СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА Российский патент 2002 года по МПК H04B7/26 

Изобретение относится к радионавигации, а именно к способам определения местоположения подвижных объектов.

Известен угломерно-дальномерный способ определения координат цели в радиолокационных системах с активным ответом (см., например, Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича. - М.: Советское радио, 1978, с. 7-11), заключающийся в том, что с радиолокационной станции осуществляют ненаправленное излучение запросных радиосигналов, на цели осуществляют прием этих запросных радиосигналов и излучение ответных радиосигналов, на указанной радиолокационной станции осуществляют направленный прием ответных радиосигналов; по времени запаздывания и направлению распространения принимаемых ответных радиосигналов определяют дальность до цели и угол между заданным направлением и направлением на цель, по полученным значениям на указанной радиолокационной станции определяют координаты цели.

Указанный способ позволяет с высокой точностью измерять координаты целей при распространении радиоволн в свободном пространстве. Однако при измерении координат удаленных целей способ требует применения на радиолокационных станциях и на целях радиопередающих устройств высокой мощности, что значительно усложняет техническую реализацию способа.

Известен способ определения местоположения подвижного объекта в системах сотовой радиосвязи (см., например, Ратынский М.В. Основы сотовой связи. Под ред. Д.Б. Зимина. - М.: Радио и связь, 2000, с. 20-68), заключающийся в том, что в центрах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, размещают базовые станции с радиусами зон действия, равными длине стороны каждого правильного шестиугольника, и с заданным на каждой базовой станции уникальным идентификационным номером, с одного из подвижных объектов, находящихся в пределах обслуживаемой территории, осуществляют излучение позывных радиосигналов на заданных рабочих частотах, эти позывные радиосигналы принимают на базовых станциях, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, с этих базовых станций в центр коммутации передают по оптоволоконным линиям связи информационные оптические сигналы, содержащие идентификационные номера указанных базовых станций, в центре коммутации по полученным информационным оптическим сигналам определяют местоположение позиционируемого подвижного объекта.

Указанный способ позволяет при большом количестве базовых станций обеспечить приемлемую точность определения местоположения подвижных объектов, находящихся в пределах достаточно обширной обслуживаемой территории, не требуя при этом применения на подвижных объектах радиопередающих устройств высокой мощности.

Однако поскольку определение местоположения позиционируемого подвижного объекта осуществляют только по идентификационным номерам базовых станций, в зонах действия которых находится этот позиционируемый подвижный объект, без использования информации о координатах размещения и значениях радиусов зон действия этих базовых станций, способ позволяет лишь определять идентификационные номера базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, без определения области обслуживаемой территории, в которой находится позиционируемый подвижный объект, что значительно снижает точность определения местоположения позиционируемого подвижного объекта в системе координат, связанной с какой-либо точкой обслуживаемой территории.

Вместе с тем, поскольку размещение базовых станций осуществляют в центрах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, причем радиусы зон действия базовых станций равны длине стороны каждого правильного шестиугольника, расстояние между двумя любыми соседними базовыми станциями в раз больше радиусов зон их действия. В связи с этим зоны действия соседних базовых станций перекрываются лишь в области их границ, что значительно снижает точность определения местоположения подвижных объектов, находящихся на центральных участках зон действия базовых станций.

Кроме того, способ предусматривает определение местоположения подвижного объекта только в центре коммутации и не позволяет определять местоположение позиционируемого подвижного объекта на других подвижных объектах, находящихся в пределах обслуживаемой территории, и на базовых станциях без использования центра коммутации, что значительно ограничивает возможности способа.

Более того, при передаче с базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, информации об идентификационных номерах этих базовых станций, способ предусматривает применение оптоволоконных линий связи, исключающих возможности непосредственной передачи соответствующих информационных радиосигналов на подвижные объекты, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, и на базовые станции, а следовательно, исключающих возможности определения на них местоположения позиционируемого подвижного объекта без использования центра коммутации, что, как указывалось, значительно ограничивает возможности способа.

Решаемой технической задачей является повышение точности определения местоположения подвижных объектов и расширение возможностей способа на основе рационального размещения базовых станций на обслуживаемой территории.

Решение технической задачи в способе определения местоположения подвижного объекта, заключающемся в том, что в центрах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, размещают базовые станции с заданным на каждой из этих базовых станций уникальным идентификационным номером, радиусы зон действия этих базовых станций задают равными длине стороны каждого правильного шестиугольника, с позиционируемого подвижного объекта, являющегося одним из подвижных объектов, находящихся в пределах обслуживаемой территории, осуществляют излучение позывных радиосигналов на заданной рабочей частоте, эти позывные радиосигналы принимают на базовых станциях, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, с этих базовых станций передают информационные сигналы, содержащие идентификационные номера указанных базовых станций, по этим информационным сигналам определяют местоположение позиционируемого подвижного объекта, достигается тем, что в вершинах указанных правильных шестиугольников размещают дополнительно базовые станции с заданным на каждой из этих базовых станций уникальным идентификационным номером, радиусы зон действия этих базовых станций задают равными длине стороны каждого правильного шестиугольника.

Базовыми станциями, в зонах действия которых находятся подвижные объекты, являются базовые станции, размещаемые в центрах и в вершинах правильных шестиугольников, в зонах действия которых находятся подвижные объекты. Передаваемыми информационными сигналами, содержащими идентификационные номера базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, являются соответствующие информационные радиосигналы. Передачу информационных радиосигналов с указанных базовых станций осуществляют на подвижные объекты, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, задают семь различных рабочих частот радиосигналов, излучаемых со всех базовых станций. Из семи заданных рабочих частот на каждой базовой станции задают одну рабочую частоту радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции, отличную от рабочих частот радиосигналов, излучаемых с соседних базовых станций.

Из семи заданных рабочих частот на каждом подвижном объекте задают пять различных рабочих частот информационных радиосигналов, принимаемых на этом подвижном объекте, на каждой из базовых станций и на подвижных объектах, находящихся в пределах обслуживаемой территории, задают дополнительно координаты размещения всех базовых станций, а также соответствующие им заданные идентификационные номера и радиусы зон действия всех базовых станций.

Передача информационных радиосигналов с базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, на подвижные объекты, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, состоит в том, что вначале с одной из этих базовых станций осуществляют излучение информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте, на всех базовых станциях, являющихся соседними по отношению к указанной базовой станции, осуществляют прием излучаемых с последней базовой станции информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах. Затем на всех других базовых станциях, являющихся соседними по отношению к указанным базовым станциям, осуществляют прием излучаемых с указанных базовых станций информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах. Затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от указанной базовой станции, в зоне действия которой находится позиционируемый подвижный объект, к границам обслуживаемой территории на всех других последующих базовых станциях, являющихся соседними по отношению к предыдущим базовым станциям, осуществляют прием излучаемых с предыдущих базовых станций информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах. Затем осуществляют аналогичным образом поочередно передачу информационных радиосигналов со всех других базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, на подвижные объекты, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, при этом излучение информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте с каждой базовой станции, кроме базовой станции, идентификационный номер которой содержится в передаваемых информационных радиосигналах, осуществляют при приеме на этой базовой станции информационных радиосигналов одной из заданных на этой базовой станции рабочих частот.

На подвижных объектах, находящихся в пределах обслуживаемой территории, осуществляют на заданных рабочих частотах прием информационных радиосигналов, передаваемых с каждой из базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект. Определение местоположения позиционируемого подвижного объекта осуществляют на подвижных объектах, находящихся в пределах обслуживаемой территории, и на базовых станциях по идентификационным номерам базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, а также по дополнительно заданным координатам размещения и радиусам зон действия этих базовых станций. На каждой базовой станции осуществляют измерение мощности информационных радиосигналов, принимаемых с соседних базовых станций, затем с каждой базовой станции осуществляют излучение служебных радиосигналов, содержащих информацию об измеренных значениях мощности, а также информацию о мощности информационных радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции.

На каждой из соседних базовых станций осуществляют прием указанных служебных радиосигналов и регулировку мощности излучаемых информационных радиосигналов по измеренным значениям мощности информационных радиосигналов, принимаемых на базовых станциях, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции, и излучаемых с этой базовой станции.

На каждой из указанных соседних базовых станций по принимаемым служебным радиосигналам осуществляют также определение отношений измеренных значений мощности информационных радиосигналов, принимаемых на этой базовой станции, к соответствующим значениям мощности информационных радиосигналов, излучаемых с базовых станций, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции. На каждой из указанных соседних базовых станций по полученным отношениям значений мощности осуществляют регулировку чувствительности канала приема позывных радиосигналов, излучаемых с позиционируемого подвижного объекта.

Термин "подвижный объект" является общепринятым (см., например, Соловьев Ю. А. Системы спутниковой навигации. - М.: Эко-трендз, 2000, с. 47). К подвижным объектам относят, например, различные автотранспортные средства, оснащенные радиоприемной аппаратурой. Под терминами "соседняя базовая станция" или "базовая станция, являющаяся соседней по отношению к данной базовой станции" понимаем базовые станции, размещаемые на ближайшем расстоянии от данной базовой станции.

На фиг. 1 изображены условно базовые станции, размещенные на обслуживаемой территории, и подвижные объекты, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, с условным изображением зон действия базовых станций и указанием заданных рабочих частот радиосигналов, излучаемых с каждой из этих базовых станций для случая, при котором число базовых станций равно семидесяти двум, число подвижных объектов равно пяти.

На фиг. 2, 3 и 4 изображены условно базовые станции, размещенные на обслуживаемой территории, и подвижные объекты, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, с указанием заданных рабочих частот радиосигналов, излучаемых с каждой из этих базовых станций, а также с условным изображением направлений передачи информационных радиосигналов соответственно с каждой из базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, на другие базовые станции для случая, при котором число базовых станций равно семидесяти двум, число подвижных объектов равно пяти.

На фиг. 5 изображены условно временные диаграммы последовательной передачи информационных радиосигналов с одной из базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, на другие базовые станции.

На фиг. 6 изображена система для осуществления способа для случая, при котором число первых приемопередатчиков, входящих по одному в состав каждой из базовых станций, равно девятнадцати, и число вторых приемопередатчиков, размещенных по одному на каждом из подвижных объектов, равно трем, причем подвижные объекты на фиг. 6 не изображены.

На фиг. 7 изображен первый приемопередатчик, входящий в состав каждой из базовых станций, причем базовая станция на фиг. 7 не изображена.

На фиг. 8 изображен второй приемопередатчик, размещенный на каждом из подвижных объектов, причем подвижный объект на фиг. 8 не изображен.

В настоящем описании применены следующие обозначения:
1_n - базовая станция 1 с уникальным идентификационным номером n, где n= 1, 2, ..., N - положительные целые числа; 2_m - подвижный объект 2 с номером m, где m=1, 2,..., М - положительные целые числа; 3_n - зона 3 действия базовой станции 1_n; f_q - рабочая частота радиосигналов, излучаемых с базовой станции 1, где q= 1, 2, ..., Q - положительные целые числа; f_п - рабочая частота позывных радиосигналов, излучаемых с позиционируемого подвижного объекта 2. В тех случаях, когда это не приводит к неверному толкованию, индексы в приведенных обозначениях опущены.

