Способ определения местоположения объекта Советский патент 1982 года по МПК G01S5/12 

1

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано тя однозначного определения местоположения объекта по сигналам фазовых радионавигационных систем (РНС).

Известен способ определения мест(И оложеиня, объекта, заключающийся в том, что производят грубое определение местоположения объекта, измеряют фазовые сдвиги принятых сигналов рабочих частот, сравнивают оценку местоположения, полученную по фазовым сдвигам выделенных тастот с грубой оценкой местоположения к между собой, по результатам сравнения формируют сигналы коррекции, ко{ ктируют фазовый сдвиг сигнале Ш13К( рабочей частоты, определяют погрешности грубого определения местоположения объекта 1.

Однако известный способ не обеспечивает достаточно высокой точности определения объекта вследствие возможности формирования недостоверных сигналов коррекции.

Цель изобретения - повышение точности определения местоположения.

Для достижения указанной цели в способе определения местоположения объекта, заключающемся в том, что производят грубое определение местоположения объекта, измеряют фазовые сдвиги принятых сигналов рабочих частот, сравнивают оценку местоположения, полученную по фазовым сдвигам выделенных частот, с грубой оценкой местоположения и между собой, по результатам q 8ввeния формируют сигналы коррекции, ксфректяруют фазовый сдвиг сигналов выделенясА низкой рабочей частоты, определяют погрешности грубого определения местоположения объекта, дополнительно определяют погрешности местоположения объекта, обуслсжленяые ошибками фазовых измерений на каждой рабочей частоте, сравнивают дан, ные погрешности с погрешностями определения местоположения и при вьшслнеННИ-условия Г

ig

V2,thnV ,

б«

где погрешность априорных данных о

местоположеиии; 0ц - погрешность определения местоположения объекта, обусловленная фазовыми ошибками; п - коэффициент сопряжения смежных семейств линий положения, сигналы коррекции формируют для одной рабочей частоты, при выполнеши условия Ga- nV2v,{M-1) ) сигналы коррекции формируют для двух рабочих частот, при выполнении условия - иУги(и-1) сигналы коррекции формируют для трех ра.бочих частот. На фиг. 1 представлена QxeMa устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - схема корректора фазового сдвига входящего в это устройство. Устройство, реализующее предлагаемый способ (фиг. 1), содержит приемник I сигн лов рабочих частот, многоканальный измеритель 2 фазовых сдвигов сигналов, корректор 3 фазового сдвига, состоящий из компараторов 4 в количестве по числу рабошсх частот сумматора 5, а также содержит блок 6 выделения целой и дробной части априорной величины РНП, блок 7 сравнения, датчик 8 погрешности априорных данных о месте, дат чик 9 погрешности измеряемых фазовых сдвигов, датчик 10 априорных данных 6 мес те, ключи 11-14. Устройство работает следующим образом. Сигналы ряда рабочих частот поступают на многоканальный измеритель 2 фазовых сдвигов сигналов, результатьг измерения под ются на корректор 3 фазового сдвига. Сигна лы коррекции формируются компараторами 4-1 - 4-3 и подаются на сумматор 5. Кроме того, на сумматор 5 подаются фазовый сдвиг сигнала самой высокой частоты многоканального измерителя 2 фазовых сдвигов сигналов и с блока 6 выделения целой и дробной части априорной величины РНП сигнал целой части РНП. Сигнал дробной части РНП подается на компараторы через ключи 11-14, управляемые выходным сигналом блока 7 сравнения, на входы кото рого подаются выходные сигналы с датчика 8 погрешности априорных данных о месте и с датчика 9 погрешности измеряемых фазовых сдвигов. Априорные данные о месте, используемые при определении местоположения объекта, формируются датчиком 10 априорных данны о месте. По флюктуадиям принимаемых сигналов, поступающих с приемника 1 сигналов рабо34чих частот, и по предаагаемому местоположению объекта (по его удаленности от передающей ста1щии), получаемому с датчика 10 априорных данных о месте, датчик 9 погрешкости измеряемых фазовых сдвигов формирует величину погрешности измеряемых фазовых сдвигов. Эта величина сравнивается в блоке 7 сравнения с погрешностью априорных данных о месте, которая поступает с соответствующего датчика 8 погрешности априорных данных о месте. Результатом сравнения является выходная команда блока 7 сравнения. Эта команда указывает значение низкой частоты для однозначного определения места, подавая на один из входов компаратора 4 этого частотного канала сигнал дрюбиой части априорной величины РШ1, при этом выходной сигнал этого компаратора - шгнал коррекции фазового сдвига соответствующей рабочей частоты - подается на вход сумматора 5. Схема на фиг. 1 показывает случай, когда выходная команда блока 7 сравнения избирает в качестве частоты для однозначного грубого определения места самую низкую из трех принимаемых, т.е. частоту сигнала, фаза которого измеряется в многоканальном измерителе 2-1 фазовых сдвигов. Измеренный фазовый сдвиг j( пост)шает на вход компаратора 4-1, на второй вход которого поступает сигнал дробной части априорной величины РНП с блока 6 выделения целой и дробной части априорной величины РНП. В результате сравнения с выхода компаратора 4-1 через замкн)ггый ключ 11 сигнал коррекции сверхгрубого семейства ЛП (КСГ) поступает на второй вход сумматора 5, при этом на первый его вход поступает сигнал целой части априорной величины РНП.. Компараторы 4-2 и 4-3, сравнивая попарно фазовые сдвиги сигналов смежных частот, формируют сигналы коррекции грубого и точного семейства ЛП (КГ н КГ), которые подаются на третий и четвертый входы сумматора 5. На пятый вход сумматора 5 подается фазовый сдвиг fj сигнала самой высокой рабочей частоты с выхода многоканального измерителя 2-3 фазовых сдвигов сигналов. На выходе сумматора 5 образуется откорректированная величина РНП. При увеличении точности априорных данных о месте (сигнал погрешности с выхода датчика 8 погрешности априорных данных о месте уменьшается) или при уменьшении т(чности измерения фазовых сигналов (увеличивается сигнал погрешности с выхода датчика 9 погрешности измеряемых фазовых сдвигов) блок 7 сравнения подает выходную команду, переводящую устройство

