СПОСОБ ОДНОПОЗИЦИОННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК G01S5/12 G01S3/74 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к пассивным системам радиоконтроля, и может быть использовано в системах местоопределения радиоизлучающих средств.

Известен способ определения координат источника радиоизлучения (ИРИ) (см., например, [1]), основанный на доставке в предполагаемый район местонахождения ИРИ беспилотного летательного аппарата (БЛА), с установленными на его борту радиоэлектронными средствами поиска, обнаружения и определения параметров сигналов ИРИ, радионавигационного определения координат, обработки и приемопередачи данных, осуществлении полета БЛА по круговой траектории относительно поверхности земли, определении на борту БЛА координат его местоположения, измерении по значениям которых на борту БЛА пространственных параметров траектории его полета, осуществлении на борту БЛА частотного поиска сигналов ИРИ, измерении при обнаружении на борту БЛА сигнала ИРИ его частоты, фиксировании на борту БЛА при максимальных и минимальных значениях частоты сигнала ИРИ координат его местоположения, определении на борту БЛА координат местоположения ИРИ, как координат точки пересечение касательных к траектории полета БЛА, проведенных из точек с координатами местоположения БЛА в моменты времени достижения частоты сигнала ИРИ максимального и минимального значений.

Недостатком указанного способа является использование доставляемого движущегося носителя по круговой траектории с элементами радиомониторинга. При этом реализация этого способа эквивалентна двухпозиционной системе местоопределения ИРИ, что приводит к ее усложнению.

Известен способ определения пространственных координат ИРИ (прототип) (см., например, [2]), основанный на размещении в зоне приема сигналов ИРИ N≥2 пространственно разнесенных пунктов приема и обработки сигналов (ППОС) и информационно связанного с ними пункта определения пространственных параметров источника радиоизлучения (ПОПП) ИРИ, осуществлении координатной привязки приемных каналов каждого ППОС, передаче значений координат привязки приемных каналов на ПОПП ИРИ, определении фаз прихода сигнала ИРИ приемными каналами каждого ППОС и передаче их значений на ПОПП ИРИ, вычислении на ПОПП ИРИ координат местоположения ИРИ относительно координат ППОС, приеме в каждом ППОС сигнала ИРИ тремя приемными каналами, размещенными произвольно относительно друг друга в одной плоскости, постройке на ПОПП ИРИ с использованием измеренных значений фаз фазовых плоскостей принимаемого поля каждым ППОС и определении координат ИРИ по координатам середины минимального отрезка, соединяющего нормали к этим фазовым плоскостям.

Недостатком указанного способа является использование минимум двух приемных пеленгационных пунктов, включающих минимум по три фазовых измерительных канала излучений ИРИ. Это приводит к усложнению технической реализации способа.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является сокращение пеленгационных пунктов для местоопределения ИРИ.

Технический результат достигается тем, что в известном способе однопозиционного определения пространственных координат ИРИ, основанном на размещении в зоне приема излучений ИРИ ППОС, включающего приемные каналы, осуществлении координатной привязки приемных каналов, измерении значений фаз принимаемого излучения ИРИ каждым приемным каналом, передачи значений измеренных значений фаз каждым приемным каналом принимаемого излучения ИРИ и своих координат местоположения на ППОС, используют минимум четыре приемных канала, установленных на расстоянии D=(0,05÷0,5)λ друг от друга, где λ - дина волны излучения ИРИ, по значения измеренных значений фаз каждым приемным каналом принимаемого излучения ИРИ, их координат местоположения и при априорно заданным условием наличия сферической формы волнового фронта излучения ИРИ на ППОС вычисляют координаты местоположения ИРИ.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для определения координат местоположения ИРИ используют однопозиционную систему, состоящую минимум из четырех разнесенных в пространстве приемных каналов (точки), в каждом из них которых производится оценка фазы принимаемой волны ИРИ. При этом считается, что фронт принимаемого поля имеет кривизну близкую к сферической. По значениям координат точек приема (каналов), значений оценки фаз прихода волны и априорного заданного условия наличия кривизны волнового фронта поля определяют координаты местоположения ИРИ.

На фигуре 1 представлена схема, поясняющая существо способа, где введены обозначения: 1 - ИРИ с координатами местоположения (х_ИРИ,у_ИРИ,z_ИРИ); 2 - N приемных каналов с координатами местоположения (x_l,y_l,z₁), (x₂,y₂,z₂),…, {x_N_₁,y_N_₁,z_N_₁), (x_N,y_N,z_N); 3 - волновой фронт излучения ИРИ с радиусом кривизны R. С целью определения пространственных координат в районе энергетической доступности ИРИ 1 устанавливают пункт определения пространственных параметров и обработки сигналов, включающий минимум четыре N≥4 приемных канала 2. Минимальное количество приемных каналов 2 обеспечивает определение координат ИРИ 1 в пространстве. Расстояние между приемными каналами 2 составляет D=(0,05÷0,5)λ, где λ - длина волны излучения ИРИ 1. Осуществляют координатную привязку приемных каналов 2, принимают излучение ИРИ 1 и измеряют значения фаз каждым приемным каналом 2. По значения измеренных значений фаз каждым приемным каналом 2 принимаемого излучения ИРИ 1, их координат местоположения (x₁,y₁,z₁), (x₂,y₂,z₂),…, (x_N-1,y_N-1,z_N-1), (x_N,y_N,z_N), а также при априорно заданном условии наличия сферической формы волнового фронта 3 излучения ИРИ 1 на пункте приема и обработки сигналов вычисляют координаты местоположения ИРИ 1 (х_ИРИ, у_ИРИ, z_ИРИ).