Сущность способа заключается в следующем.

На обслуживаемой территории в центрах и в вершинах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, размещают, как показано на фиг. 1, базовые станции 1 (базовые станции 1₁-1₁₉ и базовые станции 1₂₀-1₇₃ соответственно), радиусы зон 3 действия которых задают равными длине стороны каждого правильного шестиугольника, и с заданным на каждой базовой станции 1 уникальным идентификационным номером (номера 1₁-1₁₉ и номера 1₂₀-1₇₃ соответственно).

При таком размещении базовых станций 1 на обслуживаемой территории соседними по отношению к каждой базовой станции 1 являются не более шести базовых станций 1.

Под зоной 3 действия каждой базовой станции 1 понимаем равные между собой зону 3 действия при излучении радиосигналов с этой базовой станции 1 и зону 3 действия при приеме радиосигналов на этой базовой станции 1.

При этом под зоной 3 действия при излучении радиосигналов с каждой базовой станции 1 понимаем часть территории, в пределах которой при ненаправленном излучении с этой базовой станции 1 радиосигналов мощности P_qизл на рабочей частоте f_q мощность этих радиосигналов при их ненаправленном приеме на других базовых станциях 1 и на подвижных объектах 2, не меньше некоторой пороговой величины P_пр.мин, характеризующей чувствительность каналов приема радиосигналов на базовых станциях 1 и на подвижных объектах 2. Под зоной 3 действия при приеме радиосигналов на каждой базовой станции 1 понимаем часть территории, в пределах которой при ненаправленном излучении с других базовых станций 1 радиосигналов той же мощности Р_qизл на той же рабочей частоте f_q, а также при ненаправленном излучении с позиционируемого подвижного объекта 2 радиосигналов мощности Р_п.изл на рабочей частоте f_п мощность этих радиосигналов при ненаправленном приеме на этой базовой станции 1 не меньше той же величины P_пр.мин.

В связи с этим, принимая допущение о том, что распространение радиоволн происходит в свободном пространстве, а обслуживаемая территория является плоскостью, зона 3 действия каждой базовой станции 1 при ненаправленном излучении с базовых станций 1 и с позиционируемого подвижного объекта 2 и при ненаправленном приеме радиосигналов на базовых станциях 1 и на подвижных объектах 2 представляет собой круг с центром в точке размещения этой базовой станции 1 и радиусом, определяемым по формуле (см., например, Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е. Дулевича. - М.: Советское радио, 1978, с. 402)

где с - скорость света в вакууме.

Под радиусом зоны 3 действия каждой базовой станции 1 понимаем радиус указанного круга.

При размещении базовых станций 1 в центрах и в вершинах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, с радиусами зон 3 действия базовых станций 1, равными длине стороны каждого правильного шестиугольника, граница зоны 3 действия каждой базовой станции 1 проходит через точки размещения соседних базовых станций 1. На фиг. 1 границы зон 3 действия базовых станций 1 изображены условно окружностями.

В настоящем описании под термином "мощность сигнала" понимаем среднюю мощность Р сигнала s(t), определяемую в интервале времени t_a≤t≤t_b, по формуле (см., например, А.М. Трахтман. Введение в обобщенную спектральную теорию сигналов. - М.: Советское радио, 1972, с.14)

В способе при излучении с базовых станций 1 применяют информационные и служебные радиосигналы. Если в настоящем описании вид радиосигналов, излучаемых с базовых станций 1, не уточняется, то ими могут являться и информационные, и служебные радиосигналы.

Задают семь различных рабочих частот (Q=7) радиосигналов, излучаемых со всех базовых станций 1. Из семи заданных рабочих частот на каждой базовой станции 1 задают, как показано на фиг. 1, одну рабочую частоту радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1, отличную от заданных рабочих частот радиосигналов, излучаемых с соседних базовых станций 1. Таким образом, на базовых станциях 1, не являющихся соседними, задают повторяющиеся рабочие частоты радиосигналов, излучаемых с этих базовых станций 1.

Под термином "рабочая частота" понимаем значение частоты несущего колебания, центральное или какое-либо другое характерное значение частоты полосы частот радиосигналов. При этом полосы частот радиосигналов, соответствующие различным рабочим частотам, являются неперекрывающимися.

С позиционируемого подвижного объекта 2, являющегося одним из подвижных объектов 2, находящихся в пределах обслуживаемой территории, осуществляют излучение позывных радиосигналов на заданной рабочей частоте. Эти позывные радиосигналы принимают на базовых станциях 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2.

С этих базовых станций 1 передают на подвижные объекты 2, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, информационные сигналы, содержащие идентификационные номера базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2. При этом информационными сигналами, соответствующими информации, передаваемой на подвижные объекты 2, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, являются соответствующие информационные радиосигналы.

Передача информационных радиосигналов с базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, на подвижные объекты 2, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, состоит в следующем. Вначале с одной из этих базовых станций 1 осуществляют излучение информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте. На всех базовых станциях 1, являющихся соседними по отношению к указанной базовой станции 1, осуществляют прием излучаемых с последней базовой станции 1 информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах. Затем на всех других базовых станциях 1, являющихся соседними по отношению к указанным базовым станциям 1, осуществляют прием излучаемых с указанных базовых станций 1 информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах. Затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от указанной базовой станции 1, в зоне 3 действия которой находится позиционируемый подвижный объект 2, к границам обслуживаемой территории на всех других последующих базовых станциях 1, являющихся соседними по отношению к предыдущим базовым станциям 1, осуществляют прием излучаемых с предыдущих базовых станций 1 информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах. Затем осуществляют аналогичным образом поочередно передачу информационных радиосигналов со всех других базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, на подвижные объекты 2, находящиеся в пределах обслуживаемой территории.

Для обеспечения передачи информационных радиосигналов с каждой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, на подвижные объекты 2, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, а следовательно, и на все другие базовые станции 1, без "зацикливания" из семи заданных рабочих частот на каждой базовой станции 1 задают рабочие частоты информационных радиосигналов, принимаемых на этой базовой станции 1, при которых с этой базовой станции 1 осуществляют излучение информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте. При этом на каждой базовой станции 1 указанные рабочие частоты задают для любой другой базовой станции 1, в зоне 3 действия которой может находиться позиционируемый подвижный объект 2, в зависимости от взаимного расположения этих базовых станций 1 и значений заданных рабочих частот информационных радиосигналов, излучаемых с базовых станций 1, являющихся соседними по отношению к первой базовой станции 1.

На фиг. 2, 3 и 4 стрелками условно изображены направления передачи информационных радиосигналов соответственно с каждой из базовых станций 1 (базовые станции 1 с идентификационными номерами 1₁₀, 1₃₈ и 1₄₃), в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2 (подвижный объект 2₂), на другие базовые станции 1.

Так, например, как показано на фиг. 2, при передаче информационных радиосигналов с базовой станции 1₁₀, содержащих идентификационный номер этой базовой станции 1, излучение с базовой станции 1₄₄ информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте f₇ осуществляют при приеме на базовой станции 1₄₄ информационных радиосигналов заданной на этой базовой станции 1 рабочей частоты f₁, являющейся рабочей частотой информационных радиосигналов, излучаемых с базовой станции 1₁₀. При этом с базовой станции 1₁₀ излучение информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте f₁ осуществляют независимо от значений рабочих частот информационных радиосигналов, излучаемых с соседних базовых станций 1, поскольку в приведенном примере передаваемые информационные радиосигналы содержат идентификационный номер базовой станции 1₁₀, а следовательно, именно эта базовая станция 1 является источником передаваемой информации.

По аналогии с изложенным, как показано на фиг. 3 и 4, при передаче информационных радиосигналов в первом случае с базовой станции 1₃₈, а во втором случае с базовой станции 1₄₃, излучение с базовой станции 1₄₄ информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте f₇ в первом случае осуществляют при приеме на базовой станции 1₄₄ информационных радиосигналов заданной на этой базовой станции 1 рабочей частоты f₂, являющейся рабочей частотой информационных радиосигналов, излучаемых с базовой станции 1₃₈, а во втором - при приеме на базовой станции 1₄₄ информационных радиосигналов одной из заданных на этой базовой станции 1 рабочих частот f₁ и f₂, являющихся рабочими частотами информационных радиосигналов, излучаемых с базовых станций 1₁₀ и 1₃₈ соответственно.

Передача информационных радиосигналов с базовых станций 1₁₀, 1₃₈ и 1₄₃, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2₂, на подвижные объекты 2, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, состоит в следующем. Вначале, как показано на фиг.2, с базовой станции 1₁₀ осуществляют излучение информационных радиосигналов, содержащих идентификационный номер этой базовой станции 1, на заданной рабочей частоте. При этом на всех базовых станциях 1 (базовые станции 1₃₈, 1₄₄, 1₅₀, 1₅₅, 1₄₉, 1₄₃), являющихся соседними по отношению к базовой станции 1₁₀, осуществляют прием излучаемых с последней базовой станции 1 информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах. Затем на всех других базовых станциях 1 (базовые станции 1₅, 1₃₃, 1₆, 1₃₉, 1₁₁, 1₅₆, 1₁₅, 1₆₀, 1₁₄, 1₅₄, 1₉, 1₃₇), являющихся соседними по отношению к указанным базовым станциям 1 (базовые станции 1₃₈, 1₄₄, 1₅₀, 1₅₅, 1₄₉, 1₄₃), осуществляют прием излучаемых с указанных базовых станций 1 информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах.

Затем таким же образом последовательно, по всем направлениям от базовой станции 1₁₀, в зоне 3 действия которой находится позиционируемый подвижный объект 2₂, к границам обслуживаемой территории на всех других последующих базовых станциях 1 (вначале на базовых станциях 1₂, 1₂₉, 1₃₄, 1₇, 1₄₅, 1₅₁, 1₁₆, 1₆₁, 1₆₅, 1₁₈, 1₆₄, 1₅₉, 1₁₃, 1₄₈, 1₄₂, 1₄, 1₃₂, 1₂₈, затем на базовых станциях 1₂₁, 1₂₅, 1₃, 1₃₀, 1₃₅, 1₄₀, 1₁₂, 1₅₇, 1₆₂, 1₆₆, 1₁₉, 1₆₉, 1₇₂, 1₆₈, 1₁₇, 1₆₃, 1₅₈, 1₅₃, 1₈, 1₃₆, 1₃₁, 1₂₇, 1₁, 1₂₄ и, наконец, на базовых станциях 1₂₂, 1₂₆, 1₄₆, 1₅₂, 1₇₀, 1₇₃, 1₇₁, 1₆₇, 1₄₇, 1₄₁, 1₂₃, 1₂₀), являющихся соседними по отношению к предыдущим базовым станциям 1, осуществляют прием излучаемых с предыдущих базовых станций 1 информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах.

Затем осуществляют, как показано на фиг. 3 и 4, аналогичным образом поочередно передачу информационных радиосигналов с базовых станций 1₃₈ и 1₄₃, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2₂, на подвижные объекты 2, находящиеся в пределах обслуживаемой территории.