в режид использования двух рабочих частот. При этом происходят изменения в устройстве, приводящие схему корректора фазового сдвига 3 к виду, показанному на фиг. 2а.

Ключ 11 отключает сигнал коррекции сверхгрубой сети КСГ от сумматора 5. Клю 12 подает на компаратор 4-2 вместо фазового сдвига Ч сигнал дробной части априорной величины РНП, осуществляя таким образом выбор второй рабочей частоты для однозначного определения места. Команда блока 7 сравнения воздействует на блок 6 выделения целой и дробной частей РНП, извещая его о том, что уменьшился масштаб формирования составляющих: целая часть РНП должна определяться как кратная грубо дорожке, а не сверхгрубой.

При дал{.нейшвм изменении соотношения погрешностей блок 7 сравнения опять изменяет выходную команду, переводя устройств в состояние, показанное на фиг. 26. Этот случай является предельным (высокая точность знания места или крайне низкая точность измерения фазовых сдвигов), так как остается только один измеритель 2-3 фазового сдвига самой высокой рабочей частоты и компаратор 4-3, срав1швающий этот фазовый сдаиг с априорной величиной РНП, поступаюащй на второй вход компаратора 4-3 через ключ 14. Остальные каналы отключены ключами 11 и 13, так как их сигналы или являются лишними из-за высокой точности априорных данных о месте и могут лищь внести ошибку-промах, или становятся недостоверными из-за низкой точности измерения фазовых сдвигов и по этой причине могут внести ошибку-промах.

Итак, в предлагаемом способе производя сравнение погрешности априорных данных о местоположении 6, и погрешности определения местоположения объекта, обусловленной фазовыми ошибками 6ц и выбирают количество рабочих частот с целью обеспечения наименьшей вероятности ошибки-промаха.

При вьшолнении условия

| $-V2v,(HM) ,

ще п - коэффициент сопряжения смежны

семейств линий положения сигналы коррекции формируют для одной рабочей частоты, при выполнении условия

/V

y2n(hH)

OU

сигналы I коррекции формируют для двух рабочи с частот, при вьшолнении условия

- nV2H(H-1li

5u

сигналы коррекции формируют для трех рабочих частот.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает меньшую вероятность промаха и меньшую погрешность определения места.

Формула изобретения

Способ определения местоположения объекта, заключающийся в том, что производят грубое определение местоположения объекта, измеряют фазовые сдвиги принятых сигналов рабочих частот, сравнивают оценку местоположения, полученную по фазовым сдвигам выделенных частот, с грубой оценкой местоположения и между собой, по результатам сравнения формируют сигналы коррекции, корректирзоот фазовый сдвиг сигналов выделешюй низкой рабочей частоты, определяют погрешности грубого определения местоположения объекта, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности определения местоположения, определяют погрешности местоположения объекта, обусловленные ошибками фазовых измерений на каждой рабочей частоте, сравнивают данные погрешности с погрешностями грубого определения местоположения и при вьшолнении условия /г .

пУ2и(и-П

бГи

где G-cL - погрешность априорных данных о

местоположении;

погрешность определения местоположения объекта, обусловленная фазовыми 01Ш1бками; п - коэффициент сопряжения смежных

семейств пиний положения, сигналы коррекции формируют для одной рабочей частоты, при вьшолнении условия

V2n(nH) nV«n(H.fV 5«

сигналы коррекции формируют для двух рабочих частот, при вьшолнении условия

,(,

сигналы, коррекции формируют для трех рабочих частот..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Никитенко Ю. И. и Устинов В. М. Устранение многозначности в РИС. ОбзЪры состояния отдельных вопросов радиоэлектроники, вьш. 37, МРП, 1965.

Фи8.