СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ С БОРТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМБИНИРОВАННОЙ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2021 года по МПК G01S1/08 G01S5/04 G01R29/08 

Описание патента на изобретение RU2741068C1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиомониторинга при решении задачи скрытного определения координат источников радиоизлучений (ИРИ), в частности для определения координат ИРИ с борта летательного аппарата (ЛА).

Известен способ определения местоположения пользовательского терминала с использованием двух спутников-ретрансляторов (CP) [1]. Указанный способ заключается в том, что на основе измерений временных задержек и частотных сдвигов между переданными и принятыми тестовыми сигналами системы, с учетом известных координат первого и второго спутников-ретрансляторов CP1, СР2, векторов их скоростей , , координат узла межсетевого сопряжения (УМС) и предварительно заданных частот конвертирования ƒr1, ƒr2 рабочих частот CP1, СР2, вычисляют широту ϕпт и долготу λпт пользовательского терминала (ПТ).

Для реализации указанного известного способа выполняют следующие этапы:

определяют расстояние RCP1-пт между первым CP1 и ПТ;

определяют расстояние RCP2-пт между вторым СР2 и ПТ;

измеряют модуль, азимут αпт вектора скорости пользовательского терминала и его высоту hпт относительно земной поверхности;

вычисляют в УМС доплеровские сдвиги частот и первого и второго узкополосных тестовых сигналов, обусловленные радиальными скоростями ПТ относительно CP1 и СР2, для чего предварительно определяют вероятные местоположения ПТ с учетом известных координат CP1, СР2 и определенных параметров и ;

определяют, по меньшей мере, один из параметров: радиальную скорость перемещения первого CP1 относительно ПТ, и/или радиальную скорость перемещения второго СР2 относительно ПТ, с учетом доплеровских сдвигов частот и ;

вычисляют широту ϕпт и долготу λпт ПТ.

При таком способе обеспечивается высокая точность определения координат пользовательского терминала в широком диапазоне скоростей его перемещения за счет определения частотных сдвигов сигналов системы.

Недостатками аналога являются: длительное время определения координат ПТ, связанное с необходимостью проведения дополнительных измерений модуля, азимута вектора скорости ПТ и его высоты относительно земной поверхности; необходимость ответной передачи тестовых сигналов с ПТ, чьи координаты необходимо определить в УМС через СР.

Известен способ определения координат ИРИ с использованием летательного аппарата [2]. Указанный способ заключается в том, что:

выбирают 3-мерную декартову систему координат (ДСК) для производства измерений и расчетов;

размещают измеритель на ЛА;

перемещают указанный ЛА в пространстве;

принимают радиосигнал ИРИ в заданной полосе частот ΔF;

измеряют и запоминают первичные координатно-информативные параметры принятого радиосигнала, в качестве которых используют амплитуды напряженности электрического поля (АНЭП), создаваемее ИРИ в точках приема;

измеряют и запоминают вторичные параметры (ВП) - координаты местоположения ЛА;

многократно измеряют и запоминают совокупности АНЭП En (где n=1…N) и ВП - координаты ЛА в 3-мерной ДСК xn, yn и zn в процессе перемещения ЛА;

вычисляют N-1 коэффициентов окружностей Апполония, как отношений АНЭП, перемноженных на обратные отношения высот ЛА в соответствующих точках измерения;

формируют N-1 сферических поверхностей положения (СПП) ИРИ путем построения и последующего вращения окружностей Апполония вокруг осей, соединяющих соответствующие фокусы;

в качестве координат ИРИ в пространстве принимают координаты точки пересечения N-1 указанных СПП ИРИ.

В указанном способе компенсируется ошибка определения координат ИРИ на плоскости на основе использования СПП ИРИ, формируемых вращением окружностей Апполония вокруг осей, соединяющих соответствующие фокусы.

Недостатком аналога являются длительное время определения координат ИРИ, связанное с необходимостью измерения N≥5 раз совокупности АНЭП и ВП в процессе перемещения ЛА.

