Способ определения координат источника радиоизлучений с борта летательного аппарата с использованием триортогональной рамочной антенной системы Российский патент 2024 года по МПК G01S3/14 G01S5/12 G01R29/08 

Описание патента на изобретение RU2824445C1

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 (СР) [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 СР1, СР2, векторов их скоростей , , координат узла межсетевого сопряжения (УМС) и предварительно заданных частот конвертирования ƒГ1, ƒГ2 рабочих частот СР1, СР2, вычисляют широту ϕПТ и долготу λПТ пользовательского терминала (ПТ).

Для реализации указанного известного способа выполняют следующие этапы:

определяют расстояние RCP1-ПТ между первым СР1 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 ƒDПТ-СР1 и ƒDПТ-СР2 первого и второго узкополосных тестовых сигналов, обусловленные радиальными скоростями ПТ относительно СР1 и СР2, для чего предварительно определяют вероятные местоположения ПТ с учетом известных координат СР1, СР2 и определенных параметров RCP1-ПТ и RCP2-ПТ;

определяют, по меньшей мере, один из параметров: радиальную скорость перемещения первого СР1 относительно ПТ, и/или радиальную скорость перемещения второго СР2 относительно ПТ, с учетом доплеровских сдвигов частот ƒDПТ-СР1 и/или ƒDПТ-СР2;

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 Δƒ;

измеряют и запоминают первичные координатно-информативные параметры принятого радиосигнала, в качестве которых используют амплитуды напряженности электрического поля (АНЭП), создаваемые 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 Аполлония, 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 Аполлония 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 источника радиоизлучения с борта летательного аппарата с использованием триортогональной рамочной антенной системы (ТОРАС) [3] заключающийся в том, что: измеряют с помощью ТОРАС ортогональные компоненты Hx1, Hy1, Hz1 и Hx2, Hy2, Hz2 векторов напряженности магнитного поля и с интервалом равным четверти периода электромагнитной волны измеряемого радиосигнала в моменты времени t1 и t2, определяют ориентации векторов и в пространстве, осуществляют построение вспомогательных плоскостей ΩH1 и ΩH2, осуществляют построение линии положения ИРИ l, выбирают поверхность Земли как поверхность положения ИРИ, вычисляют координаты ИРИ в точке пересечения линии положения ИРИ l с поверхностью Земли.

Недостатком способа прототипа является относительно низкая точность определения координат ИРИ с борта летательного аппарата, обусловленная предположением, что ИРИ находится на поверхности Земли.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения координат ИРИ на основе использования перемещаемого в пространстве ЛА, оснащенного ТОРАС.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения координат ИРИ с борта ЛА с использованием ТОРАС, состоящей из трех АЭ в виде рамок, заключающемся в том, что выбирают топоцентрическую декартову систему координат (ДСК) OЗXЗYЗZЗ и ДСК O1X1Y1Z1, связанную с ЛА, для производства измерений и расчетов, размещают измерительную аппаратуру, оснащенную ТОРАС, на ЛА, измеряют координаты центра ТОРАС O1 и углы ориентации ТОРАС в моменты времени t1 и t2, измеряют в моменты времени t1 и t2 с помощью ТОРАС ортогональные компоненты Hx1, Hy1, Hz1 и Hx2, Hy2, Hz2 векторов напряженности магнитного поля и принятого аналогового радиосигнала, определяют ориентацию векторов напряженности магнитного поля и в ДСК O1X1Y1Z1 путем векторного сложения ортогональных компонент Hx1, Hy1, Hz1 и Hx2, Hy2, Hz2 соответственно, строят вспомогательные плоскости ΩH1 и ΩH2, так чтобы они были перпендикулярны векторам и соответственно и проходили через центр ТОРАС O1, строят линию положения ИРИ l1, соответствующую пересечению плоскостей ΩH1 и ΩH2, вычисляют координаты ИРИ с использованием линии положения ИРИ l1, дополнительно перемещают в пространстве ЛА.

Измеряют координаты центра ТОРАС O2. Выбирают ДСК O2X2Y2Z2 для производства измерений и расчетов. Измеряют углы ориентации ТОРАС в моменты времени t3 и t4.

Измеряют в моменты времени t3 и t4 с помощью ТОРАС ортогональные компоненты Hx3, Hy3, Hz3 и Hx4, Hy4, Hz4 векторов напряженности магнитного поля и принятого аналогового радиосигнала. Определяют ориентацию векторов напряженности магнитного поля и в ДСК O2X2Y2Z2 путем векторного сложения ортогональных компонент Hx3, Hy3, Hz3 и Hx4, Hy4, Hz4 соответственно.