В основе способа однопозиционного определения координат ИРИ 1 положено условие обязательной кривизны волнового фронта 3. Это условие достаточно часто присутствует в реальных радиосетях при передаче сигналов средствами радиосвязи. Принимая условие наличие кривизны волнового фронта 3 координаты ИРИ 1 можно вычислить, решив, например, систему уравнений:

где Δd₁, Δd₂, …,Δd_N-1, Δd_N - относительные измеренные фазовые задержки излучения ИРИ 1 в каждом приемном канале 2.

На фигуре 2 представлена блок-схема устройства, с помощью которого может быть реализован предлагаемый способ. Блок-схема устройства содержит блок приема и обработки данных 4 и информационно связанные с ним приемные каналы 2, включающие также навигационные приемники 5.

Устройство работает следующим образом. Навигационные приемники 5 измеряют координаты приемных каналов 2 и передают их значения в блок приема и обработки данных 4. Приемные каналы 2 принимают излучение ИРИ, измеряют параметры сигналов и передают их значения в блок приема и обработки данных 4. Блок приема и обработки данных 4 вычисляет координаты ИРИ.

Таким образом, у заявляемого способа появляются свойства, заключающиеся в возможности сокращения пеленгационных пунктов для местоопределения ИРИ.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ однопозиционного определения пространственных координат ИРИ, основанный на размещении в зоне приема излучений ИРИ ППОС, включающего приемные каналы, осуществлении координатной привязки приемных каналов, измерении значений фаз принимаемого излучения ИРИ каждым приемным каналом, передачи значений измеренных значений фаз каждым приемным каналом принимаемого излучения ИРИ и своих координат местоположения на ППОС, использовании минимум четырех приемных канала, установленных на расстоянии D=(0,05÷0,5)λ друг от друга, где λ - дина волны излучения ИРИ, вычислении по значениям измеренных значений фаз каждым приемным каналом принимаемого излучения ИРИ, их координат местоположения и при априорно заданным условием наличия сферической формы волнового фронта излучения ИРИ на ППОС координат местоположения ИРИ.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые радиотехнические узлы и устройства.

1 Пат. 2693936 RU, МПК G01S 5/12. Способ определения координат источника радиоизлучения / Козирацкий Ю.Л., Козирацкий А.А., Паринов М.Л., Кулешов П.Е.; заявитель и патентообладатель ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина». - № 2018106433; заявл. 20.02.2018; опубл. 08.07.2019, Бюл. № 19. - 10 с.

2 Пат. 2601871 RU, МПК G01S 5/12. Способ определения пространственных координат источника радиоизлучения / Козирацкий Ю.Л., Козирацкий А.Ю., Паринов М.Л., Кулешов П.Е. и др.; заявитель и патентообладатель ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина». - № 2014154357; заявл. 30.12.2014; опубл. 10.11.2016, Бюл. № 31. - 8 с.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к пассивным системам радиоконтроля, и может быть использовано в системах местоопределения радиоизлучающих средств. Техническим результатом изобретения является сокращение пеленгационных пунктов для местоопределения ИРИ. Способ однопозиционного определения пространственных координат источника радиоизлучения (ИРИ) заключается в размещении в зоне приема излучений ИРИ пункта приема и обработки сигналов (ППОС), включающего приемные каналы, осуществлении координатной привязки приемных каналов, измерении значений фаз принимаемого излучения ИРИ каждым приемным каналом, передаче значений измеренных значений фаз каждым приемным каналом принимаемого излучения ИРИ и своих координат местоположения на ППОС. При этом используют минимум четыре приемных канала, установленных на расстоянии D=(0,05÷0,5)λ друг от друга, где λ – длина волны излучения ИРИ, вычисляют по значениям измеренных значений фаз каждым приемным каналом принимаемого излучения ИРИ координаты их местоположения. Затем при априорно заданном условии наличия сферической формы волнового фронта излучения ИРИ находят на ППОС координаты местоположения ИРИ. 2 ил.

Способ однопозиционного определения пространственных координат источника радиоизлучения, основанный на размещении в зоне приема излучений источника радиоизлучения пункта определения пространственных параметров и обработки сигналов, включающего приемные каналы, осуществлении координатной привязки приемных каналов, измерении значений фаз принимаемого излучения источника радиоизлучения каждым приемным каналом, передаче значений измеренных значений фаз каждым приемным каналом принимаемого излучения источника радиоизлучения и своих координат местоположения на пункт приема и обработки сигналов, отличающийся тем, что используют минимум четыре приемных канала, установленных на расстоянии D=(0,05÷0,5)λ друг от друга, где λ - длина волны излучения источника радиоизлучения, по значениям измеренных значений фаз каждым приемным каналом принимаемого излучения источника радиоизлучения, их координат местоположения и при априорно заданном условии наличия сферической формы волнового фронта излучения источника радиоизлучения, на пункте приема и обработки сигналов вычисляют координаты местоположения источника радиоизлучения.