Një metodë e gjetjes së distancës për përcaktimin e vendndodhjes dhe përbërësve të vektorit të shpejtësisë së objekteve duke përdorur sinjale radio nga anijet kozmike të sistemeve të navigimit të radios satelitore. Metoda e diapazonit Metodat e vendndodhjes

Bazuar në tërësinë e parametrave gjeometrikë të matur, sistemi për përcaktimin e vendndodhjes së burimeve EMR ndahet në:

· trekëndëshi (goniometri, gjetja e drejtimit);

· diferencë-rangefinders;

· këndvështrim-diferencë-rangefinders.

Lloji dhe numri i sasive gjeometrike të matura përcaktojnë strukturën hapësinore të sistemit për përcaktimin e vendndodhjes së burimit EMR: numrin e pikave të ndara hapësinore të sinjaleve të burimit EMR dhe gjeometrinë e vendndodhjes së tyre.

Metoda e trekëndëshit (goniometri, gjetja e drejtimit) bazohet në përcaktimin e drejtimeve (kushineta) drejt burimit EMR në dy pika në hapësirë ​​duke përdorur gjetësit e drejtimit radio të vendosura në bazën d (Fig. 18, a).

Oriz. 18. Shpjegimi i metodës së trekëndëshit për përcaktimin e vendndodhjes së burimit EMR në planin (a) dhe në hapësirën (b)

Nëse burimi EMR ndodhet në një plan horizontal ose vertikal, atëherë për të përcaktuar vendndodhjen e tij mjafton të matni dy kënde azimuti μ1 dhe μ2 (ose dy kënde lartësie). Vendndodhja e burimit EMR përcaktohet nga pika e kryqëzimit të vijave të drejta O1I dhe O2I - dy linja pozicioni.

Për të përcaktuar vendndodhjen e burimit në hapësirë, matni këndet e azimutit qa1 dhe qa2 në dy pika të ndara O1 dhe O2 dhe këndin e lartësisë qm1 në njërën prej këtyre pikave ose, anasjelltas, këndet e lartësisë qm1 dhe qm2 në dy pika marrëse dhe këndi i azimutit qa1 në njërën prej tyre (Fig. 18, b).

Me llogaritjen, distanca nga një nga pikat e marrjes në burim mund të përcaktohet duke përdorur këndet e matura dhe vlerën e njohur bazë d:

prej këtu barazojmë dy shprehje për h:

Kështu, distanca nga burimi

Metoda e trekëndëshit është e lehtë për t'u zbatuar teknikisht. Prandaj, përdoret gjerësisht në sistemet radio dhe RTR, në sistemet pasive të diversitetit të radarëve për zbulimin dhe përcaktimin e koordinatave të objekteve që lëshojnë.

Një disavantazh i rëndësishëm i metodës së trekëndëshit është se me një rritje të numrit të burimeve EMR të vendosura në zonën e mbulimit të gjetësve të drejtimit të radios, mund të ndodhin zbulime të rreme të burimeve që nuk ekzistojnë (Fig. 19). Siç shihet nga Fig. 19, krahas përcaktimit të koordinatave të tre burimeve të vërteta I1, I2 dhe I3, zbulohen edhe gjashtë burime të rreme LI1, ..., LI6. Zbulimet e rreme mund të eliminohen kur përdorni metodën e trekëndimit duke marrë informacion të tepërt në lidhje me burimet e gjetjes së drejtimit - duke rritur numrin e gjetësve të drejtimit të radios në distancë ose duke identifikuar informacionin e marrë që i përket një burimi specifik. Identifikimi mund të kryhet duke krahasuar sinjalet e marra nga gjetësit e drejtimit sipas frekuencës së bartësit, periudhës së përsëritjes dhe kohëzgjatjes së pulsit

Oriz. 19.

Informacione shtesë rreth burimeve merren gjithashtu përmes përpunimit të ndërlidhur të sinjaleve të marra në pika të ndara në hapësirë.

Eliminimi i zbulimeve të rreme gjatë përdorimit të metodës së trekëndëshit është gjithashtu i mundur duke marrë të dhëna për ndryshimin e distancave nga burimi i rrezatimit në pikat marrëse (vendndodhjet e gjetësve të drejtimit të radios). Nëse pika e kryqëzimit të linjave mbajtëse nuk shtrihet në hiperbolën që korrespondon me diferencën e diapazonit, atëherë ajo është e gabuar.

Metoda e matjes së diferencës së diapazonit të përcaktimit të vendndodhjes bazohet në matjen, duke përdorur RES, diferencën në distancat nga burimi EMR në pikat marrëse të ndara në hapësirë ​​me një distancë d. Vendndodhja e burimit në rrafsh gjendet si pika e kryqëzimit të dy hiperbolave ​​(dy diferenca në interval të matura në tre pika marrëse) që u përkasin bazave të ndryshme A1A2, A2A3 (Fig. 20). Pikat qendrore të hiperbolave ​​përkojnë me vendndodhjen e pikave të pritjes.

Oriz. 20.

Pozicioni hapësinor i burimeve EMR përcaktohet nga tre diferenca të gamës, të matura në tre deri në katër pika marrëse. Vendndodhja e burimit është pika e kryqëzimit të tre hiperboloideve të revolucionit.

Metoda e përcaktimit të vendndodhjes së goniometer-difference-rangefinder përfshin matjen, duke përdorur RES, diferencën në distancat nga burimi EMR në dy pika marrëse të ndara dhe matjen e drejtimit drejt burimit në njërën prej këtyre pikave.

Për të përcaktuar koordinatat e burimit në aeroplan, mjafton të matni azimutin μ dhe ndryshimin në intervalet e presionit arterial nga burimi në pikat marrëse. Vendndodhja e burimit përcaktohet nga pika e kryqëzimit të hiperbolës dhe vijës së drejtë.

Për të përcaktuar pozicionin e burimit në hapësirë, është e nevojshme të matet gjithashtu këndi i ngritjes së burimit EMR në një nga pikat e marrjes. Vendndodhja e burimit gjendet si pikë kryqëzimi i dy planeve dhe sipërfaqja e hiperboloidit.

Gabimet në përcaktimin e vendndodhjes së një burimi EMR në një aeroplan varen nga gabimet në matjen e dy sasive gjeometrike:

· dy kushineta në sistemet e trekëndëshit;

· dy diferenca distancash në sistemet e diferencës së diapazonit;

· një diferencë kushinetash dhe një diferencë në sistemet e diferencës këndore-rangefinder.

Me një ligj Gaussian të përqendruar të shpërndarjes së gabimeve në përcaktimin e vijave të pozicionit, vlera rrënjësore-mesatare-katrore e gabimit në përcaktimin e vendndodhjes së burimit është:

ku janë variancat e gabimeve në përcaktimin e vijave të pozicionit; r është koeficienti i ndërlidhjes së gabimeve të rastit në përcaktimin e linjave të pozicionit L1 dhe L2; r - këndi i kryqëzimit të vijave të pozicionit.

