СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА Российский патент 1996 года по МПК G01S5/02 

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и может быть использовано для определения положения подвижных объектов, например летательных аппаратов, судов, автомобилей, а также монтажа с помощью манипуляторов.

Известен способ определения координат подвижного объекта, включающий установку не менее трех датчиков волнового сигнала в заранее известных точках, периодическое всенаправленное излучение кодированного волнового сигнала излучателем, расположенным на объекте, прием этого сигнала всеми датчиками, передача сигналов от каждого датчика в центр обработки информации, идентификация сигналов наземным центром обработки информации, определение наземным центром обработки информации, имеющим известные координаты, разности времен прихода между сигналами, вычисление по ним местоположения объекта (см. Европейский патент, N 0169538, кл. G 06 К 11/06, 1986).

Наиболее близким к изобретению является способ определения положения подвижного объекта, включающий установку не менее трех датчиков волнового сигнала в заранее заданных точках, периодическое всенаправленное излучение кодированного волнового сигнала излучателем, расположенным на объекте, прием этого сигнала всеми датчиками, передача принятых сигналов от каждого датчика в центр обработки информации, определение наземным центром обработки информации, имеющим известные координаты, разностей времен прихода между сигналами, вычисление по этим разностям местоположения объекта (см. патент Франции N 2088386, кл. G 01 S 1/00, 1972).

Сущность изобретения состоит в том, что после приема кодированного волнового сигнала каждым датчиком формируют маркерный сигнал данного датчика, в центр обработки информации передают маркерные сигналы всех датчиков, осуществляют прием кодированного волнового сигнала излучателя, после чего идентифицируют все принятые сигналы в центре обработки информации, разность времен прихода сигналов определяют между сигналом излучателя и маркерным сигналом каждого датчика, а также между маркерными сигналами пар датчиков, после вычисления местоположения объекта информация о нем передается по соответствующей линии связи на объект.

Это позволяет повысить точность вычисления местоположения объекта, повысить мобильность системы, установить датчики в местах, где кабельная связь между ними и центром обработки информации затруднительна.

На фиг. 1 изображен пример взаимного расположения излучателя волнового сигнала 1, датчиков 2-4, центра 5 обработки информации; на фиг. 2 схема возможной реализации излучателя волнового сигнала задающего радиомаяка; на фиг. 3 схема возможной реализации датчика переизлучающего радиомаяка; на фиг. 4 схема возможной реализации центра обработки информации.

Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. Излучатель волнового сигнала задающий радиомаяк дециметрового диапазона, излучающий фазокодоманипулированный сигнал. Задающий радиомаяк (см. фиг. 2) содержит: модуль 5 формирователя сигнала, СВЧ-модуль 6 передатчика. При этом модуль 5 содержит таймер 7, блок 8 постоянной памяти, фазовый модулятор 9, генератор 10 опорного напряжения. СВЧ-модуль 6 передатчика содержит генератор 11 несущей частоты, смеситель 12, полосовой фильтр 13, усилитель 14, штыревую антенну 15, источник питания 16.

Датчик (см. фиг. 3) содержит СВЧ-модуль 17 приемника, модуль 18 оптимального обнаружителя, модуль 19 формирователя сигнала, СВЧ-модуль 20 передатчика, при этом СВЧ-модуль 17 приемника содержит штыревую антенну 21, усилитель-ограничитель 22, генератор 23 несущей частоты, смеситель 24. Модуль 18 оптимального обнаружителя содержит полосовой фильтр 25, усилитель-ограничитель 26, генератор 27 опорного напряжения, фазовый демодулятор 28, согласованный фильтр 29, блок 30 сравнения с порогом. Модуль 19 формирователя сигнала содержит блок 31 постоянной памяти кода данного маяка, генератор 32 опорного напряжения, фазовый модулятор 33. СВЧ-модуль 20 передатчика содержит генератор 34 несущей частоты, смеситель 35, полосовой фильтр 36, усилитель 37. Датчик содержит также штыревую антенну 38, блок питания 39.