Схемы, представленные на фиг. 1-4, являются примерами размещения базовых станций 1 на обслуживаемой территории с радиусами зон 3 действия, равными длине стороны каждого правильного шестиугольника, и задания на каждой базовой станции 1 рабочей частоты радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1, а также задания на каждой базовой станции 1, кроме базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится подвижный объект 2, рабочих частот информационных радиосигналов, принимаемых на этой базовой станции 1, при которых с этой базовой станции 1 осуществляют излучение информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте.

При указанных параметрах размещения на обслуживаемой территории базовых станций 1 с заданными радиусами зон 3 действия в каждой точке обслуживаемой территории перекрываются не менее трех зон 3 действия соседних базовых станций 1. Поскольку излучение информационных радиосигналов с соседних базовых станций 1 осуществляют на различных рабочих частотах, в каждую точку приема поступают информационные радиосигналы не менее трех различных заданных рабочих частот (так, например, как показано на фиг. 1, подвижный объект 2₁ расположен в зонах 3 действия трех базовых станций 1₅, 1₂₈, 1₃₃, с которых осуществляют излучение информационных радиосигналов на рабочих частотах f₅, f₁, f₆ соответственно). Поэтому для обеспечения гарантированного приема информационных радиосигналов на подвижных объектах 2 при их перемещении в пределах обслуживаемой территории прием информационных радиосигналов на каждом подвижном объекте 2 достаточно осуществлять лишь на пяти различных из семи заданных рабочих частот.

На подвижных объектах 2 осуществляют прием информационных радиосигналов, излучаемых с базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находятся эти подвижные объекты 2. При этом прием информационных радиосигналов на подвижных объектах 2 осуществляют на заданных рабочих частотах, которыми на каждом подвижном объекте 2 являются пять различных из семи заданных рабочих частот.

На каждой из базовых станций 1 и на подвижных объектах 2, находящихся в пределах обслуживаемой территории, задают дополнительно координаты (х_n, у_n) размещения всех базовых станций 1, а также соответствующие им заданные идентификационные номера n и радиусы R зон 3 действия всех базовых станций 1. Для этого может быть использована прямолинейная система координат на плоскости, связанная с какой-либо точкой обслуживаемой территории.

Определение местоположения позиционируемого подвижного объекта 2 осуществляют на подвижных объектах 2, находящихся в пределах обслуживаемой территории, и на базовых станциях 1 по идентификационным номерам базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, а также по дополнительно заданным координатам размещения и радиусам зон 3 действия этих базовых станций 1.

Принимая допущение о том, что зоны 3 действия каждой базовой станции 1 представляют собой круг радиуса R, координаты (х, у) позиционируемого подвижного объекта 2 определяют из решения системы неравенств

где (x_n1, y_n1), (x_n2,y_n2),..., (x_nk, y_nk),..., (x_nK, y_nK) - координаты размещения базовых станций 1 с идентификационными номерами n₁, n₂,..., n_k,.. ., n_K, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, где К - число этих базовых станций 1; причем 1≤k≤K; k, К - положительные целые числа, n₁=1, 2,..., N, n₂=1, 2,..., N, n_k=1, 2,..., N, n_K=1, 2,..., N.

Решением системы (3) является множество значений координат (х, у) точек, образующих область обслуживаемой территории, ограниченную фрагментами границ перекрывающихся зон 3 действия соседних базовых станций 1, в которых находится позиционируемый подвижный объект 2. При заданных радиусах зон 3 действия базовых станций 1 и параметрах размещения базовых станций 1 на обслуживаемой территории площадь области, определяемой формулой (4), не больше одной шестой части площади зоны 3 действия каждой базовой станции 1, что значительно повышает, по сравнению с прототипом, точность определения местоположения позиционируемых подвижных объектов 2, находящихся на центральных участках зон 3 действия базовых станций 1.

Для обеспечения работоспособности способа размещение базовых станций 1 вблизи границ обслуживаемой территории необходимо осуществлять так, чтобы в каждой точке обслуживаемой территории происходило перекрытие не менее трех зон 3 действия соседних базовых станций 1. Так, например, границей обслуживаемой территории, представленной на фиг. 1, может являться замкнутая ломаная, проходящая через все крайние базовые станции 1 (базовые станции 1₂₀, 1₂₄, 1₂₁, 1₂₅, 1₂₂, 1₂₆, 1₃₀, 1₃₅, 1₄₀, 1₄₆, 1₅₂, 1₅₇, 1₆₂, 1₆₆, 1₇₀, 1₇₃, 1₆₉, 1₇₂, 1₆₈, 1₇₁, 1₆₇, 1₆₃, 1₅₈, 1₅₃, 1₄₇, 1₄₁, 1₃₆, 1₃₁, 1₂₇, 1₂₃).

При передаче информации на подвижные объекты 2 в условиях распространения радиоволн в свободном пространстве для обеспечения заданного значения радиуса R зоны 3 действия каждой базовой станции 1 при известных значениях рабочей частоты f_q и чувствительности P_пр.мин каналов приема радиосигналов необходимо в соответствии с формулой (1) обеспечить требуемое значение мощности Р_п.изл излучаемых информационных радиосигналов. Однако при ухудшении условий распространения радиоволн, возникающем, например, при затенении базовых станций 1 и при затухании радиоволн в атмосфере, происходит уменьшение радиусов зон 3 действия базовых станций 1, что приводит к снижению качества приема информации на подвижных объектах 2, а следовательно, к снижению вероятности работоспособности способа (термин "вероятность работоспособности" является общепринятым - см., например, Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. - М.: Эко-Трендз, 2000, с. 10). Поэтому для обеспечения требуемой вероятности работоспособности способа на каждой базовой станции 1 необходимо осуществлять регулировку мощности излучаемых информационных радиосигналов.

При определении местоположения подвижного объекта 2 в условиях распространения радиоволн в свободном пространстве для обеспечения заданного значения радиуса R зоны 3 действия каждой базовой станции 1 при известных значениях рабочей частоты f_п и мощности Р_п.изл позывных радиосигналов, излучаемых с позиционируемого подвижного объекта 2, необходимо в соответствии с формулой (1) обеспечить требуемое значение чувствительности канала приема позывных радиосигналов Р_пр.мин. Однако при ухудшении условий распространения радиоволн, возникающем, например, при затенении базовых станций 1 и при затухании радиоволн в атмосфере, происходит уменьшение радиусов зон 3 действия базовых станций 1, что приводит к снижению точности определения местоположения позиционируемых подвижных объектов 2, находящихся на центральных участках зон 3 действия базовых станций 1. Поэтому для обеспечения требуемой точности определения местоположения подвижного объекта 2 на каждой базовой станции 1 необходимо осуществлять регулировку чувствительности канала приема позывных радиосигналов.

В способе на каждой базовой станции 1 осуществляют измерение мощности информационных радиосигналов, принимаемых с соседних базовых станций 1. Затем с каждой базовой станции 1 осуществляют излучение служебных радиосигналов, содержащих информацию об измеренных значениях мощности, а также информацию о мощности информационных радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1. На каждой из указанных соседних базовых станций 1 осуществляют прием указанных служебных радиосигналов и регулировку мощности излучаемых информационных радиосигналов по измеренным значениям мощности информационных радиосигналов, принимаемых на базовых станциях 1, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции 1, и излучаемых с этой базовой станции 1. На каждой из указанных соседних базовых станций 1 по принимаемым служебным радиосигналам осуществляют также определение отношений измеренных значений мощности информационных радиосигналов, принимаемых на этой базовой станции 1, к соответствующим значениям мощности информационных радиосигналов, излучаемых с базовых станций 1, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции 1. На каждой из указанных соседних базовых станций 1 по полученным отношениям значений мощности осуществляют регулировку чувствительности канала приема позывных радиосигналов, излучаемых с позиционируемого подвижного объекта 2.

В соответствии со схемой, представленной на фиг. 1, на каждой базовой станции 1 (например, на базовых станциях 1₂, 1₂₉, 1₆, 1₃₈, 1₅, 1₂₈) осуществляют измерение мощности информационных радиосигналов, принимаемых с соседних базовых станций 1 (с базовой станции 1₃₃ и с других базовых станций 1, являющихся соседними по отношению к базовым станциям 1₂, 1₂₉, 1₆, 1₃₈, 1₅, 1₂₈). (Базовые станции 1₃₃, 1₂₈, 1₂₄, 1₂₁, 1₂₅, 1₂₉ являются соседними по отношению к базовой станции 1₂; базовые станции 1₃₃, 1₂, 1₂₅, 1₃, 1₃₄, 1₆ являются соседними по отношению к базовой станции 1₂₉; базовые станции 1₃₃, 1₂₉, 1₃₄, 1₃₉, 1₄₄, 1₃₈ являются соседними по отношению к базовой станции 1₆; базовые станции 1₃₃, 1₆, 1₄₄, 1₁₀, 1₄₃, 1₅ являются соседними по отношению к базовой станции 1₃₈; базовые станции 1₃₃, 1₃₈, 1₄₃, 1₃₇, 1₃₂, 1₂₈ являются соседними по отношению к базовой станции 1₅; базовые станции 1₃₃, 1₅, 1₃₂, 1₁, 1₂₄, l₂ являются соседними по отношению к базовой станции 1₂₈). Затем с каждой базовой станции 1 (с базовых станций 1₂, 1₂₉, 1₆, 1₃₈, 1₅, 1₂₈) осуществляют излучение служебных радиосигналов, содержащих информацию об измеренных значениях мощности, а также информацию о мощности информационных радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1.

На каждой из указанных соседних базовых станций 1 (например, на базовой станции 1₃₃) осуществляют прием указанных служебных радиосигналов и регулировку мощности излучаемых информационных радиосигналов по измеренным значениям мощности информационных радиосигналов, принимаемых на базовых станциях 1, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции 1 (базовыми станциями 1, являющимися соседними по отношению к указанной соседней базовой станции 1₃₃, являются базовые станции 1₂, 1₂₉, 1₆, 1₃₈, 1₅, 1₂₈), и излучаемых с этой базовой станции 1 (с базовой станции 1₃₃). На каждой из указанных соседних базовых станций 1 (например, на базовой станции 1₃₃) осуществляют также определение по принимаемым служебным радиосигналам отношений измеренных значений мощности информационных радиосигналов, принимаемых на этой базовой станции 1 (на базовой станции 1₃₃), к соответствующим значениям мощности информационных радиосигналов, излучаемых с базовых станций 1, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции 1.

Регулировку мощности излучаемых информационных радиосигналов на каждой из указанных соседних базовых станций 1 осуществляют, например, по минимальному значению мощности из измеренных значений мощности информационных радиосигналов, принимаемых на базовых станциях 1, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции 1, и излучаемых с этой базовой станции 1, с помощью формулы

где Р_{изм.пр. мин} - минимальное значение мощности из соответствующих измеренных значений мощности информационных радиосигналов; Р'_qизл - значение мощности излучаемых информационных радиосигналов, которое устанавливают на базовой станции 1 в процессе регулировки по результатам измерений; К_зап>1 - коэффициент, определяющий запас по чувствительности и диапазон регулировки мощности излучаемых информационных радиосигналов.