Për gabime të pavarura në përcaktimin e linjave të pozicionit, r = 0.

Me metodën e trekëndëshit të përcaktimit të vendndodhjes së burimit

Gabim i pozicionit mesatar katror të rrënjës

Kur përdorni gjetës të drejtimit identik

Saktësia më e madhe do të jetë kur vijat e pozicionit kryqëzohen në kënde të drejta (r = 90°).

Gjatë vlerësimit të gabimeve në përcaktimin e vendndodhjes së një burimi në hapësirë, është e nevojshme të merren parasysh gabimet e matjes së tre madhësive gjeometrike. Gabimi i vendndodhjes varet në këtë rast nga orientimi relativ hapësinor i sipërfaqeve të pozicionit. Saktësia më e lartë e përcaktimit të pozicionit do të jetë kur normalet në sipërfaqet e pozicionit kryqëzohen në kënde të drejta.

Shpikja ka të bëjë me fushën e inxhinierisë radio, përkatësisht me sistemet e monitorimit të radios për përcaktimin e koordinatave të vendndodhjes së burimeve të emetimit të radios (ERS). Rezultati teknik i arritur është një ulje e kostove të harduerit. Metoda e propozuar bazohet në marrjen e sinjaleve RES nga antenat, duke matur diferencën në kohën e marrjes së sinjalit nga RES në disa pika në hapësirë ​​duke skanuar marrësit e radios, të konvertuar në një sistem ekuacionesh, dhe gjithashtu bazohet në përdorimin e dy identike. , postat stacionare të monitorimit të radios (RP), njëra prej të cilave merret si ajo kryesore, që lidhet me një linjë tjetër komunikimi, ndërsa kalibron matësin e vlerës së vonesës së mbërritjes së sinjaleve në (RP), duke përdorur pajisje radio elektronike referuese (RES). ) me parametrat e njohur të sinjalit dhe koordinatat e vendndodhjes, më pas kryhet skanimi kuazi-sinkron dhe matja e niveleve të sinjalit në frekuenca të caktuara akorduese fikse në RP dhe sasia e vonesës në mbërritjen e sinjaleve RES. Informacioni nga RP skllav i transmetohet masterit, ku llogaritet raporti i nivelit dhe diferenca në vonesën e mbërritjes së sinjaleve RES, duke marrë parasysh rezultatet e kalibrimit të njehsorëve dhe dy ekuacione për pozicionin e RES. janë përpiluar, secila prej të cilave përshkruan një rreth me rreze të barabartë me distancën nga RP në BRE. Distancat përcaktohen përmes raportit të niveleve të sinjalit dhe ndryshimit në kohën e marrjes së sinjalit të matur në RP duke përdorur vetëm një palë antenash me një azimut të njohur të boshtit të lobit kryesor dhe modelit të rrezatimit, lobi kryesor i secilës prej të cilave ndodhet në të ndryshme gjysmëplanet në lidhje me vijën bazë, dhe koordinatat e IR përcaktohen me metodën numerike të zgjidhjes së ekuacioneve të përpiluara, duke marrë si të vërteta vetëm koordinatat që lidhen me gjysmëplanin në lidhje me vijën bazë në të cilën lobi kryesor i ndodhet antena me nivelin më të lartë të sinjalit të marrë. Pajisja që zbaton metodën përmban dy RP identike, njëra prej të cilave është master, dhe në çdo stacion përmban antena drejtimi, një marrës radio skanues matës, një matës të vonesës së mbërritjes së sinjalit, një kompjuter dhe një pajisje komunikimi të lidhur në një mënyrë të caktuar. 2 n.p. f-ly, 2 i sëmurë.

Vizatime për patentën RF 2510038

Shpikja ka të bëjë me fushën e inxhinierisë radio, përkatësisht me sistemet e monitorimit të radios për përcaktimin e koordinatave të vendndodhjes së burimeve të emetimit të radios (ERS), informacioni për të cilin nuk gjendet në bazën e të dhënave (për shembull, shërbimi shtetëror i frekuencave të radios ose shteti shërbimi i mbikëqyrjes së komunikimeve). Shpikja mund të përdoret për të kërkuar vendndodhjen e mjeteve të paautorizuara të komunikimit.

Ka metoda të njohura për përcaktimin e koordinatave të PRI-ve, në të cilat përdoren të paktën tre gjetës pasiv të drejtimit, qendra e gravitetit të zonës së kryqëzimit të azimuteve të identifikuara në frontin e mbërritjes së valës merret si një vlerësim i vendndodhjes. . Parimet kryesore të funksionimit të gjetësve të tillë të drejtimit janë amplituda, faza dhe interferometria. Një metodë e përdorur gjerësisht është metoda e gjetjes së drejtimit të amplitudës, e cila përdor një sistem antenash që ka një model rrezatimi me një maksimum të theksuar të lobit kryesor dhe lobet minimale të pasme dhe anësore. Sisteme të tilla antenash përfshijnë, për shembull, antenat log-periodike ose me karakteristikë kardioide, etj. Me metodën e amplitudës, rrotullimi mekanik përdoret për të arritur pozicionin e antenës në të cilën sinjali i daljes ka një vlerë maksimale. Ky drejtim merret si drejtim për në Iran. Disavantazhet e shumicës së gjetësve të drejtimit përfshijnë shkallën e lartë të kompleksitetit të sistemeve të antenave, pajisjet komutuese dhe praninë e marrësve radio me shumë kanale, si dhe nevojën për sisteme të përpunimit të informacionit me shpejtësi të lartë.

Prania në rrethet federale të shërbimit shtetëror të radiofrekuencave të postave të kontrollit të radios të ndërlidhura përmes pikës qendrore të një rrjeti të gjerë, të pajisur me mjete për marrjen e sinjaleve radio, matjen dhe përpunimin e parametrave të tyre, bën të mundur plotësimin e funksioneve të tyre me detyrat. të përcaktimit të koordinatave të vendndodhjes së atyre burimeve radioaktive, informacioni për të cilin nuk gjendet në bazën e të dhënave, pa u drejtuar në përdorimin e gjetësve të drejtimit kompleks dhe të shtrenjtë.

Ekziston një metodë e njohur në të cilën për të përcaktuar koordinatat e vendndodhjes së RES, përdoren N, të paktën katër, poste stacionare të kontrollit të radios, të vendosura jo në të njëjtën vijë të drejtë, njëra prej të cilave merret si bazë, duke u lidhur me postimet e mbetura N-1 sipas linjave të komunikimit, skanimi pothuajse sinkron kryhet në të gjitha postimet në frekuenca fikse akordimi, mesatarisht vlerat e matura të niveleve të sinjalit në secilën prej frekuencave të skanuara dhe më pas në postin bazë për secilën prej kombinimet C 4 N (kombinimet e N me 4) bazuar në marrëdhënien në përpjesëtim të zhdrejtë midis raporteve të distancës nga posti në burimin e radios dhe atyre përkatëse Bazuar në ndryshimet në nivelet e sinjalit, të shprehura në dB, bëhen tre ekuacione, secili prej të cilave përshkruan një rreth raportesh të barabarta, bazuar në parametrat e çdo dy çiftesh prej të cilave ata përcaktojnë vlerën mesatare aktuale të gjerësisë gjeografike dhe gjatësisë së vendndodhjes së burimit të emetimit të radios. Disavantazhi i kësaj metode është numri i madh i postave stacionare të monitorimit të radios.