Строят вспомогательные плоскости ΩH3 и ΩH4, так чтобы они были перпендикулярны векторам и соответственно и проходили через центр ТОРАС O2. Строят линию положения ИРИ l2, соответствующую пересечению плоскостей ΩH3 и ΩH4. Вычисляют координаты ИРИ находящегося в точке пересечения линий положения ИРИ l1 и l2.

Интервалы между моментами времени t1 и t2 и между моментами времени t3 и t4 выбирают равным четверти периода электромагнитной волны измеряемого радиосигнала.

Благодаря указанной новой совокупности существенных признаков, в том числе за счет размещении ТОРАС на перемещаемом в пространстве ЛА, выбора интервалов между моментами времени t1 и t2 и между моментами времени t3 и t4 равным четверти периода электромагнитной волны измеряемого радиосигнала, измерении с помощью ТОРАС ортогональных компонент Hx1, Hy1, Hz1, Hx2, Hy2, Hz2, Hx3, Hy3, Hz3 и Hx4, Hy4, Hz4 векторов напряженности магнитного поля , , и в моменты времени t1, t2, t3 и t4, построения линий положения ИРИ l1 и l2, соответствующих пересечению плоскостей ΩH1, ΩH2, и ΩH3, ΩH4, вычисления координат ИРИ, находящегося в точке пересечения линий положения ИРИ l1 и l2, достигается технический результат изобретения: повышение точности определения координат ИРИ на основе использования перемещаемого в пространстве ЛА, оснащенного ТОРАС.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых показаны:

на фиг. 1 положение вспомогательной плоскости ΩH1, включающей вектор и перпендикулярной вектору в момент времени t1;

на фиг. 2 положение вспомогательной плоскости ΩH2, включающей вектор и перпендикулярной вектору в момент времени t2;

на фиг. 3 построение линии положения ИРИ l1, как линии пересечения вспомогательных плоскостей ΩH1 и ΩH2;

на фиг. 4 конфигурация ТОРАС состоящая из трех АЭ в виде рамок в ДСК O1X1Y1Z1;

на фиг. 5 ортогональные компоненты Hx1, Hy1, Hz1 вектора напряженности магнитного поля в момент времени t1 в ДСК O1X1Y1Z1;

на фиг. 6 ортогональные компоненты Hx2, Hy2, Hz2 вектора напряженности магнитного поля в момент времени t2 в ДСК O1X1Y1Z1;

на фиг. 7 временные диаграммы ортогональных компонент Hx, Hy, Hz, принятых на АЭ 3, 4 и 5 ТОРАС, а также их значения Hx1, Hy1, Hz1 и Hx2, Hy2, Hz2, измеренные в моменты времени t1 и t2 соответственно;

на фиг. 8 положение вспомогательной плоскости ΩH3, включающей вектор и перпендикулярной вектору в момент времени t3;

на фиг. 9 положение вспомогательной плоскости ΩH4, включающей вектор и перпендикулярной вектору в момент времени t4;

на фиг. 10 построение линии положения ИРИ l2, как линии пересечения вспомогательных плоскостей ΩH3 и ΩH4;

на фиг. 11 графическое представление определения координат ИРИ как пересечения линий положения ИРИ l1 и l2 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 заявленном способе координаты ИРИ определяют с помощью сосредоточенной ТОРАС, 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 и фиг. 2 отображены ИРИ 1 и измеритель 2 параметров электромагнитной волны в моменты времени t1 и t2.

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 и фиг. 2 отображены положения вектора Пойтинга , а также векторов напряженности электрического , и магнитного , полей в моменты времени t1 и t2 соответственно. Причем временной интервал между моментами времени t1 и t2 выбирают равным четверти периода электромагнитной волны измеряемого радиосигнала. Перемещением в пространстве ЛА за указанный временной интервал можно пренебречь.

На фиг. 1 и фиг. 2 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 ΩH1 и ΩH2, ортогональны векторам напряженности магнитного поля и в моменты времени t1 и t2 соответственно и проходят через центр ТОРАС O1.

Пересечение плоскостей ΩH1 и ΩH2, соответствует линии положения ИРИ l1 (см. фиг. 3). Поскольку временной интервал между моментами времени t1 и t2 выбирают равным четверти периода электромагнитной волны измеряемого радиосигнала, угол между плоскостями ΩH1 и ΩH2, равен π/2.

