ГРЧЦ") | Method of determining the location of satellite earth station |
| CN115953329A (en) * | 2023-03-13 | 2023-04-11 | 南昌理工学院 | Vision-based image processing method, system, electronic device and storage medium |
| RU2834416C1 (en) * | 2024-07-09 | 2025-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" (ООО "СТЦ") | Method of locating satellite communication earth station from relayed signal |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5570096A (en) * | 1995-03-24 | 1996-10-29 | Interferometrics, Inc. | Method and system for tracking satellites to locate unknown transmitting accurately |
| RU2153226C2 (en) * | 1995-06-06 | 2000-07-20 | Глоубалстар Л.П. | Device for controlling distributed signal transmission system using satellite retransmitters |
| RU2215371C2 (en) * | 1997-04-10 | 2003-10-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Locating subscriber unit in mobile communication system |
| WO2004031800A1 (en) * | 2002-10-02 | 2004-04-15 | Global Locate, Inc. | Method and apparatus for using long term satellite tracking data in a remote receiver |
| RU2254589C2 (en) * | 2003-07-24 | 2005-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие научно-производственное предприятие "Радиосвязь" | Mode of determination of coordinates of unknown transmitter in system of satellite communication |
| US7463195B2 (en) * | 2001-06-21 | 2008-12-09 | Rosum Corporation | Position location using global positioning signals augmented by broadcast television signals |
-
2010
- 2010-08-27 RU RU2010136211/07A patent/RU2442996C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5570096A (en) * | 1995-03-24 | 1996-10-29 | Interferometrics, Inc. | Method and system for tracking satellites to locate unknown transmitting accurately |
| RU2153226C2 (en) * | 1995-06-06 | 2000-07-20 | Глоубалстар Л.П. | Device for controlling distributed signal transmission system using satellite retransmitters |
| RU2215371C2 (en) * | 1997-04-10 | 2003-10-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Locating subscriber unit in mobile communication system |
| US7463195B2 (en) * | 2001-06-21 | 2008-12-09 | Rosum Corporation | Position location using global positioning signals augmented by broadcast television signals |
| WO2004031800A1 (en) * | 2002-10-02 | 2004-04-15 | Global Locate, Inc. | Method and apparatus for using long term satellite tracking data in a remote receiver |
| RU2254589C2 (en) * | 2003-07-24 | 2005-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие научно-производственное предприятие "Радиосвязь" | Mode of determination of coordinates of unknown transmitter in system of satellite communication |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2640395C1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-01-09 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Главный радиочастотный центр" (ФГУП "ГРЧЦ") | Method for determining location of satellite communication earth station |
| RU2653866C1 (en) * | 2017-07-25 | 2018-05-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Главный радиочастотный центр" (ФГУП "ГРЧЦ") | Method of determining the location of satellite earth station |
| CN115953329A (en) * | 2023-03-13 | 2023-04-11 | 南昌理工学院 | Vision-based image processing method, system, electronic device and storage medium |
| RU2834416C1 (en) * | 2024-07-09 | 2025-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" (ООО "СТЦ") | Method of locating satellite communication earth station from relayed signal |
| RU2837386C1 (en) * | 2024-08-28 | 2025-03-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" (ООО "СТЦ") | Method of locating satellite communication earth station from relayed signal |
| RU2849445C1 (en) * | 2025-05-13 | 2025-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" (ООО "СТЦ") | Method for determining location of satellite communication ground station by retransmitted signal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7994981B1 (en) | System framework for mobile device location | |
| US20220159609A1 (en) | Determining emitter locations | |
| US10330791B2 (en) | Method for locating a jamming source jamming signals of a satellite navigation system and associated system | |
| US10948565B2 (en) | System framework for mobile device location | |
| US8242954B2 (en) | Method and device of satellite navigation system'S integrity control | |
| RU2529355C2 (en) | Method of determining spatial distribution of ionospheric inhomogeneities | |
| RU93995U1 (en) | HARDWARE-SOFTWARE COMPLEX OF IONOSPHERIC MONITORING | |
| Gowdayyanadoddi et al. | A Ray‐Tracing Technique to Characterize GPS Multipath in the Frequency Domain | |
| Murrian et al. | Characterizing terrestrial GNSS interference from low earth orbit | |
| RU2442996C1 (en) | Method for locating satellite communication earth station | |
| MacGougan et al. | Tightly-coupled GPS/UWB integration | |
| Park et al. | Performance of ionospheric maps in support of long baseline GNSS kinematic positioning at low latitudes | |
| Chiu et al. | Seamless outdoor-to-indoor pedestrian navigation using GPS and UWB | |
| RU2653866C1 (en) | Method of determining the location of satellite earth station | |
| RU2578750C1 (en) | Method of transmitting radio signals | |
| RU2516239C2 (en) | Method of determining maximum usable frequency for ionospheric radio communication | |
| Tamazin | High resolution signal processing techniques for enhancing GPS receiver performance | |
| Zhou et al. | Localization of Ground-Based Periodic Pulse Interferers Using Time Difference of Arrival Estimation in SAR Satellite Systems | |
| RU2670976C1 (en) | Method for determining location of radio source with periodic structure of signal and rotating directed antenna | |
| RU2640395C1 (en) | Method for determining location of satellite communication earth station | |
| Nykiel et al. | The possibility of estimating the height of the ionospheric inhomogeneities based on TEC variations maps obtained from dense GPS network | |
| RU104324U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE LOCATION OF THE EARTH STATION OF THE SATELLITE COMMUNICATION | |
| RU2309425C2 (en) | Method of forming calibration data for radio direction finder/ range finder (versions) | |
| RU2175771C1 (en) | Procedure extracting errors in satellite radio navigation systems | |
| Jędrzejewski et al. | Simulator of Passive Radar for Detecting Space Objects in Low-Earth Orbit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20180918 |