Metodat dhe pajisjet e gjetjes së drejtimit janë të njohura (4, 5), të cilat mund të përdoren për qëllimin e përcaktimit të koordinatave.

Metoda (4) bazohet në marrjen e sinjaleve nga tre antena, duke formuar dy palë baza matëse, duke matur diferencat në kohën e mbërritjes së sinjaleve RES dhe llogaritjet përcaktuese të koordinatave të dëshiruara.

Disavantazhet e kësaj metode përfshijnë:

1) Një numër i madh antenash.

2) Metoda nuk është e fokusuar në përdorimin e postave të kontrollit të radios.

3) Bazat matëse për llogaritjen e diferencës në kohën e mbërritjes së sinjaleve me çifte antenash kufizojnë ndjeshëm hapësirën e këtyre antenave, për të mos përmendur papërshtatshmërinë dhe kompleksitetin e madh teknik të zbatimit të metodës.

Një gjetës i drejtimit të diferencës së intervalit (5), i përbërë nga dy pika periferike, një qendrore dhe një sistem i vetëm kohor, synon të lehtësojë kanalin e komunikimit midis pikave. Pikat periferike janë krijuar për të marrë, ruajtur, përpunuar sinjale dhe për të transmetuar fragmente sinjali në CPU, ku llogaritet diferenca në kohën e mbërritjes së sinjalit. Sistemi i unifikuar i kohës përdor një kronist, i cili është një mbajtës i shkallës aktuale të kohës (orës) të lidhur me shkallën e unifikuar të kohës, e krijuar për të lidhur vlerat e nivelit të sinjalit të regjistruara në memorie me vlerën e kohës së marrjes.

Ky gjetës i drejtimit ka disavantazhet e mëposhtme:

1) Nuk është përshtatur në pikat e kontrollit të radios që përdoren në degët e rretheve federale të shërbimit shtetëror të radiofrekuencave ose shërbimit shtetëror të mbikëqyrjes së komunikimeve.

2) Një numër i madh postimesh të specializuara për gjetjen e drejtimit (por jo kontrollin e radios).

3) E pabazuar dhe e pazbuluar (të paktën deri diagrami funksional) përdorimi i një sistemi kohe të unifikuar në CPU dhe kronizuesit në PP, të sinkronizuar me sistemin e unifikuar të kohës.

4) Nevoja për kanale radio me gjerësi bande të lartë (deri në 625 Mbaud) për të transmetuar edhe fragmente të sinjaleve nga PP1 dhe PP2 në CPU.

5) Për të organizuar një kanal radioje, kërkohen pajisje transmetuese radio dhe marrja e lejes për t'i përdorur ato në kushte të caktuara funksionimi.

Ekziston një metodë e njohur e diferencës së diapazonit për përcaktimin e koordinatave të një burimi emetimi radio dhe pajisjes që e zbaton atë (6).

Një metodë e bazuar në marrjen e sinjaleve RES nga katër antena që formojnë tre baza matëse të pavarura në pikat e ndara A, B, C, D në mënyrë të tillë që vëllimi i figurës së formuar nga këto pika të jetë më i madh se zero (V A,B, C,D >0). Sinjali merret njëkohësisht nga të gjitha antenat; maten tre diferenca të pavarura kohore t AC, t BC, t DC të marrjes së sinjalit nga palë antenash që formojnë bazat e antenës matëse (AC), (BC) dhe (DC). Bazuar në diferencat kohore të matura, llogariten diferencat e distancës nga IR në çiftet e pikave (A, C), (B, C), (D, C), për k-të trefishtë antenat e vendosura në pikat A, B, C në k=1, B, C, D në k=2, D, C, A në k=3, llogariten vlerat e këndit k që karakterizojnë pozicionin këndor të planit të pozicionit. duke përdorur diferencat e diapazonit të matur RES k , k=1, 2, 3 në lidhje me bazën matëse përkatëse dhe koordinatat e pikës F k që i përkasin rrafshit k të pozicionit të RES, llogaritni koordinatat e kërkuara të RES si koordinatat e pika e kryqëzimit të tre rrafsheve të pozicionit të BRE-ve k , k=1, 2, 3 secila prej të cilave karakterizohet nga koordinatat e pikave vendndodhjen k-të antena trefishohet dhe vlerat e llogaritura të këndit k dhe koordinatave të pikës F k, shfaqin rezultatet e llogaritjes së koordinatave të RES në një format të caktuar.

Kjo metodë dhe pajisja që e zbaton janë më afër asaj të pretenduar, por gjithashtu kanë një sërë disavantazhesh domethënëse:

1) Kompleksiteti i zbatimit praktik të metodës për shkak të pamundësisë për të matur dallimet në kohën e marrjes së sinjalit RES vetëm nga antenat (marrësit matës të radios mungojnë në diagramin bllok).

2) Nevoja për të sjellë sinjale RES nga antenat EMD të vendosura në një distancë optimale prej 0.6-0.7 R sipas (2) në një pikë, e cila është praktikisht jopraktike për t'u zbatuar.

3) Është shumë e vështirë të matet diferenca në kohën e marrjes së sinjalit RES në frekuenca specifike të dhëna direkt nga antenat (pa përdorur radio marrës, të cilët nuk tregohen në diagramin bllok).

4) Për të matur diferencën në kohën e marrjes së sinjalit direkt nga antenat, përdoren matësa me dy hyrje.

5) Kompleksiteti i zbatimit teknik për shkak të numrit të madh të kompjuterëve të ndryshëm.

6) Pasiguria në ndërtimin e sipërfaqes së pozicionit në formën e një plani pingul me rrafshin e antenave, pasi antenat në pikat A, B, C, D nuk janë të vendosura në të njëjtin rrafsh, siç dëshmohet nga kushti V A, B. , C, D > 0 në pretendimet .

Më e afërta me atë të pretenduar është metoda rangefinder-difference-rangefinder për përcaktimin e koordinatave të një burimi radio emetimi dhe pajisjes (7) që e zbaton atë, e miratuar si një prototip.

Metoda bazohet në marrjen e një sinjali nga tre antena, matjen e vlerave të dy dallimeve në kohën e marrjes së sinjalit RES nga antenat, matjen e dy vlerave të densitetit të fluksit të fuqisë së sinjalit RES, dhe më pas përpunimi i rezultateve të matjes për të llogaritur koordinatat e pikës nëpër të cilën kalon vija e pozicionit të BRE.