Из известных способов наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого способа по своей технической сущности является способ определения координат ИРИ с борта ЛА с использованием комбинированной триортогональной антенной системы (КТОАС) [3] заключающийся в том, что:

принимают радиосигналы с использованием КТОАС, измеряют координаты центров и углы ориентации КТОАС в различные моменты времени t1 и t2;

измеряют ортогональные компоненты Ех1, Еу1, Ez1 и Ex2, Ey2, Ez2 векторов напряженности электрического поля и в различных точках пространства расположения ЛА в моменты времени t1 и t2;

измеряют ортогональные компоненты Нх1, Ну1, Hz1 и Нх2, Ну2, Hz2 векторов напряженности магнитного поля и в различных точках пространства расположения ЛА в моменты времени t1 и t2;

определяют ориентации векторов в пространстве;

строят вспомогательные плоскости ΩE1, ΩE2, ΩH1 и ΩH2,

строят положения ИРИ и на пересечении вспомогательных плоскостей ΩE1, ΩH1 и ΩE2, ΩH2 соответственно;

вычисляют координаты ИРИ в точке пересечения линий положения ИРИ и

Недостатком способа прототипа является длительное время определения координат ИРИ, связанное с временным интервалом между моментами времени t1 и t2, обусловленным необходимостью перемещения ЛА между измерениями на расстояние, соизмеримое с расстоянием от ЛА до ИРИ.

Техническим результатом изобретения является снижение времени, затрачиваемого на определение координат ИРИ, на основе использования КТОАС, состоящей из трех антенных элементов (АЭ) в виде несимметричных вибраторов штыревого типа и трех рамочных АЭ.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения координат ИРИ с борта ЛА с использованием КТОАС, состоящей из трех АЭ в виде несимметричных вибраторов штыревого типа и трех рамочных АЭ, заключающемся в том, что выбирают топоцентрическую ДСК OЗXЗYЗZЗ и ДСК OЛXЛYЛZЛ связанную с ЛА для производства измерений и расчетов, размещают измерительную аппаратуру, оснащенную КТОАС, на ЛА, который перемещают в пространстве, измеряют координаты центра КТОАС ОЛ и углы ориентации КТОАС в момент времени t1, измеряют в момент времени t1 с помощью КТОАС ортогональные компоненты Ех1, Еу1, Ez1 вектора напряженности электрического поля , а также ортогональные компоненты Нх1, Ну1, Hz1 вектора напряженности магнитного поля принятого аналогового радиосигнала, определяют ориентацию векторов напряженности электрического и магнитного поля и в ДСК OЛXЛYЛZЛ путем векторного сложения ортогональных компонент Ех1, Еу1, Ez1 и Нх1, Ну1, Hz1 соответственно, строят вспомогательные плоскости ΩE1 и ΩH1, так, что бы они были перпендикулярны векторам и соответственно и проходили через центр КТОАС OЛ, строят линию положения ИРИ , соответствующую пересечению плоскостей ΩE1 и ΩH1, вычисляют координаты ИРИ используя линию положения ИРИ , дополнительно выбирают поверхность Земли как поверхность положения ИРИ. Координаты ИРИ вычисляют как координаты точки пересечения линии положения ИРИ с поверхностью Земли.

В качестве поверхности Земли выбирают плоскость, если расстояние от ЛА до предполагаемого ИРИ менее 100 км. Если же расстояние от ЛА до предполагаемого ИРИ более 100 км, то в качестве поверхности Земли выбирают сферу с радиусом, зависящем от широты ЛА.