Формула (4) показывает, что на каждой базовой станции 1 в процессе регулировки мощности излучаемых информационных радиосигналов необходимо установить значение мощности Р'_qизл, при котором выполняется равенство Р_{изм.пр. мин}=Р_пр.мин. При этом регулировку мощности излучаемых информационных радиосигналов осуществляют при выполнении условия
Регулировку чувствительности канала приема позывных радиосигналов на каждой из указанных соседних базовых станций 1 осуществляют, например, по полученному среднему арифметическому значению измеренных отношений значений мощности с помощью формулы

где Р_п.изл - мощность позывных радиосигналов, излучаемых с позиционируемого подвижного объекта 2; P_qпр.изм - измеренное на указанной соседней базовой станции 1 значение мощности информационных радиосигналов рабочей частоты f_q, принимаемых с одной из базовых станций 1, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции 1; Р_qизл - мощность информационных радиосигналов рабочей частоты f_q, излучаемых с указанной одной из базовых станций 1, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции 1; P'_пр.мин - значение чувствительности канала приема позывных радиосигналов, которое устанавливают на базовой станции 1 в процессе регулировки по результатам измерений.

Формула (5) показывает, что на каждой базовой станции 1 в процессе регулировки чувствительности канала приема позывных радиосигналов при неизменной мощности Р_п.изл излучаемых позывных радиосигналов необходимо установить значение чувствительности Р'_пр.мин, при котором радиус зоны 3 действия этой базовой станции 1 при приеме позывных радиосигналов достигает требуемого значения.

Временные диаграммы последовательной передачи информационных радиосигналов по всем направлениям от одной из базовых станций 1 (базовой станции 1₁₀), в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, к границам обслуживаемой территории условно изображены на фиг 5. Здесь ИС1, ИС2 и ИС3 - информационные радиосигналы; СС - служебные радиосигналы; Т - длительность информационных радиосигналов; τ - время распространения радиосигналов от каждой базовой станции 1 до соседних базовых станций 1, определяемое по формуле
τ =R/c, (6)
где R - радиус зон 3 действия базовых станций 1; с - скорость света в вакууме.

Таким образом, благодаря тому, что определение местоположения позиционируемого подвижного объекта 2 осуществляют, в отличие от прототипа, не только по идентификационным номерам базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, но и на основе информации о координатах размещения и радиусах зон 3 действия этих базовых станций 1, способ позволяет определять область обслуживаемой территории, образованную фрагментами границ зон 3 действия базовых станций 1, в которой находится позиционируемый подвижный объект 2, что значительно повышает точность определения местоположения позиционируемого подвижного объекта 2 в системе координат, связанной с какой-либо точкой обслуживаемой территории. Вместе с тем благодаря тому, что размещение базовых станций 1, в отличие от прототипа, осуществляют не только в центрах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, но и в вершинах этих правильных шестиугольников, причем радиусы зон 3 действия всех базовых станций 1 равны длине стороны каждого правильного шестиугольника, расстояние между любыми двумя соседними базовыми станциями 1 равно радиусам зон 3 их действия.

В связи с этим зоны 3 действия соседних базовых станций 1 значительно перекрываются, что существенно повышает точность определения местоположения подвижных объектов 2, находящихся на центральных участках зон 3 действия базовых станций 1. Более того, благодаря рациональному размещению базовых станций 1 на обслуживаемой территории при передаче с базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, информации об идентификационных номерах этих базовых станций 1 способ не требует применения центра коммутации и оптоволоконных линий связи и позволяет с помощью радиопередающей аппаратуры, размещаемой на базовых станциях 1, путем поочередного излучения соответствующих информационных радиосигналов с базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, приема этих информационных радиосигналов на соседних базовых станциях 1, излучения их с последних базовых станций 1 и дальнейшей последовательной передачи этой информации аналогичным образом на другие базовые станции 1, осуществлять передачу этих информационных радиосигналов на подвижные объекты 2, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, и на все базовые станции 1 и определение на них местоположения позиционируемого подвижного объекта, что значительно расширяет возможности способа.

Система для осуществления способа представлена на фиг. 6. Система содержит первые приемопередатчики 4, входящие по одному в состав каждой из базовых станций 1, и вторые приемопередатчики 5, размещенные по одному на каждом из подвижных объектов 2, находящихся в пределах обслуживаемой территории. На фиг. 6 в качестве примера изображена система, содержащая девятнадцать первых приемопередатчиков 4 и три вторых приемопередатчика 5. При этом описание системы и работы этой системы при осуществлении способа приведено для произвольного числа первых приемопередатчиков 4, входящих по одному в состав каждой из базовых станций 1, и вторых приемопередатчиков 5, размещенных по одному на каждом из подвижных объектов 2, находящихся в пределах обслуживаемой территории.

Базовые станции 1 размещены в центрах и в вершинах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно расположенные между собой, плотно покрывающие обслуживаемую территорию. Радиус зоны 3 действия каждой базовой станции 1 задан равным длине стороны каждого правильного шестиугольника. В каждой точке обслуживаемой территории перекрываются не менее трех зон 3 действия соседних базовых станций 1.

Частотой передачи базовой станции 1 является соответствующая рабочая частота радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1. Частотой передачи второго приемопередатчика 5 является соответствующая рабочая частота позывных радиосигналов, излучаемых с позиционируемого подвижного объекта 2. Частотой приема второго приемопередатчика 5 является соответствующая рабочая частота информационных радиосигналов, принимаемых на соответствующем подвижном объекте 2. Частотой приема базовой станции 1 является соответствующая рабочая частота позывных радиосигналов, излучаемых с позиционируемого подвижного объекта 2.

Термины "частота передачи" и "частота приема" какого-либо устройства являются общепринятыми (см. , например, Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.: Эко-Трендз, 2000, с. 22).

Из семи заданных различных рабочих частот на каждой базовой станции 1 задана частота передачи этой базовой станции 1, отличная от заданных частот передачи соседних базовых станций 1. Из указанных семи заданных рабочих частот на каждом подвижном объекте 2 заданы одна частота передачи и пять различных частот приема второго приемопередатчика 5, размещенного на этом подвижном объекте 2. При этом заданные частоты передачи всех вторых приемопередатчиков 5 равны между собой и являются отличными от любой из указанных семи заданных рабочих частот. На каждой базовой станции 1 задана также частота приема этой базовой станции 1, совпадающая с заданной частотой передачи каждого второго приемопередатчика 5.

Все элементы и блоки, входящие в состав системы для осуществления способа, являются известными и описанными в литературе.

Первый приемопередатчик 4, размещенный на каждой базовой станции 1, представленный на фиг. 7, содержит первую приемную антенну 6, шесть каналов приема информационных и служебных радиосигналов, каждый из которых содержит первый полосовой фильтр 7, первый малошумящий усилитель 8, первый амплитудный ограничитель 9, первый частотный детектор 10, первый блок 11 возведения в квадрат, первый интегратор 12, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 13. Первый приемопередатчик 4 содержит также один канал приема позывных радиосигналов, который содержит второй полосовой фильтр 14, регулируемый малошумящий усилитель 15, второй амплитудный ограничитель 16, второй частотный детектор 17, второй блок 18 возведения в квадрат, второй интегратор 19, второй АЦП 20. Первый приемопередатчик 4 содержит также первый управляемый генератор 21, регулируемый усилитель 22 мощности, первую передающую антенну 23, первый микроконтроллер 24, первый индикатор 25, первый блок 26 задания.

Выход первой приемной антенны 6, предназначенной для ненаправленного приема информационных и служебных радиосигналов, излучаемых с соседних базовых станций 1, и позывных радиосигналов, излучаемых с позиционируемого подвижного объекта 2, подключен к входам всех первых полосовых фильтров 7. Информационные и служебные радиосигналы представляют собой высокочастотные частотно-манипулированные электромагнитные колебания соответствующих одинаковых рабочих частот. В связи с этим при равных скоростях передачи информации значения ширины полосы частот информационных и служебных радиосигналов можно считать равными.

Первые полосовые фильтры 7 служат для селекции радиосигналов по частоте. При этом каждый из них настроен на заданную частоту передачи одной из соответствующих соседних базовых станций 1. Ширина полосы пропускания каждого первого полосового фильтра 7 не меньше ширины полосы частот радиосигналов соответствующей рабочей частоты. В каждом канале приема информационных и служебных радиосигналов выход первого полосового фильтра 7 подключен к входу первого малошумящего усилителя 8, предназначенного для усиления принимаемых радиосигналов.

Выход первого малошумящего усилителя 8 подключен к входу первого амплитудного ограничителя 9, который служит для устранения паразитной амплитудной модуляции сигналов, возникающей при распространении радиоволн. Выход первого амплитудного ограничителя 9 подключен к входу первого частотного детектора 10, предназначенного для осуществления частотного детектирования принимаемых информационных и служебных радиосигналов. Выход первого малошумящего усилителя 8 подключен также к входу первого блока 11 возведения в квадрат, выход которого подключен к входу первого интегратора 12. Последовательно соединенные первый блок 11 возведения в квадрат и первый интегратор 12 служат для формирования сигналов, пропорциональных мощности принимаемых радиосигналов. Выход первого интегратора 12 соединен с входом первого АЦП 13. Выход первой приемной антенны 6 подключен также к входу второго полосового фильтра 14, настроенного на заданную частоту передачи вторых приемопередатчиков 5.

Полосы пропускания первых полосовых фильтров 7 и второго полосового фильтра 14 являются неперекрывающимися. Ширина полосы пропускания второго полосового фильтра 14 не меньше ширины полосы частот позывных радиосигналов. Позывные радиосигналы представляют собой высокочастотные частотно-манипулированные электромагнитные колебания заданной рабочей частоты. В канале приема позывных радиосигналов выход второго полосового фильтра 14 подключен к входу регулируемого малошумящего усилителя 15, предназначенного для усиления принимаемых позывных радиосигналов.

Выход регулируемого малошумящего усилителя 15 подключен к входу второго амплитудного ограничителя 16, предназначенного для устранения паразитной амплитудной модуляции сигналов, возникающей при распространении радиоволн. Выход второго амплитудного ограничителя 16 подключен к входу второго частотного детектора 17, который служит для осуществления частотного детектирования принимаемых позывных радиосигналов. Выход регулируемого малошумящего усилителя 15 подключен также к входу второго блока 18 возведения в квадрат, выход которого подключен к входу второго интегратора 19. Последовательно соединенные второй блок 18 возведения в квадрат и второй интегратор 19 служат для формирования сигналов, пропорциональных мощности принимаемых радиосигналов.

Выход второго интегратора 19 соединен с входом второго АЦП 20. Выходы всех первых частотных детекторов 10, выходы всех первых АЦП 13, выход второго частотного детектора 17 и выход второго АЦП 20 подключены к соответствующим входам первого микроконтроллера 24. Первый микроконтроллер 24 предназначен для обработки принимаемых радиосигналов, формирования двоичных последовательностей импульсов, соответствующих идентификационным номерам базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, для определения местоположения позиционируемого подвижного объекта 2, для формирования модулирующих двоичных последовательностей импульсов, соответствующих служебной информации, передаваемой на соседние базовые станции 1, для регулировки коэффициента усиления регулируемого малошумящего усилителя 15, а также для регулировки коэффициента усиления по мощности регулируемого усилителя 22 мощности.