Kjo metodë përfshin kryerjen e operacioneve të mëposhtme:

Tre antena janë të vendosura në kulmet e trekëndëshit ABC;

Merrni sinjalin në të tre antenat;

Maten dy dallime në kohët t AC dhe t BC të marrjes së sinjalit RES nga antenat;

Dendësia e fluksit të fuqisë P 1 dhe P 2 të sinjalit maten në vendndodhjet e antenave 1 dhe 2;

Llogaritni vlerat e diferencave në intervalet nga RES në çiftet e antenave duke përdorur shprehjet r AC =C t AC, r BC =C t BC, r AB = r AC - r BC, ku C është shpejtësia e përhapjes të valës elektromagnetike;

Llogaritni koordinatat duke përdorur formulën që rezulton.

Në përputhje me (7), pajisja që zbaton metodën përfshin:

Tre antena;

Dy metra diferencë kohore;

Dy matës të densitetit të fluksit të fuqisë;

Njësi kompjuterike;

Blloku i ekranit.

Prototipi ka disavantazhet e mëposhtme:

1) Kompleksiteti praktik i zbatimit të metodës për shkak të pamundësisë për të matur dallimet në kohën e marrjes së sinjalit RES vetëm nga antenat (marrësit matës të radios mungojnë në diagramin bllok).

2) Nevoja për të kombinuar sinjalet RES nga antenat me distancë disa kilometra nga njëra-tjetra në një pikë për matje me matës me dy hyrje, që është një problem domethënës që nuk është zgjidhur nga autorët e patentës.

3) Jo i përshtatur për pajisjet e postave të kontrollit të radios (dy matësa të diferencës kohore, dy matësa të densitetit të fluksit të energjisë, një njësi llogaritëse, një njësi treguese) të disponueshme në degët e rretheve federale të shërbimit të frekuencave radio të Federatës Ruse janë të tepërta , dhe për këtë arsye nuk mund të përdoret atje.

4) E aplikueshme antenave marrëse mund të jetë vetëm izotropike, pasi formulat për llogaritjen e koordinatave nuk përmbajnë parametrat e modeleve të tyre të drejtimit.

Qëllimi i shpikjes aktuale është të zhvillojë një metodë për përcaktimin e koordinatave të vendndodhjes së burimeve radioaktive nga dy poste kontrolli radio, të cilat do të bëjnë të mundur aplikimin e kësaj metode pothuajse në të gjitha degët e rretheve federale të Shërbimit të Frekuencave të Radios. Federata Ruse.

Ky qëllim arrihet duke përdorur veçoritë e specifikuara në pretendime, të zakonshme për prototipin: një metodë për përcaktimin e koordinatave të vendndodhjes së burimeve të emetimit të radios, bazuar në marrjen e sinjaleve të rrezatimit nga antenat, matjen e niveleve dhe diferencës kohore të marrjes së sinjalit. nga burimet e rrezatimit në disa pika të hapësirës duke skanuar marrësit e radios dhe të konvertuar në një sistem ekuacionet dhe veçoritë dalluese: për të përcaktuar koordinatat e vendndodhjes së RES, përdoren dy poste identike stacionare të kontrollit të radios, njëra prej të cilave merret si drejtuesi, duke u lidhur me tjetrin me anë të një linje komunikimi, matësi i vlerës së vonesës së mbërritjes së sinjaleve në poste kalibrohet duke përdorur RES standarde me parametra të njohur sinjali dhe koordinata të vendndodhjes, më pas në postimet kryejnë skanim kuazi-sinkron dhe matja e niveleve të sinjalit në frekuencat e caktuara të akordimit dhe sasia e vonesës në mbërritjen e sinjaleve PR, dhe më pas transferimi i tyre në postën bazë, ku llogaritet raporti i nivelit dhe diferenca në vonesën e mbërritjes së sinjaleve RES, duke marrë parasysh rezultatet e kalibrimit të njehsorëve, si dhe përpiloni dy ekuacione për pozicionin e RES, secila prej të cilave përshkruan një rreth me rreze të barabartë me distancën nga shtylla në RES, dhe këto distanca përcaktohen përmes raportit të sinjalit. nivelet dhe diferenca në kohën e marrjes së sinjalit, e matur në postimet që përdorin vetëm një palë antenash me një azimut të njohur të boshtit të lobit kryesor dhe drejtimit të diagramit, dhe koordinatat e RES përcaktohen me metodën numerike të zgjidhjes së ekuacioneve të përpiluara. Metoda shpikëse është ilustruar me vizatime, të cilat tregojnë:

Në Fig.1 - vendosja e dy postave të monitorimit të radios dhe pozicioni i BRE-ve, E - pozicioni i vërtetë, Efikas - fiktive; a, b - këndet e pozicionit të boshtit të lobit kryesor të pjesës së poshtme; AB - linja bazë; AE, BE - vijat e azimuteve a dhe b në pozicionin e vërtetë të IRE; AEf, VEf - linjat e azimuteve af dhe bf te IRE fiktive;

Figura 2 është një bllok diagram i zbatimit të metodës së propozuar,

Metoda e propozuar përfshin kryerjen e operacioneve të mëposhtme:

1) Kalibroni njehsorin e vonesës së mbërritjes së sinjalit (SAR) në poste duke përdorur një grup RES referencë me parametra të njohur të sinjalit dhe koordinatat e vendndodhjes. Çdo BRE referencë duhet të vendoset në zonën EMD të të dy posteve. Numri dhe shpërndarja e tyre në zonën EMD duhet të jetë e mjaftueshme për të siguruar saktësinë e specifikuar të kalibrimit si në distancë ashtu edhe në azimut nga shtyllat.

2) Në çdo postim, nivelet e sinjalit maten duke përdorur një marrës radio dhe vonesa në mbërritjen e sinjaleve RES duke përdorur një matës të përshtatshëm, duke përdorur antena postare me një model rrezatimi të njohur, ndërsa marrësin e rregullon në frekuenca fikse të specifikuara. Procedura për matjen e vlerave të vonesës së mbërritjes së sinjaleve RES kryhet në mënyrë të ngjashme me hapin 1. Rezultatet futen në bankën e të dhënave të kompjuterit tuaj.

3) Dërgoni informacion nga kompjuteri skllav në kompjuterin kryesor përmes kanalit të komunikimit të pajisjes së komunikimit.

4) Llogaritni ndryshimin në vlerat e vonesës së mbërritjes së sinjaleve në antenat e postimeve si nga RES referencë ashtu edhe nga RES, duke marrë parasysh rezultatet sipas pretendimit 1, dhe gjithashtu llogaritni raportin e niveleve të sinjaleve nga BRE, të matura nga radiomarrësit e postave.

5) Hartoni një sistem me dy ekuacione që përcaktojnë pozicionin e IRE dhe zgjidheni atë numerikisht duke përdorur të dhënat nga pika 4.