Благодаря указанной новой совокупности существенных признаков, в том числе за счет использования поверхности Земли как поверхности положения ИРИ, выбора в качестве поверхности Земли плоскости ΩЗ1, если расстояние от ЛА до предполагаемого ИРИ менее 100 км, либо сферы ΩЗ2 с радиусом R, зависящем от широты ЛА, если расстояние от ЛА до предполагаемого ИРИ более 100 км, вычисления координат ИРИ как координат точки пересечения линии положения ИРИ с поверхностью Земли, достигается цель изобретения: снижение времени, затрачиваемого на определение координат ИРИ, на основе использования КТОАС, состоящей из трех АЭ в виде несимметричных вибраторов штыревого типа и трех рамочных АЭ. Снижение времени, затрачиваемого на определение координат ИРИ, обуславливается отсутствием необходимости перемещения ЛА на расстояние, соизмеримое с дальностью от ЛА до ИРИ.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых показаны: на фиг. 1 положение вспомогательной плоскости ΩЕ1, включающей вектор и перпендикулярной вектору в момент времени t1;

на фиг. 2 положение вспомогательной плоскости ΩH1, включающей вектор и перпендикулярной вектору в момент времени t1;

на фиг. 3 положение линии положения ИРИ , как линии пересечения вспомогательных плоскостей ΩH1 и ΩE1;

на фиг. 4 конфигурация КТОАС состоящая из трех АЭ в виде несимметричных вибраторов штыревого типа и трех АЭ в виде рамок в ДСК OЛXЛYЛZЛ;

на фиг. 5 конфигурация части КТОАС - трех АЭ в виде несимметричных вибраторов штыревого типа в ДСК;

на фиг. 6 конфигурация части КТОАС - трех АЭ в виде рамок в ДСК;

на фиг. 7 ортогональные компоненты Ех1, Ey1, Ez1 вектора напряженности электрического поля в момент времени t1 в ДСК OЛXЛYЛZЛ;

на фиг. 8 ортогональные компоненты Hx1, Ну1, Hz1 вектора напряженности магнитного поля в момент времени t1 в ДСК OЛXЛYЛZЛ;

на фиг. 9 векторы напряженности электрического поля с эллиптической поляризацией в моменты времени t1, t2, t3 и t4 в ДСК OЛXЛYЛZЛ;

на фиг. 10 векторы напряженности магнитного поля с эллиптической поляризацией в моменты времени t1, t2, t3 и t4 в ДСК OЛXЛYЛZЛ;

на фиг. 11 временные диаграммы ортогональных компонент Ех, Еу, Ez, принятых на АЭ 3, 4 и 5 КТОАС, а также их значения Ех1, Еу1, Ez1, измеренные в момент времени t1;

на фиг. 12 временные диаграммы ортогональных компонент Нх, Ну, Hz, принятых на АЭ 6, 7 и 8 КТОАС, а также их значения Нх1, Hy1, Hz1, измеренные в момент времени t1;

на фиг. 13 графическое представление определения координат ИРИ как пересечения линий положения ИРИ с поверхностью Земли, представленной в виде плоскости ΩЗ1 в ДСК OЗXЗYЗZЗ;

на фиг. 14 графическое представление определения координат ИРИ как пересечения линий положения ИРИ с поверхностью Земли, представленной в виде сферической поверхности ΩЗ2 в ДСК OЗXЗYЗZЗ.

Определение координат ИРИ является важным составным элементом мониторинга сигналов. Достоинством системы ОМП ИРИ является скрытность при определении координат вследствие отсутствия активного излучения. Размещение технических средств системы ОМП на ЛА и в том числе на беспилотных ЛА позволяет существенно расширить зону мониторинга с возможностью осуществлять обнаружение и определение координат ИРИ в труднодоступных районах.

Использование ЛА в качестве платформы для развертывания средств радиомониторинга приводит к возникновению ряда проблем, основными из которых являются:

увеличение уровня помех и связанное с ним снижение отношения сигнал/шум на входе бортового радиоприемного устройства;

ограничение массогабаритных показателей полезной нагрузки на ЛА, которые не позволяют разместить на нем эффективные антенные системы и многоканальные радиоприемные устройства;

нестабильность ориентации ЛА в пространстве, которая приводит к резкому увеличению ошибок пеленгования и к снижению точности определения координат ИРИ.

Большинство способов определения координат ИРИ основано на пеленговании радиосигналов несколькими измерителями, либо одним, перемещающимся в пространстве измерителем. Повышение точности определения координат ИРИ в большинстве случаев достигается увеличением базы пеленгования. В частности, в способе прототипе в ходе определения координат ИРИ предусмотрено перемещение ЛА на расстояние, соизмеримое с расстоянием от ЛА до ИРИ.