Выходы первого микроконтроллера 24 подключены к управляющему входу регулируемого малошумящего усилителя 15, к управляющему входу регулируемого усилителя 22 мощности, а также к управляющему входу первого управляемого генератора 21, настроенного на заданную частоту передачи этой базовой станции 1. Первый управляемый генератор 21 служит для формирования высокочастотных частотно-манипулированных сигналов, соответствующих передаваемой информации. Выход первого управляемого генератора 21 соединен с входом регулируемого усилителя 22 мощности, к выходу которого подключена первая передающая антенна 23, предназначенная для ненаправленного излучения в пространство информационных и служебных радиосигналов.

К входам первого микроконтроллера 24 подключены
выходы первого блока 26 задания, который служит для задания на каждой базовой станции 1 координат размещения всех базовых станций 1, соответствующих им заданных идентификационных номеров и радиусов зон 3 действия всех базовых станций 1, и для задания на каждой базовой станции 1 для любых других базовых станций 1, в зонах 3 действия которых может находиться позиционируемый подвижный объект 2, значений рабочих частот информационных радиосигналов, принимаемых на этой базовой станции 1, при которых с этой базовой станции 1 осуществляют излучение информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте. К выходам первого микроконтроллера 24 подключены входы первого индикатора 25, который служит для отображения информации о местоположении позиционируемого подвижного объекта 2 на обслуживаемой территории.

Все базовые станции 1 содержат однотипные первые приемопередатчики 4, отличающиеся лишь значениями частот, на которые настраивают первые полосовые фильтры 7 и первые управляемые генераторы 21.

Второй приемопередатчик 5, размещенный на каждом подвижном объекте 2, представленный на фиг. 8, содержит вторую приемную антенну 27, пять каналов приема информационных радиосигналов, каждый из которых содержит третий полосовой фильтр 28, второй малошумящий усилитель 29, третий амплитудный ограничитель 30, третий частотной детектор 31, третий блок 32 возведения в квадрат, третий интегратор 33, третий АЦП 34. Второй приемопередатчик 5 содержит также второй управляемый генератор 35, усилитель 36 мощности, вторую передающую антенну 37, второй микроконтроллер 38, второй индикатор 39, второй блок 40 задания.

Выход второй приемной антенны 27, предназначенной для ненаправленного приема информационных радиосигналов, излучаемых с базовых станций 1, подключен к входам всех третьих полосовых фильтров 28, которые служат для селекции информационных радиосигналов по частоте. Каждый из них настроен соответственно на одну из заданных частот приема этого второго приемопередатчика 5. Ширина полосы пропускания каждого третьего полосового фильтра 28 не меньше ширины полосы частот информационных радиосигналов соответствующей рабочей частоты. Полосы пропускания третьих полосовых фильтров 28 являются неперекрывающимися. В каждом канале приема информационных радиосигналов выход третьего полосового фильтра 28 подключен к входу второго малошумящего усилителя 29, предназначенного для усиления принимаемых информационных радиосигналов. Выход второго малошумящего усилителя 29 подключен к входу третьего амплитудного ограничителя 30, который служит для устранения паразитной амплитудной модуляции сигналов, возникающей при распространении радиоволн.

Выход третьего амплитудного ограничителя 30 подключен к входу третьего частотного детектора 31, предназначенного для осуществления частотного детектирования принимаемых информационных радиосигналов. Выход второго малошумящего усилителя 29 подключен также к входу третьего блока 32 возведения в квадрат, выход которого подключен к входу третьего интегратора 33. Последовательно соединенные третий блок 32 возведения в квадрат и третий интегратор 33 служат для формирования сигналов, пропорциональных мощности принимаемых радиосигналов. Выход третьего интегратора 33 соединен с входом третьего АЦП 34. Выходы всех третьих частотных детекторов 31 и выходы всех третьих АЦП 34 подключены к соответствующим входам второго микроконтроллера 38. Один из выходов второго микроконтроллера 38 подключен к управляющему входу второго управляемого генератора 35, настроенного на заданную частоту передачи вторых приемопередатчиков 5, другой выход второго микроконтроллера 38 подключен к управляющему входу усилителя 36 мощности.

Выход второго управляемого генератора 35 соединен с входом усилителя 36 мощности, который служит для усиления сигналов по мощности. К выходу усилителя 36 мощности подключена вторая передающая антенна 37, предназначенная для ненаправленного излучения в пространство позывных радиосигналов. Второй микроконтроллер 38 предназначен для формирования двоичных последовательностей импульсов, соответствующих кодам рабочих частот излучаемых информационных радиосигналов, для определения местоположения позиционируемого подвижного объекта 2 и отображения этой информации на втором индикаторе 39, входы которого подключены к выходам второго микроконтроллера 38. К входам второго микроконтроллера 38 подключены выходы второго блока 40 задания, который служит для задания на каждом подвижном объекте 2 координат размещения всех базовых станций 1, соответствующих им заданных идентификационных номеров и радиусов зон 3 действия всех базовых станций 1.

Термин "управляемый генератор" является общепринятым (см., например, Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича. - М.: Советское радио, 1978, с. 358). Частота колебаний, формируемых управляемым генератором, определяется напряжением, действующим на его управляющем входе. В этом случае управляемый генератор является генератором, управляемым по напряжению. Генераторы, управляемые по напряжению, являются известными и описанными в литературе устройствами (см. , например, Хоровиц П., Хилл. У. Искусство схемотехники. В 3-х томах: T.1. Пер. с англ. - 4-е изд. перераб. и доп. - М. : Мир, 1993, с. 308). Под частотой настройки управляемого генератора понимаем центральную частоту рабочего диапазона управляемого генератора, соответствующего рабочему диапазону управляющих напряжений.

В качестве первых амплитудных ограничителей 9, вторых амплитудных ограничителей 16 и третьих амплитудных ограничителей 30 могут быть применены, например, нелинейные резонансные усилители, настроенные на соответствующие рабочие частоты (см., например, Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1986, с. 235).

На всех подвижных объектах 2 размещены однотипные вторые приемопередатчики 5, причем рабочие частоты, на которые настраивают третьи полосовые фильтры 28, могут совпадать на различных подвижных объектах 2.

На базовых станциях 1 и на подвижных объектах 2 заданы соответственно такие значения коэффициентов усиления первых малошумящих усилителей 8, регулируемых малошумящих усилителей 15 (значения коэффициентов усиления регулируемых малошумящих усилителей 15 заданы первоначально и в процессе работы системы могут быть изменены) и вторых малошумящих усилителей 29, при которых чувствительность каналов приема информационных и служебных радиосигналов на базовых станциях 1 и на подвижных объектах 2, а также чувствительность каналов приема позывных радиосигналов на базовых станциях 1 равна Р_пр.мин. На базовых станциях 1 (в зависимости от заданных значений рабочих частот f_q радиосигналов, излучаемых с этих базовых станций 1) и на позиционируемом подвижном объекте 2 (в зависимости от заданного значения рабочей частоты f_п позывных радиосигналов, излучаемых с позиционируемого подвижного объекта 2) заданы соответственно такие значения коэффициентов усиления по мощности регулируемых усилителей 22 мощности (значения коэффициентов усиления по мощности регулируемых усилителей 22 мощности заданы первоначально и в процессе работы системы могут быть изменены) и усилителей 36 мощности, при которых соответственно значения мощности излучаемых информационных и служебных радиосигналов равны Р_qизл, а значение мощности излучаемых позывных радиосигналов равно Р_п.изл. При этом значения Р_qизл и значения Р_п.изл и Р_пр.мин выбраны исходя из задаваемого значения радиуса зоны 3 действия каждой базовой станции 1, равного длине стороны каждого из указанных правильных шестиугольников.

Информационные, служебные и позывные радиосигналы являются узкополосными; время распространения радиосигналов от каждой базовой станции 1 до соседних базовых станций 1 и интервал времени измерения мощности принимаемых радиосигналов пренебрежимо малы по сравнению с длительностью любого из импульсов модулирующих двоичных последовательностей импульсов, соответствующих передаваемой информации; время распространения сигналов в приемопередающих трактах базовых станций 1 и подвижных объектов 2 пренебрежимо мало.

Принятым допущениям соответствуют, например, следующие параметры системы. Радиус зоны 3 действия каждой базовой станции 1 равен 500 м; рабочие частоты радиосигналов, излучаемых со всех базовых станций 1, соответственно равны 11, 12, 13, 14, 15, 16 и 17 МГц; рабочая частота позывных радиосигналов, излучаемых с позиционируемого подвижного объекта 2 равна 10 МГц; длительность любого из импульсов модулирующих двоичных последовательностей импульсов, соответствующих передаваемой информации, не менее 10 мс, интервал времени однократного измерения мощности принимаемых радиосигналов не более 0,1 мс.

Рассмотрим осуществление способа с помощью системы, представленной на фиг. 6.

На каждой базовой станции 1 в первый блок 26 задания вводят идентификационный номер этой базовой станции 1, а также координаты размещения всех базовых станций 1 и соответствующие им заданные идентификационные номера и радиусы зон 3 действия всех базовых станций 1. На каждой базовой станции 1 в первый блок 26 задания вводят также для любых других базовых станций 1, в зонах 3 действия которых может находиться позиционируемый подвижный объект 2, значения рабочих частот информационных радиосигналов, принимаемых на этой базовой станции 1, при которых с этой базовой станции 1 осуществляют излучение информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте.

На каждом подвижном объекте 2, находящемся в пределах обслуживаемой территории, во второй блок 40 задания вводят координаты размещения всех базовых станций 1, а также соответствующие им заданные идентификационные номера и радиусы зон 3 действия всех базовых станций 1.

В системе излучение позывных радиосигналов осуществляют только с позиционируемого подвижного объекта 2. В связи с этим на позиционируемом подвижном объекте 2 второй микроконтроллер 38 формирует на управляющем входе усилителя 36 мощности управляющий сигнал, по которому коэффициент усиления по мощности усилителя 36 мощности принимает заданное значение. На каждом из подвижных объектов 2, не являющихся позиционируемыми, второй микроконтроллер 38 формирует на управляющем входе усилителя 36 мощности управляющий сигнал, по которому усилитель 36 мощности переходит в выключенное состояние (коэффициент усиления по мощности равен нулю), и излучение радиосигналов с этого подвижного объекта 2 невозможно.

При определении местоположения подвижного объекта 2 система функционирует поочередно в двух режимах: режим "Передача информационных радиосигналов на подвижные объекты 2" (основной режим) и режим "Регулировка чувствительности каналов приема позывных радиосигналов и мощности излучения базовых станций 1" (служебный режим).

На каждой базовой станции 1 первый микроконтроллер 24 приводит первый приемопередатчик 4 в режим "Передача информационных радиосигналов на подвижные объекты 2".