Центр обработки информации (см. фиг. 4) содержит СВЧ-модуль 40 приемника, модуль 41 оптимального обнаружения, модуль 42 измерителя разности времен прихода сигналов, ЦВМ 43, линию связи 44. Модуль 41 содержит задающий радиомаяк 45, переизлучающие радиомаяки 46, 47. Блоки 45-47 отличаются только настройкой согласованных фильтров под свои сигналы. Состав блока 40 идентичен блоку 17. Модуль 42 состоит из набора идентичных измерителей разности времен прихода сигналов 48-50.

Аппаратура работает следующим образом. В задающем радиомаяке (см. фиг. 2) сигнал таймера 7 разрешает считывание с блока 8 хранящегося в нем кода (может быть реализован в виде ППЗУ К573РР1). Код поступает на фазовый модулятор 9, на который подается сигнал с генератора 10 опорного напряжения. В фазовом модуляторе 9 формируется фазокодоманипулированный сигнал, который подается на смеситель 12, сигнал с генератора 11 несущей частоты также подается на смеситель 12. В смесителе 12 происходит перенос сигнала на несущую частоту. С выхода смесителя 12 сигнал подается на полосовой фильтр 13, который отфильтровывает сигнал с зеркальной частотой. С выхода фильтра 13 сигнал подается на усилитель 14, где усиливается и подается на штыревую антенну 15. С антенны 15 происходит всенаправленное излучение фазокодоманипулированного радиосигнала.

Блок питания 16 обеспечивает требуемые значения напряжения и частоты тока. В датчике фазокодоманипулированный сигнал принимается на штыревую антенну 21 и подается на усилитель-ограничитель 22, с выхода которого сигнал поступает на смеситель 24, на который также подается сигнал с генераторра 23 несущей частоты. В смесителе 24 сигнал переносится на промежуточную частоту. С выхода смесителя сигнал поступает на полосовой фильтр 25, где фильтруется сигнал с зеркальной частотой, а затем на усилитель-ограничитель 26, с которого сигнал поступает на фазовый демодуляторр 28, на который также поступает сигнал с генератора 27 опорного напряжения. В фазовом демодуляторе 28 выделяется кодовый сигнал на видеочастоте. С выхода фазового демодулятора 28 сигнал поступает на согласованный фильтр, с выхода которого на блок 30 сравнения с порогом, при превышении которого формируется в блоке 31 постоянной памяти код данного маяка. Блок питания 39 обеспечивает требуемые значения напряжения и частоты тока. В центре обработки информации (см. фиг. 4) измеренную разность времени прихода сигналов подаются на ЦВМ, где по ним вычисляется координаты задающего радиомаяка, которые и передаются по линии связи на объект.

Использование: в автоматике, вычислительной технике, радиолокации. Сущность изобретения: устанавливают не менее трех датчиков в заранее известных точках, периодически всенаправленно излучают кодированный волновой сигнал излучателем, расположенным на объекте сигнал принимают все датчики, формируют свои маркерные сигналы, передают их в центр обработки информации, где принимают сигнал излучателя и маркерные сигналы датчиков, их идентифицируют, измеряют разность времен прихода между сигналами датчиков и между сигналами датчиков и излучателя, по разности времен вычисляют местоположение объекта и передают координаты на объект по линии связи. 4 ил.

Способ распознавания местоположения объекта, заключающийся в том, что устанавливают не менее трех датчиков волнового сигнала в заранее известных точках, периодически всенаправленно излучают кодированный волновой сигнал с помощью излучателя, установленного на объекте, принимают кодированный волновой сигнал всеми датчиками волнового сигнала, передают сигналы от каждого датчика волнового сигнала в центр обработки информации с известными координатами, идентифицируют сигналы, принятые центром обработки информации, определяют в центре обработки информации величины разностей времен прихода принятых сигналов и по ним вычисляют местоположение объекта, отличающийся тем, что после приема кодированного волнового сигнала от излучателя каждым датчиком волнового сигнала формируют маркерный сигнал данного датчика, передают в центр обработки информации маркерные сигналы всех датчиков волнового сигнала, принимают кодированный волновой сигнал от излучателя в центре обработки информации, после чего идентифицируют все принятые сигналы в центре обработки информации, величины разностей времен прихода сигналов определяют между кодированным волновым сигналом от излучателя и маркерным сигналом каждого датчика волнового сигнала, а также между маркерными сигналами пар датчиков волнового сигнала, после вычисления местоположения объекта информацию о нем передают по соответствующей линии связи на объект.