В предложенном способе координат ИРИ определяют с помощью сосредоточенной КТОАС, способной определить поляризацию радиосигнала в точке приема.

Поляризация электромагнитной волны является ее пространственно-временной характеристикой и определяется видом траектории, описываемой концом вектора напряженности магнитного или электрического поля в фиксированной точке пространства.

На фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 отображены ИРИ 1 и измеритель 2 параметров электромагнитной волны в момент времени t1.

Вектор Пойтинга совпадает с направлением распространения электромагнитной волны и является результатом векторного произведения векторов напряженности электрического и магнитного полей, то есть образует вместе с ними правую тройку векторов.

На фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 отображены положения вектора Пойтинга, а также векторов напряженности электрического и магнитного полей в момент времени t1. Показана часть фазового фронта волны ΩEH, определяемого как поверхность одинаковых фаз векторов поля ( или ), перпендикулярная направлению распространения электромагнитной волны (т.е. перпендикулярная вектору Пойтинга ).

Вспомогательные плоскости ΩE1 и ΩH1, ортогональны векторам напряженности магнитного поля и в момент времени t1 и проходят через центр КТОАС ОЛ.

Пересечение плоскостей ΩE1 и ΩH1, соответствует линии положения ИРИ (см. фиг. 3). Угол между плоскостями ΩH1 и ΩH2, равен π/2.

Для измерения ортогональных компонент векторов напряженности магнитного поля и в заявленном способе используют КТОАС, состоящую из трех АЭ 3, 4 и 5 в виде несимметричных вибраторов штыревого типа и трех рамочных АЭ 6, 7 и 8 (см. фиг. 4).

В предлагаемом способе для момента времени t1 используют ДСК ОЛХЛYЛZЛ, в которой центр координат ОЛ совмещен с центром КТОАС, оси ОЛХЛ, OЛYЛ и OЛZЛ направлены вдоль АЭ 3, 4 и 5 (см. фиг. 4, фиг. 5). Кроме того, оси О1Х1, O1Y1 и O1Z1 перпендикулярны АЭ 6, 7 и 8 соответственно (см. фиг. 4, фиг. 6).

Векторная сумма ортогональных компонент напряженностей электрического поля Ех1, Еу1, Ez1, измеренных на АЭ 3, 4 и 5 КТОАС соответственно в момент времени t1 составляет вектор напряженности магнитного поля (см. фиг. 7).

Векторная сумма ортогональных компонент напряженностей магнитного поля Нх1, Ну1, Hz1, измеренных на АЭ 6, 7 и 8 КТОАС соответственно в момент времени t1 составляет вектор напряженности магнитного поля (см. фиг. 8).

На фиг 9 отображены векторы напряженности электрического поля с эллиптической поляризацией в моменты времени t1, t2, t3 и t4 в ДСК OЛXЛYЛZЛ. Между моментами времени t1 и t2, t2 и t3, t3 и t4 выбран временной интервал составляющий четверть периода электромагнитной волны T/4. За период электромагнитной волны Т вектор напряженности электрического поля эллиптической поляризацией опишет эллипс и вернется в первоначальное состояние.

На фиг 10 отображены векторы напряженности магнитного поля с эллиптической поляризацией в моменты времени t1, t2, t3 и t4 в ДСК OЛXЛYЛZЛ. Между моментами времени t1 и t2, t2 и t3, t3 и t4 выбрана временной интервал составляющий четверть периода электромагнитной волны T/4 измеряемого радиосигнала. За период электромагнитной волны Т вектор напряженности магнитного поля эллиптической поляризацией опишет эллипс и вернется в первоначальное состояние.

На фиг. 11 представлены временные диаграммы ортогональных компонент Ех, Еу, Ez, принятого в общем случае эллиптически поляризованного налогового радиосигнала на АЭ 3, 4 и 5 КТОАС соответственно. В момент времени t1 измеряют значения компонент Ех1, Еу1, Ez1 с помощью АЭ 3, 4 и 5 КТОАС соответственно.