Для измерения ортогональных компонент векторов напряженности магнитного поля и в заявленном способе используют ТОРАС, состоящую из трех АЭ 3, 4 и 5 в виде рамок (см. фиг. 4).

В заявленном способе для моментов времени t1 и t2 используют ДСК O1X1Y1Z1, в которой центр координат O1 совмещен с центром ТОРАС, оси O1X1, O1Y1 и O1Z1 перпендикулярны АЭ 3, 4 и 5 (см. фиг. 4).

Векторная сумма ортогональных компонент напряженностей магнитного поля Hx1, Hy1, Hz1, измеренных на АЭ 3, 4 и 5 ТОРАС соответственно в момент времени t1 составляет вектор напряженности магнитного поля (см. фиг. 5).

Аналогично, векторная сумма ортогональных компонент напряженностей магнитного поля Hx2, Hy2, Hz2, измеренных на АЭ 3, 4 и 5 ТОРАС в момент времени t2 составляет вектор напряженности магнитного поля (см. фиг. 6).

На фиг. 7 представлены временные диаграммы ортогональных компонент Hx, Hy, Hz, принятого в общем случае эллиптически поляризованного аналогового радиосигнала на АЭ 3, 4 и 5 ТОРАС соответственно. В моменты времени t1 и t2 измеряют значения компонент Hx1, Hy1, Hz1 и Hx2, Hy2, Hz2 с помощью АЭ 3, 4 и 5 ТОРАС соответственно.

На фиг. 8 и фиг. 9 отображены ИРИ 1 и измеритель 6 параметров электромагнитной волны после перемещения его в новую позицию O2 в моменты времени t3 и t4.

На фиг. 8 и фиг. 9 отображены положения вектора Пойтинга , а также векторов напряженности электрического , и магнитного , полей в моменты времени t3 и t4 соответственно. Причем временной интервал между моментами времени t3 и t4 выбирают равным четверти периода электромагнитной волны измеряемого радиосигнала. Перемещением в пространстве ЛА за указанный временной интервал можно пренебречь.

Вспомогательные плоскости ΩH3 и ΩH4, ортогональны векторам напряженности магнитного поля , в моменты времени t3 и t4 соответственно и проходят через центр ТОРАС O2.

Пересечение плоскостей ΩH3 и ΩH4, соответствует линии положения ИРИ l2 (см. фиг. 10). Поскольку временной интервал между моментами времени t3 и t4 выбирают равным четверти периода электромагнитной волны измеряемого радиосигнала, угол между плоскостями ΩH1 и ΩH2, равен π/2.

Для измерения ортогональных компонент векторов напряженности магнитного поля , в заявленном способе используют ТОРАС, состоящую из трех АЭ 3, 4 и 5 в виде рамок.

В заявленном способе для моментов времени t3 и t4 используют ДСК O2X2Y2Z2, в которой центр координат O2 совмещен с центром ТОРАС, оси O2X2, O2Y2 и O2Z2 перпендикулярны АЭ 3, 4 и 5 (см. фиг. 11).

Векторная сумма ортогональных компонент напряженностей магнитного поля H3, Hy3, Hz3, измеренных на АЭ 3, 4 и 5 ТОРАС соответственно в момент времени t3 составляет вектор напряженности магнитного поля .

Аналогично, векторная сумма ортогональных компонент напряженностей магнитного поля Hx4, Hy4, Hz4, измеренных на АЭ 3, 4 и 5 ТОРАС в момент времени t4 составляет вектор напряженности магнитного поля .

Строят вспомогательные плоскости ΩH1 и ΩH2, ортогональные векторам напряженности магнитного поля и соответственно и проходящие через центр ТОРАС O1 в моменты времени t1 и t2, который совмещен в свою очередь с началом ДСК O1X1Y1Z1 (см. фиг. 1 и фиг. 2). Строят линию положения ИРИ l1 на пересечении плоскостей ΩH1, ΩH2 (см. фиг. 3).

Строят вспомогательные плоскости ΩH3 и ΩH4, ортогональные векторам напряженности магнитного поля и соответственно и проходящие через центр ТОРАС O2 в моменты времени t3 и t4, который совмещен в свою очередь с началом ДСК O2X2Y2Z2 (см. фиг. 8 и фиг. 9). Строят линию положения ИРИ l2 на пересечении плоскостей ΩH3, ΩH4 (см. фиг. 10).

Вычисляют координаты ИРИ, находящегося в точке точки пересечения линий положения ИРИ l1 и l2 (см. фиг. 10).