На позиционируемом подвижном объекте 2 второй микроконтроллер 38 формирует на управляющем входе второго управляемого генератора 35 двоичную последовательность импульсов, соответствующую коду первой из семи заданных рабочих частот. Продолжительность указанной двоичной последовательности импульсов фиксирована. Второй управляемый генератор 35 формирует высокочастотный частотно-манипулированный сигнал, соответствующий указанному коду. Этот сигнал поступает на вход усилителя 36 мощности, сигнал с выхода которого поступает на вход второй передающей антенны 37. Вторая передающая антенна 37 излучает в пространство позывной радиосигнал, представляющий собой высокочастотный частотно-манипулированный радиосигнал, содержащий код первой из семи заданных рабочих частот.

На каждой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, осуществляют прием позывного радиосигнала, излучаемого с позиционируемого подвижного объекта 2. При этом первая приемная антенна 6, входящая в состав каждого из первых приемопередатчиков 4, содержащихся в этих базовых станциях 1, принимает позывной радиосигнал, содержащий код первой из семи заданных рабочих частот. Принимаемый позывной радиосигнал поступает на вход второго полосового фильтра 14. На выходе второго полосового фильтра 14, настроенного на рабочую частоту позывных радиосигналов, излучаемых с позиционируемого подвижного объекта 2, действует соответствующий принимаемому позывному радиосигналу высокочастотный частотно-манипулированный сигнал. Этот сигнал поступает на вход регулируемого малошумящего усилителя 15, с выхода которого сигнал поступает на вход второго амплитудного ограничителя 16. Второй амплитудный ограничитель 16 осуществляет амплитудное ограничение сигнала. С выхода второго амплитудного ограничителя 16 сигнал поступает на вход второго частотного детектора 17. Второй частотный детектор 17 осуществляет частотное детектирование принимаемого позывного радиосигнала и вырабатывает двоичную последовательность импульсов, соответствующую коду первой из семи заданных рабочих частот. Эта двоичная последовательность импульсов поступает на вход первого микроконтроллера 24.

Одновременно сигнал с выхода регулируемого малошумящего усилителя 15 поступает на вход второго блока 18 возведения в квадрат, выходной сигнал которого поступает на вход второго интегратора 19, который на входе второго АЦП 20 формирует в соответствии с формулой (2) сигнал, пропорциональный мощности принимаемого позывного радиосигнала. Цифровой код с выходов второго АЦП 20 поступает на вход первого микроконтроллера 24. Первый микроконтроллер 24 определяет по цифровому коду, действующему на выходах второго АЦП 20, и известному значению коэффициента усиления канала приема позывных радиосигналов, значение мощности Р_пр принимаемого позывного радиосигнала. Первый микроконтроллер 24 осуществляет проверку условия Р_пр≥Р_пр.мин и в случае его выполнения принимает решение о наличии на входе первого приемопередатчика 4 позывного радиосигнала соответствующей рабочей частоты, в противном случае первый микроконтроллер 24 принимает противоположное решение (при ухудшении условий распространения радиоволн снижение мощности принимаемых позывных радиосигналов компенсируют увеличением чувствительности каналов приема позывных радиосигналов, которое осуществляют в режиме "Регулировка чувствительности каналов приема позывных радиосигналов и мощности излучения базовых станций 1").

Затем первый микроконтроллер 24 считывает из первого блока 26 задания заданное значение рабочей частоты информационных радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1, и заданный идентификационный номер этой базовой станции 1. Если заданная рабочая частота информационных радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1, и первая из семи заданных рабочих частот, код которой содержится в позывном радиосигнале, совпадают, то первый микроконтроллер 24 формирует на управляющем входе первого управляемого генератора 21 двоичную последовательность импульсов, соответствующую заданному идентификационному номеру этой базовой станции 1 (в противном случае первый микроконтроллер 24 ожидает поступления следующих позывных радиосигналов). Первый управляемый генератор 21, настроенный на первую из семи заданных рабочих частот, вырабатывает высокочастотный частотно-манипулированный сигнал, который поступает на вход регулируемого усилителя 22 мощности. С выхода регулируемого усилителя 22 мощности усиленный по мощности сигнал поступает на вход первой передающей антенны 23. Первая передающая антенна 23 излучает в пространство сформированный таким образом информационный радиосигнал, содержащий идентификационный номер этой базовой станции 1, которую далее будем считать первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2. Затем первый микроконтроллер 24 запоминает этот идентификационный номер.

Первая из семи заданных рабочих частот, код которой содержится в позывном радиосигнале, не может одновременно совпадать с несколькими заданными рабочими частотами информационных радиосигналов, излучаемых с базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, поскольку заданная рабочая частота информационных радиосигналов, излучаемых с каждой базовой станции 1, является отличной от заданных рабочих частот информационных радиосигналов, излучаемых с соседних базовых станций 1. В связи с этим одновременного излучения с базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, информационных радиосигналов, содержащих информацию об идентификационных номерах этих базовых станций 1, не происходит.

Прием информационного радиосигнала, излучаемого с первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, осуществляют на всех соседних базовых станциях 1 с помощью содержащихся в них первых приемопередатчиков 4. При этом первая приемная антенна 6, входящая в состав каждого из этих первых приемопередатчиков 4, принимает информационный радиосигнал, излучаемый с первой из базовых станций 1 в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2. Принимаемый информационный радиосигнал поступает на входы первых полосовых фильтров 7.

На каждой базовой станции 1, являющейся соседней по отношению к первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, на выходе одного из первых полосовых фильтров 7, настроенного на рабочую частоту информационных радиосигналов, излучаемых с первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, действует соответствующий принимаемому информационному радиосигналу высокочастотный частотно-манипулированный сигнал. Этот сигнал поступает на вход первого малошумящего усилителя 8, с выхода которого сигнал поступает на вход первого амплитудного ограничителя 9. Первый амплитудный ограничитель 9 осуществляет амплитудное ограничение сигнала. С выхода первого амплитудного ограничителя 9 сигнал поступает на вход первого частотного детектора 10. Первый частотный детектор 10 осуществляет частотное детектирование принимаемого информационного радиосигнала и вырабатывает двоичную последовательность импульсов, соответствующую идентификационному номеру первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2. Эта двоичная последовательность импульсов поступает на вход первого микроконтроллера 24, который определяет идентификационный номер первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2.

Одновременно сигнал с выхода указанного первого малошумящего усилителя 8 поступает на вход первого блока 11 возведения в квадрат, выходной сигнал которого поступает на вход первого интегратора 12, который на входе первого АЦП 13 формирует в соответствии с формулой (2) сигнал, пропорциональный мощности принимаемого информационного радиосигнала. Цифровой код с выходов указанного первого АЦП 13 поступает на входы первого микроконтроллера 24. Первый микроконтроллер 24 определяет по цифровому коду, действующему на выходе указанного первого АЦП 13, и известному значению коэффициента усиления соответствующего канала приема информационных и служебных радиосигналов значение мощности принимаемого информационного радиосигнала Р_пр. Первый микроконтроллер 24 осуществляет проверку условия P_пр ≥ P_пр.мин/K_зап, где К_зап= 1.2 и в случае его выполнения принимает решение о наличии на входе первого приемопередатчика 4 информационного радиосигнала соответствующей рабочей частоты, в противном случае первый микроконтроллер 24 принимает противоположное решение (коэффициент К_зап=1.2 обеспечивает запас по чувствительности, необходимый для измерения мощности принимаемых информационных радиосигналов при ухудшении условий распространения радиоволн и недостаточный для приема радиосигналов с удаленных базовых станций 1).

Затем первый микроконтроллер 24 запоминает измеренное значение мощности принимаемого информационного радиосигнала и считывает из первого блока 26 задания заданные на этой базовой станции 1 для идентификационного номера первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, значения рабочих частот информационных радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1, при которых с этой базовой станции 1 осуществляют излучение информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте (на каждой базовой станции 1, являющейся соседней по отношению к первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, единственной из указанных заданных рабочих частот является рабочая частота информационных радиосигналов, излучаемых с первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2). Если рабочая частота принимаемого информационного радиосигнала совпадает с одной из указанных заданных рабочих частот, то первый микроконтроллер 24 формирует на управляющем входе первого управляемого генератора 21 двоичную последовательность импульсов, соответствующую идентификационному номеру первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2.

Первый управляемый генератор 21 формирует высокочастотный частотно-манипулированный сигнал на заданной рабочей частоте, который поступает на вход регулируемого усилителя 22 мощности. С выхода регулируемого усилителя 22 мощности усиленный по мощности сигнал поступает на вход первой передающей антенны 23, которая излучает в пространство информационный радиосигнал, содержащий идентификационный номер первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2. Затем первый микроконтроллер 24 запоминает этот идентификационный номер.

Прием информационных радиосигналов, излучаемых с базовых станций 1, являющихся соседними по отношению к первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, осуществляют на всех базовых станциях 1, являющихся соседними по отношению к указанным соседним базовым станциям 1, с помощью содержащихся в них первых приемопередатчиков 4. При этом первая приемная антенна 6, входящая в состав каждого из этих первых приемопередатчиков 4, принимает информационные радиосигналы, излучаемые с указанных соседних базовых станций 1. Принимаемые информационные радиосигналы поступают на входы первых полосовых фильтров 7, которые осуществляют их селекцию по частоте. На каждой базовой станции 1, являющейся соседней по отношению к указанным соседним базовым станциям 1, на выходе первых полосовых фильтров 7 действуют соответствующие принимаемым информационным радиосигналам высокочастотные частотно-манипулированные сигналы. Эти сигналы поступают на входы первых малошумящих усилителей 8, с выходов которых сигналы поступают на входы первых амплитудных ограничителей 9. Первые амплитудные ограничители 9 осуществляют амплитудное ограничение сигналов. С выходов первых амплитудных ограничителей 9 сигналы поступают на входы первых частотных детекторов 10. Первые частотные детекторы 10 осуществляют частотное детектирование принимаемых информационных радиосигналов и вырабатывают двоичные последовательности импульсов, соответствующие идентификационному номеру первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2. Эти двоичные последовательности импульсов поступают на входы первого микроконтроллера 24, который определяет по ним идентификационный номер первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2.

Одновременно сигналы с выходов первых малошумящих усилителей 8 поступают на входы первых блоков 11 возведения в квадрат, выходные сигналы которых поступают на входы первых интеграторов 12, которые на входах первых АЦП 13 формируют в соответствии с формулой (2) сигналы, пропорциональные мощности принимаемых информационных радиосигналов. Цифровые коды с выходов первых АЦП 13 поступают на входы первого микроконтроллера 24. Первый микроконтроллер 24 определяет по цифровым кодам, действующим на выходах первых АЦП 13, и известным значениям коэффициентов усиления соответствующих каналов приема информационных и служебных радиосигналов, значения мощности Р_пр принимаемых информационных радиосигналов.

Для каждого из каналов приема информационных и служебных радиосигналов первый микроконтроллер 24 осуществляет проверку условия P_пр ≥ P_пр.мин/K_зап, где К_зап=1.2 и в случае его выполнения принимает решение о наличии на входе первого приемопередатчика 4 информационного радиосигнала соответствующей рабочей частоты, в противном случае первый микроконтроллер 24 принимает противоположное решение. Затем первый микроконтроллер 24 запоминает измеренные значения мощности принимаемых информационных радиосигналов и считывает из первого блока 26 задания заданные на этой базовой станции 1 для идентификационного номера первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, значения рабочих частот информационных радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1, при которых с этой базовой станции 1 осуществляют излучение информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте. Если рабочая частота одного из принимаемых информационных радиосигналов совпадает с одной из указанных заданных рабочих частот, то первый микроконтроллер 24 формирует на управляющем входе первого управляемого генератора 21 двоичную последовательность импульсов, соответствующую идентификационному номеру первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2.