На фиг. 12 представлены временные диаграммы ортогональных компонент Нх, Ну, Hz, принятого в общем случае эллиптически поляризованного аналогового радиосигнала на АЭ 6, 7 и 8 КТОАС соответственно. В момент времени t1 измеряют значения компонент Нх1, Ну1, Hz1 с помощью АЭ 6, 7 и 8 КТОАС соответственно.

Строят вспомогательные плоскости ΩE1 и ΩH1, ортогональные векторам напряженности магнитного поля и соответственно и проходящие через центр КТОАС ОЛ в момент времени t1, который совмещен в свою очередь с началом ДСК OЛXЛYЛZЛ (см. фиг. 13 и фиг. 14). Вспомогательные плоскости ΩЕ1 и ΩН1 описываются уравнениями:

Строят линию положения ИРИ на пересечении плоскостей ΩE1 и ΩH1. Алгебраически такое построение соответствует решению системы уравнений (1) и (2):

Вычисляют координаты точки пересечения линий положения ИРИ и поверхности Земли.

В качестве поверхности Земли выбирают плоскость QЗ1, если расстояние от ЛА до предполагаемого ИРИ менее 100 км (см. фиг. 13). Уравнение плоскости ΩЗ1 в выбранной топоцентрической ДСК OЗXЗYЗZЗ будет иметь вид:

z=0.

На основе измеренный координат центра КТОАС OЛ и углов ориентации КТОАС в моменты времени t1 и t2, используя матрицы поворота, преобразуют уравнение плоскости ΩЗ1 в ДСК OЛXЛYЛZЛ связанную с ЛА:

z=ƒ1(x, y).

Тогда координаты точки пересечения линии положения ИРИ и поверхности Земли будут удовлетворять системе уравнений:

В качестве поверхности Земли выбирают сферическую поверхность ΩЗ2, если расстояние от ЛА до предполагаемого ИРИ более 100 км (см. фиг. 14). Уравнение плоскости ΩЗ2 в выбранной топоцентрической ДСК OЗXЗYЗZЗ будет иметь вид:

(x-x0)2+(y-y0)2+(y-y0)2=R2,

где х0, у0 и z0 - координаты ОЗ в геоцентрической ДСК; R - эквивалентный радиус Земли, соответствующий широте ОЗ.

На основе измеренных координат центра КТОАС OЛ и углов ориентации КТОАС в моменты времени t1 и t2, используя матрицы поворота, преобразуют уравнение сферической поверхности в ДСК OЛXЛYЛZЛ связанную с ЛА:

z=ƒ2(x, y).

Тогда координаты точки пересечения линий положения ИРИ и поверхности Земли будут удовлетворять системе уравнений:

Решением системы уравнений (4) или (5) будут координаты точки пересечения линий положения ИРИ с поверхностью Земли. Полученные координаты принимают в качестве координат ИРИ в ДСК OЛXЛYЛZЛ. При необходимости возможно, используя матрицы поворота, преобразовать указанные координаты в топоцентрическую ДСК OЗXЗYЗZЗ.

Реализация заявленного способа преимущественно целесообразна при размещении КТОАС на подвижном объекте, в частности на ЛА. При этом необходимо с высокой точностью определять координаты ЛА и углы ориентации ЛА.

Снижение времени, затрачиваемого на определение координат ИРИ, заявленным способом по сравнению со способом прототипом возможно в десятки и даже сотни раз (в зависимости от дальности между ЛА и ИРИ), которое достигается за счет за счет отсутствия необходимости перемещения ЛА в ходе определения координат ИРИ на большие расстояния, соизмеримые с дальностью от ЛА до ИРИ, что указывает на возможность достижения указанного технического результата.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Волков Р.В., Саяпин В.Н., Севидов В.В. Способ определения местоположения пользовательского терминала с использованием двух спутников-ретрансляторов. Патент РФ на изобретение №2605457 от 18.09.2015. Опубл. 20.12.2016. Бюл. 35.