Ekuacionet e pozicionit atëherë do të kenë formën e rrathëve

ku: r a, r b janë distancat nga shtyllat në BRE-të e dëshiruara, dhe 8 është diferenca e tyre (Fig. 1).

Ne shkruajmë katrorët e raporteve të rrezeve në terma të niveleve të sinjalit të matur si

Raporti i katrorëve të distancave, i përcaktuar përmes ndryshimit në nivelet e sinjalit të matur në postat e monitorimit të radios A dhe B dhe i shprehur në dB, na lejon të përshkruajmë vijën e pozicionit të PXR, duke eliminuar varësinë e kësaj linje pozicioni nga fuqia e burimit të dëshiruar të emetimit të radios. Në këtë rast, nga (3), bazuar në diferencën e llogaritur në distanca, katrorët e distancave përcaktohen në formën:

Dhe .

Meqenëse rrathët kryqëzohen në dy pika simetrike në lidhje me vijën bazë (shih Fig. 1), paqartësia lind në koordinatat e IRI. Për të hequr paqartësinë që rezulton, matjet e përsëritura mund të kryhen duke përdorur një drejtim (me një model të njohur rreze), për shembull, antena rrotulluese log-periodike ose kardioide. Por ky opsion shoqërohet me kosto të mëdha kohore dhe kompleksitetin e automatizimit të një zgjidhjeje të tillë. Në metodën shpikëse, përcaktimi i koordinatave të RES me eliminimin e njëkohshëm të paqartësisë kryhet duke matur nivelet e sinjalit direkt në antenat e drejtimit. Në këtë rast, antenat e drejtimit nuk rrotullohen në drejtim të sinjalit maksimal të emetuar, por duhet të dihet pozicioni i boshtit të lobit të tij kryesor në të dy postimet, dhe lobet janë të orientuara në drejtime afërsisht të kundërta në lidhje me bazën. Ky pozicion i boshteve të lobeve kryesore të antenave është paraqitur në Fig.1. Varësia e EMF në daljen e antenës E() lidhet me forcën e fushës pranë saj dhe këndi që përcakton pozicionin e boshtit të lobit kryesor të rrezes së poshtme në lidhje me azimutin në PXR, mund të përfaqësohet si E() = Em (), ku Em është EMF maksimale që korrespondon me drejtimin e lobit të boshtit kryesor drejt burimit, () - një funksion që përcakton diagramin e antenës. Tani raporti i niveleve të sinjalit për antenat e drejtimit n (a, b) mund të përfaqësohet në termat e raportit të niveleve të marra nga antenat gjithëdrejtuese n ab si, ku

Dhe - funksioni i marrëdhënieve të ADN-së.

Prandaj n ab =n( a , b)/ ( a , b) dhe katrorët e rrezeve (4) të sistemit (1) do të paraqiten në formën:

Për të zgjidhur sistemin e ekuacioneve (1) dhe (2), duke marrë parasysh (5) dhe (6), është e nevojshme të përcaktohen këndet a, b dhe njohja (). Nga Fig. 1 ato përcaktohen si a = a - a, b = b - b, ,

ku: af = af - a, bf = bf - b, a< /2, то ИРИ находится во второй полуплоскости (ниже линии базы). При априорно снятой неопределенности расположения ИРИ относительно линии базы (например, при выполнении операции поиска ИРИ силовыми структурами) применяют ненаправленную (например, штыревую или биконическую антенны) и вычисление координат ведут по формулам (1), (2) с учетом (3) и (4).

Përbërja e pajisjes shpikëse që zbaton metodën shpikëse përfshin dy poste identike të kontrollit të radios - RKP A dhe RKP B, që përmbajnë:

1. Antenat 1, 6;

2. Marrësit radio (RP) 2, 7;

3. Matësit e vlerave të vonesës së sinjalit (IVZ) 3, 8;

4. Kompjuter 4, 9;

5. Pajisjet e komunikimit 5, 10.

Një nga postet (për shembull, le të jetë ky post RKP A) është drejtuesi. Daljet e antenave 1, 6 janë të lidhura me hyrjet e marrësve radio skanues 2, 7, kompjuterët e kontrollit 4, 9 janë të lidhur me lidhje dydrejtimëshe me një pajisje komunikimi 5, 10, të destinuara për transmetimin e informacionit, skanimin e marrësve 2, 7 dhe metra e vonesës në mbërritjen e sinjaleve 3, 8, hyrja secila prej të cilave është e lidhur me daljen e marrësit përkatës të skanimit. Sinjalet RES të matura nga marrësit dërgohen nëpërmjet komunikimit dydrejtimësh në kompjuterin në postën përkatëse. Në blloqet 3, 8, matet vlera e vonesës së mbërritjes së sinjaleve nga të dy RES referenca për të krijuar një skedar kalibrimi të përdorur në llogaritjen e koordinatave, dhe sinjalet RES dhe vlerat e matura transmetohen me kërkesë të kompjuterit në bazën e të dhënave të tij. . Nën kontrollin e kompjuterit kryesor të postës, i gjithë informacioni nga posta skllav transmetohet përmes kanalit të komunikimit të pajisjes së komunikimit 5, 10 në kompjuterin kryesor të postës. Atje, koordinatat llogariten duke përdorur ekuacionet për pozicionin e RES, duke marrë parasysh modelet e rrezatimit të antenave dhe skedarët e kalibrimit. Llogaritjet e koordinatave kryhen duke përdorur metodën numerike të përafrimeve të njëpasnjëshme. Kështu, metoda e propozuar ju lejon të përcaktoni koordinatat e RES në kontrast me prototipin:

1) vetëm dy poste stacionare të monitorimit të radios;.

2) sinjali RES merret vetëm nga dy antena;

3) përdoren antena drejtimi me maksimum të theksuar të modelit të rrezatimit, dhe jo me një model rrezatimi rrethor;

4) matja e vlerave të vonesës së mbërritjes së sinjaleve në antenat e postimeve kryhet në vendndodhjen e antenave me një matës me hyrje të vetme, duke përdorur jo sinjalet nga daljet e antenës drejtpërdrejt, por duke përdorur të përforcuar dhe sinjale të filtruara nga daljet e radiomarrësve;

5) llogaritja e diferencës në vlerat e matura të vonesës së mbërritjes së sinjalit kryhet jo nga një matës me dy hyrje të lidhur me daljen e antenave të distancuara, por në një kompjuter të postës kryesore duke përdorur skedarët e kalibrimit të marra me matje;

6) lobi kryesor i secilës antenë është i vendosur në gjysmë-rrafshe të ndryshme në lidhje me vijën bazë. duke marrë si të vërteta vetëm koordinatat që lidhen me gjysmëplanin në raport me vijën bazë në të cilën ndodhet lobi kryesor i antenës me nivelin më të lartë të sinjalit të marrë.