Первый управляемый генератор 21 формирует высокочастотный частотно-манипулированный сигнал на заданной рабочей частоте, который поступает на вход регулируемого усилителя 22 мощности. С выхода регулируемого усилителя 22 мощности усиленный по мощности сигнал поступает на вход первой передающей антенны 23, которая излучает в пространство информационный радиосигнал, содержащий идентификационный номер первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2. Затем первый микроконтроллер 24 запоминает этот идентификационный номер.

По аналогии с изложенным первые приемопередатчики 4, входящие в состав всех других базовых станций 1, осуществляют прием и излучение информационных радиосигналов, содержащих информацию об идентификационном номере первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, а также запоминание этого идентификационного номера. При этом на каждой базовой станции 1 осуществляют измерение мощности информационных радиосигналов, излучаемых с соседних базовых станций 1, и запоминание измеренных значений мощности в первом микроконтроллере 24.

Информационные радиосигналы, излучаемые с каждой базовой станции 1, проникают через первые приемные антенны 6 на входы первых приемопередатчиков 4, входящих в состав соседних базовых станций 1. Однако это не вызывает "зацикливания" работы системы, поскольку излучение информационных радиосигналов с каждой базовой станции 1, кроме базовой станции 1, идентификационный номер которой содержится в передаваемых информационных радиосигналах, осуществляют лишь при приеме на этой базовой станции 1 информационных радиосигналов одной из заданных на этой базовой станции 1 рабочих частот. При этом излучение информационных радиосигналов с базовой станции 1, идентификационный номер которой содержится в передаваемых информационных радиосигналах, осуществляют независимо от работы соседних базовых станций 1.

Таким образом, первые приемопередатчики 4, входящие в состав базовых станций 1, в соответствии с информацией, содержащейся в первых блоках 26 задания, последовательно, по всем направлениям от базовой станции 1, являющейся источником передаваемой информации, к границам обслуживаемой территории на всех других последующих базовых станциях 1, являющихся соседними по отношению к предыдущим базовым станциям 1, осуществляют прием излучаемых с предыдущих базовых станций 1 информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах.

На каждом подвижном объекте 2, находящемся в пределах обслуживаемой территории, вторая приемная антенна 27, входящая в состав размещенного на нем второго приемопередатчика 5, представленного на фиг. 8, принимает информационные радиосигналы, излучаемые с базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится этот подвижный объект 2. Эти информационные радиосигналы содержат идентификационный номер первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2. Сигналы с выхода второй приемной антенны 27 поступают на входы третьих полосовых фильтров 28, которые осуществляют их селекцию по частоте. Сигналы с выходов третьих полосовых фильтров 28 поступают на входы вторых малошумящих усилителей 29, сигналы с выходов которых поступают на входы третьих амплитудных ограничителей 30.

Третьи амплитудные ограничители 30 осуществляют амплитудное ограничение сигналов. С выходов третьих амплитудных ограничителей 30 сигналы поступают на входы третьих частотных детекторов 31, которые осуществляют частотное детектирование принимаемых информационных радиосигналов. Двоичные последовательности импульсов, вырабатываемые третьими частотными детекторами 31, поступают на входы второго микроконтроллера 38. Одновременно сигналы с выходов вторых малошумящих усилителей 29 поступают на входы третьих блоков 32 возведения в квадрат, выходные сигналы которых поступают на входы третьих интеграторов 33, которые на входах третьих АЦП 34 формируют в соответствии с формулой (2) сигналы, пропорциональные мощности принимаемых информационных радиосигналов. Цифровые коды с выходов третьих АЦП 34 поступают на входы второго микроконтроллера 38. Второй микроконтроллер 38 определяет по цифровым кодам, действующим на выходах третьих АЦП 34, и известным значениям коэффициентов усиления соответствующих каналов приема информационных радиосигналов, значения мощности Р_пр принимаемых информационных радиосигналов. Для каждого из каналов приема информационных радиосигналов второй микроконтроллер 38 осуществляет проверку условия Р_пр≥Р_пр.мин и в случае его выполнения принимает решение о наличии на входе второго приемопередатчика 5 информационного радиосигнала соответствующей рабочей частоты, в противном случае второй микроконтроллер 38 принимает противоположное решение (при ухудшении условий распространения радиоволн снижение мощности принимаемых информационных радиосигналов компенсируют увеличением мощности информационных радиосигналов, излучаемых с соседних базовых станций 1, которое осуществляют в режиме "Регулировка чувствительности каналов приема позывных радиосигналов и мощности излучения базовых станций 1"). Затем второй микроконтроллер 38 обрабатывает двоичные последовательности импульсов, действующие на выходах соответствующих третьих частотных детекторов 31, и запоминает идентификационный номер первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2.

На каждой базовой станции 1 по окончании формирования информационного радиосигнала, содержащего номер первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, первый микроконтроллер 24 приводит первый приемопередатчик 4 в режим "Регулировка чувствительности каналов приема позывных радиосигналов и мощности излучения базовых станций 1".

Через фиксированный интервал времени, значительно превышающий длительность информационного радиосигнала, содержащего номер первой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых содержится позиционируемый подвижный объект 2, первый микроконтроллер 24 формирует на управляющем входе первого управляемого генератора 21 двоичную последовательность импульсов, содержащую служебную информацию об измеренных и запомненных в течение предыдущего режима "Передача информационных радиосигналов на подвижные объекты 2" значениях мощности принимаемых информационных радиосигналов, а также информацию о мощности информационных радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1. (Определение мощности информационных радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1, первый микроконтроллер 24 осуществляет по известному текущему значению коэффициента усиления по мощности регулируемого усилителя 22 мощности и по известным и фиксированным значениям всех других параметров передающего тракта первого приемопередатчика 4). Первый управляемый генератор 21 формирует высокочастотный частотно-манипулированный сигнал на заданной рабочей частоте, который поступает на вход регулируемого усилителя 22 мощности. С выхода регулируемого усилителя 22 мощности усиленный по мощности сигнал поступает на вход первой передающей антенны 23, которая излучает в пространство служебный радиосигнал, содержащий информацию об измеренных значениях мощности информационных радиосигналов, принимаемых с соседних базовых станций 1, а также информацию о мощности информационных радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1.

На каждой из соседних базовых станций 1 первая приемная антенна 6 принимает служебные радиосигналы, излучаемые с базовых станций 1, являющихся соседними по отношению к указанным соседним базовым станциям 1. Принимаемые служебные радиосигналы поступают на входы первых полосовых фильтров 7, которые осуществляют их селекцию по частоте. На каждой указанной соседней базовой станции 1 на выходе первых полосовых фильтров 7 действуют соответствующие принимаемым служебным радиосигналам высокочастотные частотно-манипулированные сигналы. Эти сигналы поступают на входы первых малошумящих усилителей 8, с выходов которых сигналы поступают на входы первых амплитудных ограничителей 9. Первые амплитудные ограничители 9 осуществляют амплитудное ограничение сигналов. С выходов первых амплитудных ограничителей 9 сигналы поступают на входы первых частотных детекторов 10. Первые частотные детекторы 10 осуществляют частотное детектирование принимаемых служебных радиосигналов и вырабатывают двоичные последовательности импульсов, соответствующие информации об измеренных значениях мощности информационных радиосигналов, принимаемых на базовых станциях 1, являющихся соседними по отношению к указанным соседним базовым станциям 1, а также соответствующие информации о мощности информационных радиосигналов, излучаемых с базовых станций 1, являющихся соседними по отношению к указанным соседним базовым станциям 1. Эти двоичные последовательности импульсов поступают на входы первого микроконтроллера 24. Аналогично первый микроконтроллер 24 принимает решение о наличии или об отсутствии на входе первого приемопередатчика 4 служебных радиосигналов соответствующих рабочих частот путем сравнения значений их мощности с пороговой величиной P_пр.мин/K_зап, где К_зап=1.2. На каждой из указанных соседних базовых станций 1 первый микроконтроллер 24 сравнивает между собой измеренные значения мощности информационных радиосигналов, принимаемых на базовых станциях 1, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции 1, и излучаемых с этой базовой станции 1 (с базовой станции 1, содержащей первый приемопередатчик 4, в состав которого входит указанный первый микроконтроллер 24), и определяет среди них минимальное значение мощности Р_{изм.пр. мин} (регистрация информационных радиосигналов происходит при выполнении условия P_пр ≥ P_пр.мин/K_зап, где К_зап=1.2, следовательно, значение P_{изм.пр .мин} ≥ P_пр.мин/1.2 и отлично от нуля). Затем первый микроконтроллер 24 определяет с помощью формулы (4) требуемое значение мощности P'_qизл излучаемых информационных радиосигналов и формирует на управляющем входе регулируемого усилителя 22 мощности управляющий сигнал, в соответствии с которым мощность излучаемых информационных радиосигналов принимает значение P'_qизл.

Затем первый микроконтроллер 24 определяет отношения измеренных значений мощности информационных радиосигналов, принимаемых на этой базовой станции 1, к соответствующим значениям мощности информационных радиосигналов, излучаемых с базовых станций 1, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции 1, и определяет среднее арифметическое значение полученных отношений значений мощности. Первый микроконтроллер 24 определяет с помощью формулы (5) по полученному среднему арифметическому значению требуемое значение чувствительности Р'_пр.мин канала приема позывных радиосигналов. Затем первый микроконтроллер 24 формирует на управляющем входе регулируемого малошумящего усилителя 15 управляющий сигнал, в соответствии с которым коэффициент усиления регулируемого малошумящего усилителя 15 принимает значение, при котором чувствительность канала приема позывных радиосигналов равна Р'_пр.мин.

По аналогии с описанным режимом "Передача информационных радиосигналов на подвижные объекты 2" в режиме "Регулировка чувствительности каналов приема позывных радиосигналов и мощности излучения базовых станций 1" вторые приемопередатчики 5, размещенные на подвижных объектах 2, принимают служебные радиосигналы, излучаемые с базовых станций 1, в зонах 3 действия которых они находятся. При этом в каждом втором приемопередатчике 5 второй микроконтроллер 38 по результатам анализа принимаемых служебных радиосигналов блокирует отображение служебной информации на втором индикаторе 39.

Режим "Регулировка чувствительности каналов приема позывных радиосигналов и мощности излучения базовых станций 1" имеет фиксированную и одинаковую на всех базовых станциях 1 продолжительность. На каждой базовой станции 1 по окончании режима "Регулировка чувствительности каналов приема позывных радиосигналов и мощности излучения базовых станций 1" первый микроконтроллер 24 приводит первый приемопередатчик 4 в режим "Передача информационных радиосигналов на подвижные объекты 2".