Вариант алгоритма вычисления координат ИРИ, находящегося в точке пересечения линий положения ИРИ l1 и l2 по заявляемому способу представлен в приложении А.

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

Имитационное моделирование заявленного способа определения местоположения ИРИ в специальном программном обеспечении Matlab [5] показало повышение точности измерения координат ИРИ по сравнению со способом прототипом на 10…20% (в зависимости от топологии - взаимного расположения ИРИ и ЛА), 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. Григорьев В.В., Куликов М.В., Севидов В.В., Симонов А.Н., Фокин Г.А. Способ определения координат источника радиоизлучения с борта летательного аппарата с использованием триортогональной рамочной антенной системы. Патент № 2741074, МПК G01S 5/04 (2006.01). Бюл. №3 от 22.01.21. Заявка № 2020125344 от 27.07.2020.

4. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М.: Наука, 1973. - 832 с.

5. Севидов В.В. Программа оценки точности угломерной системы координатометрии, реализующей итерационный способ Ньютона-Рафсона. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2022669254 от 19.10.2022. Заявка № 2022668612 от 12.10.2022.

Приложение А

Алгоритм вычисления координат ИРИ, находящегося в точке пересечения линий положения ИРИ l1 и l2

Векторы напряженности магнитного поля и из ДСК O1X1Y1Z1 преобразуют в и за счет последовательного перемножения каждого из них на три матрицы поворота , , , соответствующие измеренным углам поворота ДСК O1X1Y1Z1 относительно топоцентрической ДСК OЗXЗYЗZЗ, называемыми углами Эйлера [4]:

где

Тогда, вспомогательные плоскости ΩH1 и ΩH2 в топоцентрической ДСК OЗXЗYЗZЗ будут описываться уравнениями:

где x1, y1, z1 - координаты точки O1, являющейся началом ДСК O1X1Y1Z1 в топоцентрической ДСК OЗXЗYЗZЗ.

Векторы напряженности магнитного поля и из ДСК O2X2Y2Z2 преобразуют в и за счет последовательного перемножения каждого из них на три матрицы поворота , , , соответствующие измеренным углам поворота ДСК O2X2Y2Z2 относительно топоцентрической ДСК OЗXЗYЗZЗ, называемыми углами Эйлера [4]:

где

Тогда, вспомогательные плоскости ΩH3 и ΩH4 в топоцентрической ДСК OЗXЗYЗZЗ будут описываться уравнениями:

(3)

(4)

где x2, y2, z2 - координаты точки O2, являющейся началом ДСК O2X2Y2Z2.

Строят линию положения ИРИ l1 на пересечении плоскостей ΩH1 и ΩH2. Алгебраически такое построение соответствует решению системы уравнений (1) и (3):

Аналогично строят линию положения ИРИ l2 на пересечении плоскостей ΩH3 и ΩH4. Алгебраически такое построение соответствует решению системы уравнений (3) и (4):

Решают систему, составленную из уравнений (1), (2), (3) и (4):

Решением данной системы (5) будут координаты точки пересечения линий положения ИРИ l1 и l2 в топоцентрической ДСК OЗXЗYЗZЗ. Полученные координаты принимают в качестве координат ИРИ.

Похожие патенты RU2824445C1

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 РАМОЧНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2020
  • Григорьев Виталий Владимирович
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
  • Фокин Григорий Алексеевич
  • Куликов Максим Владимирович
RU2741074C1
СПОСОБ ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО ПЕЛЕНГОВАНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2018
  • Богдановский Сергей Валерьевич
  • Ледовская Кристина Геннадьевна
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
RU2702102C1
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 ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ С БОРТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМБИНИРОВАННОЙ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2020
  • Григорьев Виталий Владимирович
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
  • Фокин Григорий Алексеевич
  • Куликов Максим Владимирович
RU2741068C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЙ С БОРТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ ВИБРАТОРНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2023
  • Севидов Владимир Витальевич
RU2822686C1
Способ определения собственного местоположения объекта в пространстве 2023
  • Богдановский Сергей Валерьевич
  • Севидов Владимир Витальевич
RU2815168C1
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 ВИБРАТОРНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2020
  • Григорьев Виталий Владимирович
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
  • Фокин Григорий Алексеевич
  • Куликов Максим Владимирович
RU2741072C1
Способ определения угловой ориентации летательного аппарата 2024
  • Богдановский Сергей Валерьевич
  • Зюзин Алексей Владимирович
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
RU2821640C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 824 445 C1