7) llogaritja e koordinatave të vendndodhjes kryhet duke përdorur një metodë numerike;

8) kur pasiguria e vendndodhjes së RES në lidhje me vijën bazë hiqet apriori, përdoret një antenë gjithëdrejtuese (për shembull, një antenë kamxhik ose bikonike) dhe koordinatat llogariten duke përdorur formulat (1), (2) duke marrë parasysh (3) dhe (4). Kjo thjeshton zbatimin e pajisjes duke përdorur metodën e propozuar

Karakteristika të tilla nuk janë identifikuar as në analoge as në prototip dhe tregojnë praninë në shpikjen e propozuar të shenjave të risisë dhe një niveli të duhur zgjuarsie.

Letërsia.

1. Korneev I.V., Lenzman V.L. dhe të tjera.Teoria dhe praktika e rregullimit shtetëror të përdorimit të radiofrekuencave dhe radioelektronikës për përdorim civil.

Mbledhja e materialeve për kurse trajnimi të avancuara për specialistë në qendrat e radiofrekuencave në rrethet federale. Libri 2. - Shën Petersburg: SPbSUT. 2003.

2. Lipatnikov V.A., Solomatin A.I., Terentyev A.V. Gjetja e drejtimit të radios. Teoria dhe praktika. Shën Petersburg VAS, 2006 - 356 f.

3. Metoda për përcaktimin e koordinatave të vendndodhjes së burimeve të emetimit të radios. Aplikimi nr.2009138071, pub. 20.04.2011 B.I. Nr 11. Autorë: Loginov Yu.I., Ekimov O.B., Rudakov R.N.

4. Metoda e diferencës-rangefinder për gjetjen e drejtimit të një burimi emetimi radio. Patenta RF nr. 2325666 C2. Autorë: Saibel A.G., Sidorov P.A.

5. Gjetësi i drejtimit të diferencës në distancë. Patenta RF nr. 2382378, C1. Autorë: Ivasenko A.V., Saibel A.G., Khokhlov P.Yu.

6. Metoda e diferencial-rangefinder për përcaktimin e koordinatave të një burimi radio emetimi dhe pajisjes që e zbaton atë. Patenta RF nr 2309420. Autorë: Saibel A.G., Grishin P.S.

7. Metoda Rangefinder-difference-rangefinder për përcaktimin e koordinatave të burimit të emetimit të radios dhe pajisjes që e zbaton atë. Patenta RF Nr. 2363010, C2, publ. 27.10.2007 Autorë: Saibel A.G., Weigel K.I.

KERKESE

1. Një metodë për përcaktimin e koordinatave të vendndodhjes së burimeve të emetimit të radios (RS), e bazuar në matjen e niveleve dhe diferencës në kohën e mbërritjes së sinjalit nga RS në antenat e distancuara duke skanuar radiomarrësit dhe të konvertuar në një sistem të ekuacione, të karakterizuara në atë që përdoren dy poste stacionare të monitorimit të radios, njëra prej të cilave merret si drejtues, e lidhur me një linjë tjetër komunikimi, kalibron njehsorin e vlerës së vonesës së mbërritjes së sinjaleve në poste, duke përdorur mjete standarde radio-elektronike. me parametrat e sinjalit të njohur dhe koordinatat e vendndodhjes, në poste ata kryejnë skanim pothuajse sinkron për të identifikuar rrezatimin e rrezatuar, dhe më pas matin nivelet e sinjalit në frekuencat e caktuara të akordimit dhe vlerat e vonesës së mbërritjes së sinjaleve RES, duke i transmetuar ato. në postin drejtues, ku raporti i nivelit dhe diferenca në vonesën e mbërritjes së sinjaleve RES llogariten duke përdorur rezultatet e kalibrimit të njehsorëve, dhe gjithashtu hartohen dy ekuacione, secila prej të cilave përshkruan një rreth me një rreze e barabartë me distancën nga posti në RES, dhe këto distanca përcaktohen përmes raportit të niveleve të sinjalit dhe ndryshimit në vlerat e vonesës së mbërritjes së sinjalit të matur në postimet duke përdorur vetëm një palë antenash me azimut të njohur të akseve kryesore të lobit dhe modelet e rrezatimit, lobi kryesor i secilës prej të cilave ndodhet në gjysmëplane të ndryshme në lidhje me vijën bazë, dhe koordinatat e IR përcaktohen duke përdorur një metodë numerike për zgjidhjen e ekuacioneve të përpiluara, duke marrë si të vërteta vetëm koordinatat që lidhen me gjysmë plani në lidhje me vijën bazë në të cilën ndodhet lobi kryesor i antenës me nivelin më të lartë të sinjalit të marrë.

2. Një pajisje për përcaktimin e koordinatave të vendndodhjes së burimeve të emetimit të radios, që përmban poste të lidhura me linja komunikimi dydrejtimëshe, duke përfshirë antenat marrëse, skanimin e marrësve të radios të kontrolluar nga një kompjuter, e karakterizuar nga ajo që përmban dy poste identike të kontrollit të radios, njëra prej të cilave është master, dhe në çdo post një metër madhësia e vonesës së mbërritjes së sinjalit, dhe daljet e antenave lidhen me hyrjet e marrësve radio skanues, kompjuteri i kontrollit është i lidhur me lidhje dydrejtimëshe me pajisjen e komunikimit, skanimi marrësi dhe matësi i vlerës së vonesës së mbërritjes së sinjalit, hyrja e të cilit lidhet me daljen e marrësit skanues.

Metodat radioteknike të matjeve të trajektores së jashtme

Pajisjet për matjet e trajektores së jashtme, bazuar në parimin e inxhinierisë radio, kanë një gamë më të madhe gjurmimi dhe janë më universale në krahasim me pajisjet optike. Kjo ju lejon të përcaktoni jo vetëm koordinatat këndore të avionit, por edhe distancën nga objekti, shpejtësinë e tij, kosinuset e drejtimit të linjës së rrezes, etj.

Rangimi në sistemet radio inxhinierike zbret në përcaktimin e kohës së vonesës t D mbërritja e sinjaleve radio të emetuara ose të reflektuara që janë në përpjesëtim me diapazonin

D=ct D,

Ku Me=3×10 8 m/s - shpejtësia e përhapjes së valëve të radios.

Në varësi të llojit të sinjalit të përdorur, përkufizimi t D mund të kryhet duke matur fazën, frekuencën ose zhvendosjen e drejtpërdrejtë të kohës në lidhje me sinjalin e referencës. Është gjetur zbatimi më i madh praktik puls (i përkohshëm) Dhe metodat fazore. Në secilën prej tyre, matja e diapazonit mund të kryhet si të pakërkuar, kështu që kërkesë mënyrë. Në rastin e parë, diapazoni D=ct D, në të dytën - D=0.5ct D.

Në Metoda e pulsit pa kërkesë Kohëmatësi me precizion të lartë janë instaluar në bordin e avionit dhe në tokë x 1 Dhe x 2, i sinkronizuar përpara nisjes (Fig. 9.5). Sipas impulseve ju 1 kronist x 1 transmetues në bord P lëshon sinjale pulsi me një periodë T. Pajisja marrëse e tokës etj i pranon ato përmes t D =D/c. Intervali t D midis pulseve të kronizuesit të tokës ju 2 dhe impulset ju 1 në daljen e marrësit korrespondon me diapazonin e matur.

