СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК G01S13/46 G01S5/02 G01S3/14 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

Изобретения относятся к радиотехнике и могут быть использованы для определения местоположения источников радиоизлучений (ИРИ) с летно-подъемного средства (ЛПС) угломерно-дальномерным способом. Достигаемым техническим результатом является повышение точности местоопределения ИРИ. Технический результат достигается тем, что учитывается ориентация антенной решетки пеленгатора относительно борта ЛПС, местоположение и собственная ориентация ЛПС в пространстве, а также особенности рельефа местности района измерений. В процессе работы одновременно с измерением пространственных параметров ИРИ: азимута θ_i и угла места β_i оценивают местоположение ЛПС в пространстве, его ориентацию через угловые параметры: крен , тангаж и склонение , а также подстилающую поверхность с использованием цифровой карты района измерений. Указанный результат достигается также путем последовательного уточнения значения вектора направления на s-й ИРИ с одновременным переходом от одной системы координат к другой. Устройство определения координат ИРИ, реализующее способ, содержит двухканальный фазовый интерферометр, восемь вычислителей, пять запоминающих устройств, радионавигатор, устройство угловой ориентации ЛПС, блок управления, блок сравнения, блок коммутации, шесть входных установочных шин и выходную шину, определенным образом соединенные между собой. 2 н.п. ф-лы, 20 ил.

1. Способ определения координат источника радиоизлучения (ИРИ), заключающийся в том, что принимают сигналы ИРИ в заданной полосе частот ΔF перемещающимся в пространстве бортовым пеленгатором, установленным на летно-подъемном средстве (ЛПС), измеряют пространственно-информационные параметры обнаруженных сигналов: азимут θ_si и угол места β_si в системе координат антенной системы с одновременным определением местоположения ЛПС в момент времени t_i, где β_lps, L_lps и H_lps - соответственно широта, долгота и высота ЛПС, отличающийся тем, что переводят координаты ЛПС в геоцентрическую систему координат а вектор направления на s-й ИРИ в левостороннюю систему декартовых координат корректируют вектор направления на s-й ИРИ с учетом априорно известной ориентации антенной системы бортового пеленгатора относительно ЛПС {k_ant, l_ant, ζ_ant}, где k_ant, l_ant, ζ_ant - соответственно углы крена, тангажа и склонения антенной системы, путем последовательного умножения значений на соответствующие углам Эйлера матрицы поворота, после чего в нормальной системе координат вычисляют уточненное значение вектора направления на s-й ИРИ с учетом измеренных в момент времени t_i пространственных углов ЛПС: крена тангажа и склонения определяют уточненные значения азимута угла места и удаление ЛПС, находящегося в момент времени t_i на высоте от s-го ИРИ расположенного на поверхности "круглой" Земли, в противном случае, при невозможности получения начинают новый цикл измерений, в геоцентрической системе координат определяют значение истинного вектора направления на s-й ИРИ которое зависит от широты B_lps и долготы L_lps местоположения ЛПС, определяют координаты точки пересечения вектора с "круглой" Землей преобразуют геоцентрические координаты s-го ИРИ в географические где B_s и L_s - соответственно широта и долгота s-го ИРИ, результаты вычислений уточненного угла места сравнивают с пороговым значением Δβ, определяющим заданную потенциальную точность измерения местоположения ИРИ, при невыполнении пороговых условии , а также при выполнении пороговых условии и отсутствии цифровой карты рельефа местности района измерений, представляющей собой матрицу с заданной дискретностью по координатам района измерений с соответствующими значениями высот рельефа, в качестве координат s-го ИРИ используют значение при выполнении пороговых условий и наличии цифровой карты рельефа района измерений формируют последовательный набор значений высот {H_i,j}, j=1, 2, …, J, который соответствует равномерно распределенным координатам на отрезке, соединяющем координаты и J=d(H₀)/Δd, где Δd - шаг сканирования по вектору направления на s-й ИРИ, определяется заданной точностью предварительного измерения координат ИРИ, рассчитывают координаты соответствующие дискретно выделенным высотам рельефа местности H_i,j, а за предварительные координаты s-го ИРИ принимают первую точку разбиения вектора находящуюся ниже уровня рельефа местности, уточняют местоположение s-го ИРИ путем выделения соседней точки разбиения находящейся над рельефом местности, отрезок вектора направления на s-й ИРИ делят на δ равных интервалов, Δδ<<Δd, где Δδ - шаг сканирования по выделенному отрезку вектора направления и определяется конечной заданной точность измерения координат ИРИ, для назначенных точек вычисляют координаты и соответствующие им значения высот рельефа местности H_i,j,δ, за точные координаты s-го ИРИ принимают значение находящееся между соседними точками, расположенными выше или ниже рельефа местности, а полученное значение координат s-го ИРИ преобразуют в удобную географическую систему координат