2. Агиевич С.Н., Дворников С.В., Земсков Д.С., Севидов В.В., Федоренко И.В. Способ определения координат источника радиоизлучения с использованием летательного аппарата. Патент РФ на изобретение №2644580 от 31.05.17. Опубл. 13.02.2018. Бюл. 5.

3. Богдановский С.В., Севидов В.В., Симонов А.Н., Григорьев В.В. Способ определения координат источника радиоизлучения с борта летательного аппарата с использованием триортогональной антенной системы. Патент РФ на изобретение №2714502 от 09.04.2019. Опубл. 18.02.2020. Бюл. 5.

Похожие патенты RU2741068C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЙ С БОРТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2019
  • Богдановский Сергей Валерьевич
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
  • Григорьев Виталий Владимирович
RU2714502C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ С БОРТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ ВИБРАТОРНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2020
  • Григорьев Виталий Владимирович
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
  • Фокин Григорий Алексеевич
  • Куликов Максим Владимирович
RU2741072C1
СПОСОБ ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО ПЕЛЕНГОВАНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2019
  • Богдановский Сергей Валерьевич
  • Ледовская Кристина Геннадьевна
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
  • Григорьев Виталий Владимирович
RU2713866C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ С БОРТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ РАМОЧНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2020
  • Григорьев Виталий Владимирович
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
  • Фокин Григорий Алексеевич
  • Куликов Максим Владимирович
RU2741074C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЙ С БОРТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2019
  • Богдановский Сергей Валерьевич
  • Ледовская Элина Геннадьевна
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
  • Фокин Григорий Алексеевич
RU2709607C1
СПОСОБ ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО ПЕЛЕНГОВАНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2018
  • Богдановский Сергей Валерьевич
  • Ледовская Кристина Геннадьевна
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
RU2702102C1
СПОСОБ ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО ПЕЛЕНГОВАНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ 2016
  • Богдановский Сергей Валерьевич
  • Волков Руслан Вячеславович
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
RU2624449C1
Способ определения собственного местоположения объекта в пространстве 2023
  • Богдановский Сергей Валерьевич
  • Севидов Владимир Витальевич
RU2815168C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2017
  • Агиевич Сергей Николаевич
  • Дворников Сергей Викторович
  • Земсков Дмитрий Сергеевич
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Федоренко Иван Владиславович
RU2644580C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ 2018
  • Агиевич Сергей Николаевич
  • Красюков Андрей Викторович
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Севидова Луиза Мухсиновна
RU2696086C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 741 068 C1

Реферат патента 2021 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ С БОРТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМБИНИРОВАННОЙ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиомониторинга при решении задачи скрытого определения координат источника радиоизлучения (ИРИ) в условиях априорной неопределенности относительно поляризационных и пространственных параметров радиосигналов, шумов и помех, когда предъявляются требования к минимизации габаритных размеров пеленгаторной антенной системы, в частности для определения координат ИРИ с борта летательного аппарата (ЛА).

Техническим результатом изобретения является снижение времени, затрачиваемого на определение координат ИРИ, на основе использования комбинированной триортогональной антенной системы (КТОАС), состоящей из трех антенных элементов в виде несимметричных вибраторов штыревого типа и трех рамочных антенных элементов. Способ основан на измерении с помощью КТОАС ортогональных компонент Ex1, Еу1, Ez1 вектора напряженности электрического поля , а также ортогональных компонент Нх1, Ну1, Нz1 вектора напряженности магнитного поля на борту ЛА в момент времени t1, определении ориентации векторов и в пространстве, построении вспомогательных плоскостей ΩE1 и ΩH1, построении линий положения ИРИ l на пересечении вспомогательных плоскостей ΩE1 и ΩH1, выборе поверхности Земли как поверхности положения ИРИ, вычислении координат ИРИ в точке пересечения линии положения ИРИ l с поверхностью Земли. 1 з.п. ф-лы, 14 ил.