Në Metoda e pulsit të kërkesës sinjali dërgohet nga një transmetues tokësor, merret nga një marrës në bord dhe transmetohet prapa.

Oriz. 9.5. Parimi i matjes së diapazonit duke përdorur një metodë pa puls.

Saktësia e këtyre metodave rritet me rritjen e frekuencës së pulsit.

Metoda e fazës matja e intervalit është se vonesa e sinjalit përcaktohet nga zhvendosja e fazës ndërmjet sinjalit të kërkesës dhe përgjigjes (Fig. 9.6).

Oriz. 9.6. Metoda e rangut të fazës

Transmetuesi tokësor lëshon dridhje:

u 1 =A 1 sin(w 0 t+j 0)=A 1 sinj 1 ,

Ku A 1- amplituda,

w 0- frekuenca rrethore,

j 0- faza fillestare,

j 1 - faza e lëkundjes së sinjalit.

Pajisjet në bord transmetojnë sinjalin ju 1, dhe marrësi tokësor merr sinjalin

u 2 =A 2 mëkat = A 2 sinj 2 ,

Ku j A- zhvendosja e fazës e shkaktuar nga kalimi i një sinjali në pajisje, i përcaktuar me llogaritje ose eksperiment.

Ndryshimi i fazës së lëkundjeve të sinjalit ju 2 relativisht ju 1 përcaktohet nga relacioni:

j D =j 2 -j 1 =w 0 t D =LpD/(T 0 s),

nga është diapazoni?

Ku l 0- gjatësia e valës.

Gjatë matjes parametrat e lëvizjes këndore Metodat e amplitudës dhe fazës përdoren më gjerësisht në inxhinierinë radiofonike të avionëve.

Metoda e amplitudës bazohet në një krahasim të amplitudave të sinjalit në pozicione të ndryshme të antenës transmetuese ose marrëse. Në këtë rast, dy opsione për zbatimin e sistemeve gonometrike janë të mundshme: gjetësit e drejtimit të amplitudës dhe fenerët. Në rastin e parë, pajisja transmetuese P ndodhet në avion dhe modeli i rrezatimit të pajisjes marrëse tokësore etj periodikisht zë pozicionin I ose II (Fig. 9.7).

Oriz. 9.7. Metoda e amplitudës për matjen e parametrave këndorë

Nëse këndi a=0, atëherë niveli i sinjalit në të dy pozicionet e modelit të rrezatimit do të jetë i njëjtë. Nëse a¹0, atëherë amplituda e sinjaleve do të jetë e ndryshme dhe nga ndryshimi i tyre mund të llogaritet pozicioni këndor i avionit.

Në rastin kur informacioni për pozicionin këndor duhet të vendoset në bordin e avionit, përdorni fener amplitudë. Për ta bërë këtë, një transmetues është instaluar në tokë, dhe modeli i rrezatimit të antenës tokësore skanohet, duke zënë periodikisht pozicionet I dhe II. Duke krahasuar amplitudat e sinjaleve të marra nga marrësi në bord, përcaktohet pozicioni këndor i avionit.

Metoda e fazës bazuar në matjen e diferencës së distancave nga avioni në dy pika referimi O 1 Dhe O 2(Fig. 9.8).

Oriz. 9.8. Metoda fazore për përcaktimin e parametrave këndorë

Në këtë rast, distanca nga objekti R 1 Dhe R 2 përcaktohet nga ndryshimi i fazës DJ lëkundjet harmonike të emetuara nga një burim i vendosur në pika O 1 Dhe O 2. Kosinusi i këndit të drejtimit q përcaktuar:

Ku NË- distanca midis pikave O 1 Dhe O 2.

Një shembull i një kompleksi të matjeve të trajektores së jashtme të përdorur në praktikën në terren është sistemi "Track" (Fig. 9.10). Kjo pajisje, e zhvilluar dhe prodhuar nga pajisja matëse SKB NTIIM, përdor parimin koordinativ-goniometër-bazë.

Ai përbëhet nga dy teodolite monitoruese televizive 1, një sistem kontrolli 2, një sistem i unifikuar i sinkronizimit të kohës 3, një sistem regjistrimi dhe përpunimi i informacionit 4. Sistemi "Track" ju lejon të merrni informacione për koordinatat, shpejtësinë, koeficientin e tërheqjes dhe gjithashtu vëzhgoni sjellja e një objekti në ekranin e monitorit.

Oriz. 9.10. Sistemi i matjeve të trajektores së jashtme "Track":

1-teodoliti përcjellës i televizorit; 2-sistemi i kontrollit; Sistemi i sinkronizimit të kohës me 3 njësi; 4-sisteme për regjistrimin dhe përpunimin e informacionit

Karakteristikat kryesore të sistemit "Track" janë dhënë më poshtë:

Gabim në matjen e koordinatave këndore në një kënd lartësie deri në 60 gradë:

Statike - 15 hark

Në dinamikë - 30 hark,

Parametrat maksimalë të gjurmimit të objektit

Shpejtësia këndore - 50 gradë/sek,

Nxitimi këndor - 50 gradë/sek 2,

Frekuenca e regjistrimit të koordinatave këndore të imazheve të objektit është 25-50 korniza/sek.

Detyra më e rëndësishme e hulumtimit balistik të jashtëm është përcaktimi i vendndodhjes hapësinore të qendrës së masës së avionit, e cila përcaktohet në mënyrë unike nga tre koordinata hapësinore. Në këtë rast, navigimi përdor konceptet e sipërfaqeve dhe linjave të pozicionit.

Nën pozicioni i sipërfaqes kuptojnë vendndodhjen gjeometrike të pikave të vendndodhjes së avionit në hapësirë, të karakterizuar nga një vlerë konstante e parametrit të matur të lundrimit (për shembull, këndi i lartësisë, këndi i azimutit, diapazoni, etj.). Nën linjë pozicioni, kuptojnë kryqëzimin e dy sipërfaqeve të pozicionit.

Pozicioni i një pike në hapësirë ​​mund të përcaktohet nga kryqëzimi i dy linjave të pozicionit, tre sipërfaqeve të pozicionit dhe një vijë pozicioni me një sipërfaqe pozicioni.

Në përputhje me llojin e parametrave të matur, dallohen pesë metodat e mëposhtme për përcaktimin e vendndodhjes së një avioni: goniometri, distanca, totali dhe diferenca-rangefinder dhe i kombinuar.

Metoda e gonometrit bazohet në matjen e njëkohshme të këndeve të shikimit të avionëve nga dy pika të ndryshme. Mund të bazohet në parimet e inxhinierisë optike dhe radio.

Në Metoda e cineteodolitit sipërfaqja e aplikimit në a=konstështë një plan vertikal, dhe pozicioni i sipërfaqes në b=konst- një kon rrethor me majën e tij në pikën O (Fig. 9.11, a).