2. Устройство определения координат источника радиоизлучения (ИРИ), содержащее антенную решетку, выполненную из N>2 идентичных антенных элементов, расположенных в плоскости пеленгования, антенный коммутатор, N входов которого подключены к соответствующим N выходам антенной решетки, а сигнальный и опорный выходы коммутатора подключены соответственно к сигнальному и опорному входам двухканального приемника, выполненного по схеме с общими гетеродинами, аналого-цифровой преобразователь, выполненный двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, причем сигнальный и опорный выходы промежуточной частоты двухканального приемника соединены соответственно с сигнальным и опорным входами аналого-цифрового преобразователя, блок преобразования Фурье, выполненный двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, сигнальный и опорный входы которого соединены соответственно с сигнальным и опорным выходами аналого-цифрового преобразователя, первое и второе запоминающие устройства, блок вычитания, блок формирования эталонных значений первичных пространственно-информационных параметров (ППИП), блок вычисления ППИП, первый информационный вход которого соединен с сигнальным выходом блока преобразования Фурье, а второй информационный вход - с опорным выходом блока преобразования Фурье, группа информационных выходов блока вычисления ППИП соединена с группой информационных входов первого запоминающего устройства, группа информационных выходов которого соединена с группой входов вычитаемого блока вычитания, группа входов уменьшаемого которого соединена с группой информационных выходов второго запоминающего устройства, группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов блока формирования эталонных значений ППИП, группа информационных входов которого является первой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, последовательно соединенные умножитель, сумматор, третье запоминающее устройство, блок определения азимута и угла места, причем первая и вторая группы информационных входов умножителя объединены поразрядно и соединены с группой информационных выходов блока вычитания, генератор синхроимпульсов, выход которого соединен с управляющим входом антенного коммутатора, входами синхронизации аналого-цифрового преобразователя, блока преобразования Фурье, первого, второго и третьего запоминающих устройств, блока вычитания, умножителя, сумматора, блока определения азимута и угла места, блока формирования эталонных значений ППИП и блока вычисления ППИП, отличающееся тем, что дополнительно введены первый вычислитель, предназначенный для перевода пространственных параметров летно-подъемного средства (ЛПС) в геоцентрическую систему координат а вектора направления на s-й ИРИ - в левостороннюю систему декартовых координат второй вычислитель, предназначенный для коррекции вектора направления на s-й ИРИ с учетом априорно известной ориентации антенной системы бортового пеленгатора третий вычислитель, предназначенный для вычисления в нормальной системе координат уточненного вектора направления на s-й ИРИ с учетом измеренных в момент времени t_i пространственных углов ЛПС, четвертый вычислитель, предназначенный для вычисления значений азимутального угла угла места и удаления s-го ИРИ от ЛПС d(H₀), пятый вычислитель, предназначенный для определения в геоцентрической системе координат значения истинного вектора направления на s-й ИРИ величина которого зависит от широты B_lps и долготы L_lps местоположения ЛПС, шестой вычислитель, предназначенный для определения координат точки пересечения вектора с "круглой" Землей и преобразования геоцентрических координат s-го ИРИ в географические седьмой вычислитель, предназначенный для нахождения координат s-го ИРИ с заданной точностью восьмой вычислитель, предназначенный для преобразования геоцентрических координат s-го ИРИ в географические блок управления, предназначенный для преобразования части вектора ограниченного точками и в соответствующую линейку адресов {A_i,j,δ} высот {H_i,j,δ} рельефа местности, блок коммутации, четвертое и пятое запоминающие устройства, радионавигатор, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая входные установочные шины устройства определения координат ИРИ, блок сравнения и устройство угловой ориентации ЛПС, предназначенное для измерения углов крена тангажа и склонения ЛПС, причем первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой вычислители подключены последовательно, первая и вторая группы информационных входов первого вычислителя соединены соответственно с первой и второй группами информационных выходов блока определения азимута и угла места, третья группа информационных входов первого вычислителя объединена со вторыми группами информационных входов четвертого и пятого вычислителей, первыми группами информационных входов устройства угловой ориентации ЛПС и блока управления и группой информационных выходов радионавигатора, последовательно соединены седьмой вычислитель, восьмой вычислитель и блок коммутации, группа информационных выходов которого является выходной шиной устройства определения координат ИРИ, а вторая группа информационных входов блока коммутации объединена с группой информационных выходов шестого вычислителя, третьей группой информационных входов блока управления и первой группой информационных входов седьмого вычислителя, вторая группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов пятого вычислителя и второй группой информационных входов блока управления, четвертая группа информационных входов является шестой установочной шиной устройства определения координат ИРИ, пятая группа информационных входов объединена со второй группой информационных входов шестого вычислителя и группой информационных выходов первого вычислителя, а третья группа информационных входов седьмого вычислителя соединена с группой информационных выходов пятого запоминающего устройства, группа адресных входов которого соединена с группой адресных выходов блока управления, а группа информационных входов объединена с четвертой группой информационных входов блока управления и является пятой входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, вторая входная установочная шина которого соединена с группой информационных входов четвертого запоминающего устройства, группа информационных выходов которого соединена с второй группой информационных входов второго вычислителя, вход синхронизации которого объединен с выходом генератора синхроимпульсов и со входами синхронизации первого, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого вычислителей, четвертого и пятого запоминающих устройств, блока управления и устройства угловой ориентации ЛПС, первая группа информационных выходов которого соединена со второй группой информационных входов третьего вычислителя, а вторая группа информационных входов является третьей входной установочной шиной устройства определения координат ИРИ, четвертая входная установочная шина которого соединена со второй группой информационных входов блока сравнения, выход которого соединен со входом управления блока коммутации, а первая группа информационных входов соединена с группой информационных выходов четвертого вычислителя, выход обнуления которого соединен со входами обнуления первого, второго и третьего вычислителей.