На позиционируемом подвижном объекте 2 по окончании излучения позывного радиосигнала, содержащего код первой из семи заданных рабочих частот, через некоторый заданный интервал времени второй микроконтроллер 38 формирует на управляющем входе второго управляемого генератора 35 двоичную последовательность импульсов, соответствующую коду второй из семи заданных рабочих частот. Продолжительность указанной двоичной последовательности импульсов фиксирована. Продолжительность указанного интервала времени фиксирована также и многократно превышает длительность каждого из информационных радиосигналов. Второй управляемый генератор 35 формирует высокочастотный частотно-манипулированный сигнал, соответствующий указанному коду. Этот сигнал поступает на вход усилителя 36 мощности, сигнал с выхода которого поступает на вход второй передающей антенны 37. Вторая передающая антенна 37 излучает в пространство позывной радиосигнал, представляющий собой высокочастотный частотно-манипулированный радиосигнал, содержащий код второй из семи заданных рабочих частот.

Далее аналогично описанному на базовых станциях 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, осуществляют прием этого позывного радиосигнала. Если на одной из этих базовых станций 1 заданная рабочая частота информационных радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции 1, и вторая из семи заданных рабочих частот, код которой содержится в позывном радиосигнале, совпадают, то с этой базовой станции 1 осуществляют излучение информационного радиосигнала, содержащего идентификационный номер этой базовой станции 1, а затем осуществляют запоминание этого идентификационного номера в первом микроконтроллере 24. (Как уже указывалось, этой базовой станцией 1 не может являться первая из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2).

Затем прием и излучение информационных радиосигналов, содержащих идентификационный номер второй из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится подвижный объект 2, а также запоминание указанного идентификационного номера осуществляют аналогично описанному с помощью первых приемопередатчиков 4, входящих в состав всех базовых станций 1, кроме последней базовой станции 1. Прием этих информационных радиосигналов и запоминание указанного идентификационного номера осуществляют аналогично описанному с помощью вторых приемопередатчиков 5 на подвижных объектах 2, находящихся в пределах обслуживаемой территории.

Затем второй приемопередатчик 5, размещенный на позиционируемом подвижном объекте 2, аналогичным образом поочередно излучает с интервалом времени указанной продолжительности позывные радиосигналы, содержащие соответственно коды с третьей по седьмую из семи заданных рабочих частот.

В соответствии с этим в течение всего цикла излучения позывных радиосигналов со всех базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, осуществляют аналогичным образом поочередно передачу информационных радиосигналов на подвижные объекты 2, находящиеся в пределах обслуживаемой территории. Число базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, лежит, как уже указывалось, в диапазоне от трех до семи.

При передаче информационных радиосигналов с каждой из базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится подвижный объект 2, на подвижные объекты 2, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, аналогично описанному функционируют в режиме "Регулировка чувствительности каналов приема позывных радиосигналов и мощности излучения базовых станций 1" первые приемопередатчики 4, входящие в состав каждой базовой станции 1.

Предполагаем, что изменение местоположения позиционируемого подвижного объекта 2, происходящее за время одного цикла излучения позывных радиосигналов, пренебрежимо мало.

В первом приемопередатчике 4, входящем в состав каждой базовой станции 1, по окончании каждого интервала времени, равного по продолжительности одному циклу излучения позывных радиосигналов, первый микроконтроллер 24 по запомненным идентификационным номерам базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, считывает из первого блока 26 задания координаты размещения и значения радиусов зон 3 действия этих базовых станций 1 и определяет с помощью формулы (3) местоположение позиционируемого подвижного объекта 2. Затем первый микроконтроллер 24 формирует на входах первого индикатора 25 сигналы для отображения информации о местоположении позиционируемого подвижного объекта 2 на обслуживаемой территории.

Во втором приемопередатчике 5, размещенном на каждом подвижном объекте 2, по окончании каждого интервала времени, равного по продолжительности одному циклу излучения позывных радиосигналов, второй микроконтроллер 38 по запомненным идентификационным номерам базовых станций 1, в зонах 3 действия которых находится позиционируемый подвижный объект 2, считывает из второго блока 40 задания координаты размещения и значения радиусов зон 3 действия этих базовых станций 1 и определяет с помощью формулы (3) местоположение позиционируемого подвижного объекта 2. Затем второй микроконтроллер 38 формирует на входах второго индикатора 39 сигналы для отображения информации о местоположении позиционируемого подвижного объекта 2 на обслуживаемой территории.

На базовых станциях 1 и на подвижных объектах 2 первые микроконтроллеры 24 и вторые микроконтроллеры 38 соответственно отсчет указанных интервалов времени ведут автономно, не синхронизируя друг относительно друга моменты времени начала отсчета.

Таким образом, способ позволяет, в отличие от прототипа, определять область обслуживаемой территории, образованную фрагментами границ зон 3 действия базовых станций 1, в которой находится позиционируемый подвижный объект 2, что значительно повышает точность определения местоположения позиционируемого подвижного объекта 2 в системе координат, связанной с какой-либо точкой обслуживаемой территории. Вместе с тем способ позволяет значительно повысить, по сравнению с прототипом, точность определения местоположения подвижных объектов 2, находящихся на центральных участках зон 3 действия базовых станций 1. Более того, способ позволяет, в отличие от прототипа, определять местоположение позиционируемого подвижного объекта 2 на подвижных объектах 2, находящихся в пределах обслуживаемой территории, и на базовых станциях 1 и не требует применения центра коммутации и оптоволоконных линий связи, что значительно расширяет возможности способа.

Изобретение относится к радионавигации, а именно к способам определения местоположения подвижных объектов. Технический результат состоит в повышении точности определения местоположения подвижных объектов и расширении возможностей способа на основе рационального размещения базовых станций на обслуживаемой территории. Способ заключается в том, что в центрах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, размещают базовые станции с заданным на каждой из этих базовых станций уникальным идентификационным номером, радиусы зон действия этих базовых станций задают равными длине стороны каждого правильного шестиугольника, с позиционируемого подвижного объекта, являющегося одним из подвижных объектов, находящихся в пределах обслуживаемой территории, осуществляют излучение позывных радиосигналов на заданной рабочей частоте. Базовые станции размещены в центрах и в вершинах правильных шестиугольников, в зонах действия которых находятся подвижные объекты. 8 ил.

Способ определения местоположения подвижного объекта, заключающийся в том, что в центрах условных ячеек, представляющих собой равные правильные шестиугольники, плотно покрывающие обслуживаемую территорию, размещают базовые станции с заданным на каждой из этих базовых станций уникальным идентификационным номером, радиусы зон действия этих базовых станций задают равными длине стороны каждого правильного шестиугольника, с позиционируемого подвижного объекта, являющегося одним из подвижных объектов, находящихся в пределах обслуживаемой территории, осуществляют излучение позывных радиосигналов на заданной рабочей частоте, эти позывные радиосигналы принимают на базовых станциях, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, с этих базовых станций передают информационные сигналы, содержащие идентификационные номера указанных базовых станций, по этим информационным сигналам определяют местоположение позиционируемого подвижного объекта, отличающийся тем, что в вершинах указанных правильных шестиугольников размещают дополнительно базовые станции с заданным на каждой из этих базовых станций уникальным идентификационным номером, радиусы зон действия этих базовых станций задают равными длине стороны каждого правильного шестиугольника, базовыми станциями, в зонах действия которых находятся подвижные объекты, являются базовые станции, размещаемые в центрах и в вершинах правильных шестиугольников, в зонах действия которых находятся подвижные объекты, передаваемыми информационными сигналами, содержащими идентификационные номера базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, являются соответствующие информационные радиосигналы, передачу информационных радиосигналов с указанных базовых станций осуществляют на подвижные объекты, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, задают семь различных рабочих частот радиосигналов, излучаемых со всех базовых станций, из семи заданных рабочих частот на каждой базовой станции задают одну рабочую частоту радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции, отличную от рабочих частот радиосигналов, излучаемых с соседних базовых станций, из семи заданных рабочих частот на каждом подвижном объекте задают пять различных рабочих частот информационных радиосигналов, принимаемых на этом подвижном объекте, на каждой из базовых станций и на подвижных объектах, находящихся в пределах обслуживаемой территории, задают дополнительно координаты размещения всех базовых станций, а также соответствующие им заданные идентификационные номера и радиусы зон действия всех базовых станций, передача информационных радиосигналов с базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, на подвижные объекты, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, состоит в том, что вначале с одной из этих базовых станций осуществляют излучение информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте, на всех базовых станциях, являющихся соседними по отношению к указанной базовой станции, осуществляют прием излучаемых с последней базовой станции информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах, затем на всех других базовых станциях, являющихся соседними по отношению к указанным базовым станциям, осуществляют прием излучаемых с указанных базовых станций информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах, затем таким же образом последовательно по всем направлениям от указанной базовой станции, в зоне действия которой находится позиционируемый подвижный объект, к границам обслуживаемой территории на всех других последующих базовых станциях, являющихся соседними по отношению к предыдущим базовым станциям, осуществляют прием излучаемых с предыдущих базовых станций информационных радиосигналов и их излучение на соответствующих заданных рабочих частотах, затем осуществляют аналогичным образом поочередно передачу информационных радиосигналов со всех других базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, на подвижные объекты, находящиеся в пределах обслуживаемой территории, при этом излучение информационных радиосигналов на заданной рабочей частоте с каждой базовой станции, кроме базовой станции, идентификационный номер которой содержится в передаваемых информационных радиосигналах, осуществляют при приеме на этой базовой станции информационных радиосигналов одной из заданных на этой базовой станции рабочих частот, на подвижных объектах, находящихся в пределах обслуживаемой территории, осуществляют на заданных рабочих частотах прием информационных радиосигналов, передаваемых с каждой из базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, определение местоположения позиционируемого подвижного объекта осуществляют на подвижных объектах, находящихся в пределах обслуживаемой территории, и на базовых станциях по идентификационным номерам базовых станций, в зонах действия которых находится позиционируемый подвижный объект, а также по дополнительно заданным координатам размещения и радиусам зон действия этих базовых станций, на каждой базовой станции осуществляют измерение мощности информационных радиосигналов, принимаемых с соседних базовых станций, затем с каждой базовой станции осуществляют излучение служебных радиосигналов, содержащих информацию об измеренных значениях мощности, а также информацию о мощности информационных радиосигналов, излучаемых с этой базовой станции, на каждой из соседних базовых станций осуществляют прием указанных служебных радиосигналов и регулировку мощности излучаемых информационных радиосигналов по измеренным значениям мощности информационных радиосигналов, принимаемых на базовых станциях, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции, и излучаемых с этой базовой станции, на каждой из указанных соседних базовых станций по принимаемым служебным радиосигналам осуществляют также определение отношений измеренных значений мощности информационных радиосигналов, принимаемых на этой базовой станции, к соответствующим значениям мощности информационных радиосигналов, излучаемых с базовых станций, являющихся соседними по отношению к указанной соседней базовой станции, на каждой из указанных соседних базовых станций по полученным отношениям значений мощности осуществляют регулировку чувствительности канала приема позывных радиосигналов, излучаемых с позиционируемого подвижного объекта.