СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ Российский патент 2019 года по МПК G01S5/10 

Изобретение относится к навигации, в том числе, радионавигации, и может быть использовано для определения дальности между двумя объектами, перемещающимися относительно друг друга, и управления их движением в зонах навигации. Сигналы передает один из объектов либо оба одновременно, а на принимающем объекте их идентифицируют и определяют дальность между фазовыми центрами антенн (ФЦА) упомянутых объектов. Реализация способа позволит, в том числе, упростить соответствующие системы навигации, обеспечить однозначность определения указанных дальностей без привлечения дополнительной информации.

Известны способы определения дальности, основанные на использовании амплитудных, временных, импульсных, частотных, фазовых и импульсно-фазовых методов измерения параметров сигнала (Патенты РФ 2022297, 2096800, 2192022, 2213979, 2232402, 2258242, 2264598, 2309420, 2325666, 2363117, 2371737, 2378660, 2430385, 2439617, 2506605, 2507529, 2510518, 2539968, 2558640, 2559813, 2567114, 2568104, 2572589, 2584976, 2587471, 2597007, 2598000, 2599984, 2602506, 2620359, 2638572, 2640032, 2653506, 2657237; Патенты США №№9423502 В2, 9465099 В2, 9485629 В2, 9488735 В2, 9661604 В1, 9681267 В2, 2016/0327630 А1. 2016/0330584А1, 2016/0337933 А1, Пат.FR 2504275; Основы испытаний летательных аппара-тов/ Е.И. Кринецкий и др. Под ред. Е.И. Кринецкого. - М.: Машиностр., 1979, с. 64-89; Радиотехнические системы /Ю.М. Казаринов и др. Под ред. Ю.М. Казаринова. - М.: ИЦ «Академия», 2008, с. 7, 17-18, п.п. 7.1-7.4, гл. 10.; Мельников Ю.П., Попов С.В. Радиотехническая разведка. Методы оценки эффективности местоопределения источников излучения.- М.; «Радиотехника» 2008, гл. 5; Кинкулькин И.Е. и др. Фазовый метод определения координат.- М.: Сов. радио, 1979, с. 10-11,97-100).

Известные способы имеют те или иные недостатки, например, большую мощность передатчика, сложность обнаружения движущихся объектов на фоне отражений от неподвижных объектов в импульсном методе, необходимость иметь несколько антенн, высокие требования к линейности ПЧМ сигнала в частотном методе, неоднозначность определения из-за повторения фазы через период в фазовом методе, необходимость наличия единой системы времени принимающей сигналы системы и объекта, недостаточное быстродействие и точность и др.

По критерию минимальной достаточности наиболее близким является способ определения дальности объектов по патенту RU №2587471.

Преимуществом заявляемого способа определения дальности между объектами, перемещающихся относительно друг друга, по сравнению с известными способами является обеспечение однозначного определения дальности без привлечения дополнительной информации о местоположении объектов и отсутствие требования обеспечения наличия единой системы времени на объектах. Это достигается тем, что сигналы с индивидуальными признаками передает один из объектов либо оба одновременно, на принимающем объекте их идентифицируют и измеряют одним из известных методов проекцию относительной скорости объекта на прямую, соединяющую ФЦА объектов, соответствующее ей ускорение, производную этого ускорения по времени. По указанным проекциям определяют указанную дальность по предложенному в способе уравнению измерения.

Для достижения указанного технического результата в соответствии с на-стоящим изобретением в способе определения дальности d между фазовыми центрами антенн двух объектов, перемещающихся относительно друг друга, сигналы с индивидуальными признаками передает один из объектов либо оба одновременно, на принимающем объекте их идентифицируют и измеряют одним из известных методов проекцию относительной скорости v объектов на прямую, соединяющую фазовые центры их антенн, соответствующее ей ускорение а, производную этого ускорения b по времени, и по указанным проекциям определяют указанную дальность в соответствии с уравнением измерения , где - абсолютное значение величины s.