Реферат патента 2024 года Способ определения координат источника радиоизлучений с борта летательного аппарата с использованием триортогональной рамочной антенной системы

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования 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 повышение точности определения координат ИРИ на основе использования перемещаемого в пространстве ЛА, оснащенного триортогональной рамочной антенной системой (ТОРАС). Способ основан на размещении ТОРАС на перемещаемом в пространстве ЛА, измерении с помощью ТОРАС ортогональных компонент Hx1, Hy1, Hz1, Hx2, Hy2, Hz2, Hx3, Hy3, Hz3 и Hx4, Hy4, Hz4 векторов напряженности магнитного поля , , и в моменты времени t1, t2, t3 и t4, определении ориентации векторов , , и в пространстве, построении вспомогательных плоскостей ΩH1, ΩH2, ΩH3 и ΩH4, построении линий положения ИРИ l1 и l2, вычислении координат ИРИ в точке пересечения линий положения ИРИ l1 и l2. 11 ил., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 824 445 C1

Способ определения координат источника радиоизлучения (ИРИ) с борта летательного аппарата (ЛА) с использованием триортогональной рамочной антенной системы (ТОРАС), состоящей из трех антенных элементов в виде рамок, заключающийся в том, что выбирают топоцентрическую декартову систему координат (ДСК) OЗXЗYЗZЗ и ДСК O1X1Y1Z1, связанную с ЛА для производства измерений и расчетов, размещают измерительную аппаратуру, оснащенную ТОРАС, на ЛА, измеряют координаты центра ТОРАС O1 и углы ориентации ТОРАС в моменты времени t1 и t2, измеряют в моменты времени t1 и t2 с помощью ТОРАС ортогональные компоненты Hx1, Hy1, Hz1 и Hx2, Hy2, Hz2 векторов напряженности магнитного поля и принятого аналогового радиосигнала, определяют ориентацию векторов напряженности магнитного поля и в ДСК O1X1Y1Z1 путем векторного сложения ортогональных компонент Hx1, Hy1, Hz1 и Hx2, Hy2, Hz2 соответственно, строят вспомогательные плоскости и , так чтобы они были перпендикулярны векторам и соответственно и проходили через центр ТОРАС O1, строят линию положения ИРИ l1, соответствующую пересечению плоскостей и , вычисляют координаты ИРИ с использованием линии положения ИРИ l1, отличающийся тем, что дополнительно перемещают в пространстве ЛА, измеряют координаты центра ТОРАС O2, выбирают ДСК O2X2Y2Z2 для производства измерений и расчетов, измеряют углы ориентации ТОРАС в моменты времени t3 и t4, измеряют в моменты времени t3 и t4 с помощью ТОРАС ортогональные компоненты Hx3, Hy3, Hz3 и Hx4, Hy4, Hz4 векторов напряженности магнитного поля и принятого аналогового радиосигнала, при этом интервалы между моментами времени t1 и t2 и между моментами времени t3 и t4 выбирают равными четверти периода электромагнитной волны измеряемого радиосигнала, определяют ориентацию векторов напряженности магнитного поля и в ДСК O2X2Y2Z2 путем векторного сложения ортогональных компонент Hx3, Hy3, Hz3 и Hx4, Hy4, Hz4 соответственно, строят вспомогательные плоскости и , так чтобы они были перпендикулярны векторам и соответственно и проходили через центр ТОРАС O2, строят линию положения ИРИ l2, соответствующую пересечению плоскостей и , вычисляют координаты ИРИ, находящегося в точке пересечения линий положения ИРИ l1 и l2.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2824445C1

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 определения координат источников радиоизлучения 2019
  • Дмитриев Иван Алексеевич
  • Ражев Александр Николаевич
RU2718737C1
СПОСОБ ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО ПЕЛЕНГОВАНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРИОРТОГОНАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ СИСТЕМЫ 2018
  • Богдановский Сергей Валерьевич
  • Ледовская Кристина Геннадьевна
  • Севидов Владимир Витальевич
  • Симонов Алексей Николаевич
RU2702102C1
КРУГОВОЙ ПЕЛЕНГАТОР (ВАРИАНТЫ) 2006
  • Макуренков Александр Федорович
RU2319162C9
US 2014002306 A1, 02.01.2014
Распределительный золотниковый механизм для паровых машин 1928
  • Степанов А.С.
SU14215A1

RU 2 824 445 C1

Авторы

Богдановский Сергей Валерьевич

Севидов Владимир Витальевич

Даты

2024-08-07Публикация

2024-03-04Подача