Формула изобретения RU 2 741 068 C1

1. Способ определения координат источника радиоизлучения (ИРИ) с борта летательного аппарата (ЛА) с использованием комбинированной триортогональной антенной системы (КТОАС), состоящей из трех антенных элементов (АЭ) в виде несимметричных вибраторов штыревого типа и трех рамочных АЭ, заключающийся в том, что выбирают топоцентрическую декартову систему координат (ДСК) OЗXЗYЗZЗ и ДСК OЛXЛYЛZЛ, связанную с ЛА для производства измерений и расчетов, размещают измерительную аппаратуру, оснащенную КТОАС, на ЛА, который перемещают в пространстве, измеряют координаты центра КТОАС ОЛ и углы ориентации КТОАС в момент времени t1, измеряют в моменты времени t1 с помощью КТОАС ортогональные компоненты Ех1, Еу1, Ez1 вектора напряженности электрического поля , а также ортогональные компоненты Нх1, Hy1, Hz1 вектора напряженности магнитного поля принятого аналогового радиосигнала, определяют ориентацию векторов напряженности электрического и магнитного полей и в ДСК OЛXЛYЛZЛ путем векторного сложения ортогональных компонент Ех1, Еу1, Ez1 и Нх1, Ну1, Hz1 соответственно, строят вспомогательные плоскости ΩЕ1 и ΩН1 так, чтобы они были перпендикулярны векторам и соответственно и проходили через центр КТОАС ОЛ, строят линию положения ИРИ l, соответствующую пересечению плоскостей ΩE1 и ΩH1, вычисляют координаты ИРИ, используя линию положения ИРИ l, отличающийся тем, что дополнительно выбирают поверхность Земли как поверхность положения ИРИ, а координаты ИРИ вычисляют как координаты точки пересечения линии положения ИРИ l с поверхностью Земли.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве поверхности Земли выбирают плоскость ΩЗ1, если расстояние от ЛА до предполагаемого ИРИ менее 100 км, а при расстоянии от ЛА до предполагаемого ИРИ более 100 км в качестве поверхности Земли выбирают сферу QЗ2 с радиусом R, зависящим от широты ЛА.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2021 года RU2741068C1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЙ С БОРТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2019
  • Богдановский Сергей Валерьевич
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
  • Григорьев Виталий Владимирович
RU2714502C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЙ С БОРТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2019
  • Богдановский Сергей Валерьевич
  • Ледовская Элина Геннадьевна
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
  • Фокин Григорий Алексеевич
RU2709607C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН С ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ ОБРАБОТКОЙ СИГНАЛОВ 2018
  • Демичев Игорь Валерьевич
  • Иванов Анатолий Валерьевич
  • Колесников Роман Валерьевич
  • Лаптев Игорь Викторович
RU2720588C1
Способ определения координат источников радиоизлучения 2019
  • Дмитриев Иван Алексеевич
  • Ражев Александр Николаевич
RU2718737C1
СОСТАВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ МАЛЫЙ РАМОЧНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ С ЗЕРКАЛЬНОЙ СИММЕТРИЕЙ ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКА И ПРИЕМНАЯ ТРИОРТОГОНАЛЬНАЯ АНТЕННАЯ СИСТЕМА КВ ДИАПАЗОНА НА ЕГО ОСНОВЕ 2017
  • Лучин Дмитрий Вячеславович
  • Плотников Александр Михайлович
  • Скоробогатов Евгений Глебович
  • Трофимов Алексей Павлович
  • Филиппов Дмитрий Викторович
  • Юдин Вячеслав Викторович
  • Юпинов Евгений Игоревич
RU2659184C1
КРУГОВОЙ ПЕЛЕНГАТОР (ВАРИАНТЫ) 2006
  • Макуренков Александр Федорович
RU2319162C9
US 4737794 A, 12.04.1988
US 2014002306 A1, 02.01.2014
US 4054881 A, 18.10.1977
US 7991570 B2, 02.08.2011.

RU 2 741 068 C1

Авторы

Григорьев Виталий Владимирович

Севидов Владимир Витальевич

Симонов Алексей Николаевич

Фокин Григорий Алексеевич

Куликов Максим Владимирович

Даты

2021-01-22Публикация

2020-07-28Подача