Также передают электромагнитные сигналы в диапазоне радиочастот. Также передают электромагнитные сигналы в оптическом диапазоне частот.

Также передают сигналы в акустическом диапазоне частот. Кроме того, формируют и передают гармонический сигнал либо совокупность гармонических сигналов.

Совокупность всех признаков позволяет определить дальности между указанными объектами с достижением упомянутого технического результата.

В существующем уровне техники не выявлено источников информации, которые содержали бы сведения о способах того же назначения с указанной совокупностью признаков. Ниже изобретение описано более детально. Сущность способа заключается в следующем.

С одного либо обоих перемещающихся относительно друг друга объектов передают сигналы, например, радиосигналы, на принимающем объекте их идентифицируют и измеряют одним из известных методов проекцию скорости v объекта, соответствующее ей ускорение а, производную этого ускорений b по времени на прямую, соединяющую ФЦА объектов. Измерение скорости основано, например, на измерении смещения частоты сигнала, связанного с эффектом Доплера. По указанным проекциям определяют дальность d между ФЦА объектов в соответствии с указанным уравнением измерения.

Сигналы могут передавать в указанных диапазонах частот, а также в виде гармонического сигнала либо совокупности гармонических сигналов.

Дальность между ФЦА объектов определяются однозначно без привлечения дополнительной априорной информации.

Способ может найти применение, в том числе, для построения универсальной навигационно-посадочной системы. Перечислим основные достоинства способа:

- обеспечивает однозначное определение дальности между ФЦА перемещающихся относительно друг друга объектов с высокой точностью;

- практически исключается влияние на точность определения указанной дальности наличие отраженных (например, от земли) сигналов;

-не требуется единая система времени на объектах;

- реализация способа проще и дешевле, чем известных аналогов;

- предъявляет низкие требования к вычислительной системе по быстродействию и объему памяти.

Результативность и эффективность использования заявляемого способа состоит в том, что он может быть применен на практике для развития и совершенствования систем определения дальности между ФЦА перемещающихся относительно друг друга объектов, а также в других приложениях. Способ позволяет однозначно определять указанную дальность с большой точностью и более просто по сравнению с известными способами.

Таким образом, заявляемый способ обеспечивает появление новых свойств, не достигаемых в аналогах. Проведенный анализ позволил установить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию «новизны».

Также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения действий на достижение указанного результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень». Таким образом, заявленное изобретение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень», а также критерию «промышленная применимость».

Изобретение относится к навигации, в том числе радионавигации, и может использоваться для определения дальности между фазовыми центрами антенн двух объектов, перемещающихся относительно друг друга, и управления их движением в зонах навигации. Технический результат - отсутствие, в том числе, требования наличия единой системы времени для передающего и принимающего сигналы объектов и обеспечение однозначности определения указанной дальности. Способ характеризуется тем, что сигналы с индивидуальными признаками передает один из объектов либо оба одновременно, на принимающем объекте их идентифицируют и измеряют проекцию относительной скорости объекта на прямую, соединяющую фазовые центры антенн объектов, соответствующее ей ускорение, производную этого ускорения по времени, по указанным проекциям определяют указанную дальность по соответствующему уравнению измерения. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ определения дальности d между фазовыми центрами антенн двух объектов, перемещающихся относительно друг друга, при котором сигналы с индивидуальными признаками передает один из объектов либо оба одновременно, на принимающем объекте их идентифицируют и измеряют проекцию относительной скорости v объектов на прямую, соединяющую фазовые центры их антенн, соответствующее ей ускорение а, производную этого ускорения b по времени, и по указанным проекциям определяют указанную дальность в соответствии с уравнением измерения где - знак абсолютного значения (модуля) заключенной в нем величины.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что передают электромагнитные сигналы в диапазоне радиочастот.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что передают электромагнитные сигналы в оптическом диапазоне частот.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что передают сигналы в акустическом диапазоне частот.

5. Способ по п. 1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что формируют и передают гармонический сигнал либо совокупность гармонических сигналов.