Oriz. 9.11. Përcaktimi i koordinatave të objektit duke përdorur metodën e filmit teodolitit,

a) vija e sipërfaqes dhe e pozicionit, b) skema e përcaktimit të koordinatave

Kryqëzimi i tyre përcakton vijën e pozicionit që përkon me gjeneratën e konit. Prandaj, për të përcaktuar vendndodhjen e avionit, është e nevojshme të përcaktohen koordinatat e pikës së kryqëzimit të dy linjave të pozicionit. NGA 1 Dhe NGA 2(Fig. 9.11, b), të marra njëkohësisht nga dy pika matëse O 1 Dhe O 2.

Në përputhje me skemën në shqyrtim, koordinatat e avionit përcaktohen nga formula:

Ku NË- distanca midis pikave matëse,

R- rrezja e Tokës në një zonë të caktuar.

Duke përdorur metoda e diapazonit koordinatat e avionit përcaktohen nga pika e kryqëzimit të tre sipërfaqeve të pozicionit sferik me rreze të barabarta me diapazonin D. Megjithatë, në këtë rast, pasiguria lind për faktin se të tre sferat kanë dy pika kryqëzimi, për të eliminuar të cilat përdorin mënyra shtesë orientim.

Diferenca dhe metoda totale e diapazonit bazohet në përcaktimin e diferencës ose shumës së diapazoneve nga avioni në dy pika matëse. Në rastin e parë, sipërfaqja e pozicionit është një hiperboloid me dy fletë dhe për të përcaktuar koordinatat e objektit është e nevojshme të kemi edhe një stacion (drejtues). Në rastin e dytë, sipërfaqja e pozicionit ka formën e një elipsoidi.

Metoda e kombinuar Përdoret në mënyrë tipike në sistemet e radarit, ku pozicioni i avionit përcaktohet si pika e kryqëzimit të një sipërfaqeje pozicioni sferik me një rreze të barabartë me diapazonin ( D=konst), pozicioni konik i sipërfaqes ( b=konst) dhe pozicioni vertikal i sipërfaqes ( a=konst).

Metoda Doppler përcaktimi i shpejtësisë dhe vendndodhjes së një avioni bazohet në efektin e ndryshimit të frekuencës së sinjalit transportues të emetuar nga transmetuesi dhe të perceptuar nga pajisja marrëse në varësi të shpejtësisë së lëvizjes së tyre relative:

F d =¦ pr -¦ 0,

Ku F d- Frekuenca e Doppler-it,

¦ pr - frekuenca e sinjalit të marrë,

¦ 0 - frekuenca e sinjalit të transmetuar.

Mund të merren matje të frekuencës Doppler të pakërkuar ose kërkesë metodë. Në të pakërkuar metodë, shpejtësia radiale e avionit në gjatësinë e valës së sinjalit l 0, përcaktohet:

V r = F d l 0,

në kërkesë metoda:

V r =F d l 0 /2.

Për të përcaktuar diapazonin, duhet të integroni rezultatet e matjes së shpejtësisë së fluturimit gjatë kohës që objekti lëviz nga pikënisje. Gjatë llogaritjes së koordinatave, përdoren varësitë për sistemet totale të diapazonit.

Skemat për përcaktimin e parametrave të avionit bazuar në efektin Doppler janë paraqitur në figurën 9.12.

Oriz. 9.12. Skema për përcaktimin e koordinatave të avionit duke përdorur metodën Doppler:

a) pa rele sinjali, b) me rele sinjali

Gjatë kryerjes së matjeve të trajektores së jashtme të lëvizjes së avionëve të vegjël (plumba, artileri dhe predha raketash), përdoren stacione radari me rreze Doppler DS 104, DS 204, DS 304 të prodhuara nga NTIIM.

Oriz. 9.13. Stacione radari me rreze Doppler

DS 104, DS 204, DS 304

Ata përdorin metodën e pyetjes dhe ju lejojnë të përcaktoni shpejtësitë në çdo pjesë të trajektores, koordinatat aktuale në rrafshin vertikal, llogaritni nxitimet, numrat Mach, koeficientin e tërheqjes, devijimet mesatare dhe mesatare të shpejtësisë fillestare në një grup goditjesh.

bazë specifikimet Stacionet DS 304 janë si më poshtë:

Kalibri minimal - 5 mm,

Gama e shpejtësisë - 50 – 2000 m/s,

Gama - 50000 m,

Gabim në matjen e shpejtësisë - 0,1%,

Frekuenca e sinjalit të provës - 10,5 GHz,

Niveli i fuqisë së sinjalit të gjeneruar është 400 mW.

Metodat e navigimit me radio për përcaktimin e koordinatave, metoda e distancave, linjat e pozicionit, gabimi i metodës së distancave.

Navigimi

Ortodromi

Pozicioni i sipërfaqes

Linja e pozicionit

Metoda e diapazonit.

Kjo metodë bazohet në matjen e distancës D midis pikave të emetimit dhe marrjes së një sinjali deri në kohën e përhapjes së tij midis këtyre pikave.

Në navigimin radio, matësit e distancës funksionojnë me një sinjal reagimi aktiv të emetuar nga antena e transmetuesit të transponderit (Fig. 7.2, a) kur marrin një sinjal kërkese.

Nëse koha e përhapjes së sinjaleve të kërkesës t3 dhe përgjigja t0 është e njëjtë, dhe koha e formimit të sinjalit të përgjigjes në transponder është e papërfillshme, atëherë diapazoni i matur nga hetuesi (radio rangefinder) është D = c(t3 + t0)/2. Sinjali i reflektuar mund të përdoret gjithashtu si përgjigje, gjë që bëhet kur matni rrezen ose lartësinë e radarit me një altimetër radio.

Pozicioni i sipërfaqes Sistemi i distancave është sipërfaqja e një topi me rreze D. Linjat e pozicionit Do të ketë rrathë në një plan ose sferë fikse (për shembull, në sipërfaqen e Tokës), kjo është arsyeja pse sistemet e distancave quhen ndonjëherë rrethore. Në këtë rast, vendndodhja e objektit përcaktohet si pika e kryqëzimit të dy vijave të pozicionit. Meqenëse rrathët kryqëzohen në dy pika (Fig. 7.2.6), lind paqartësia e referencës, për të eliminuar se cilat mjete shtesë të orientimit përdoren, saktësia e të cilave mund të jetë e ulët, por e mjaftueshme për një zgjedhje të besueshme të njërit prej dy kryqëzimeve. pikë. Meqenëse koha e vonesës së sinjalit mund të matet me gabime të vogla, rangefinder RNS bën të mundur gjetjen e koordinatave me saktësi të lartë. Metodat e gjetjes së rrezes së radios filluan të përdoren më vonë se metodat gonometrike. Mostrat e para të gjetësve të rrezes së radios bazuar në matjet fazore të vonesës kohore u zhvilluan në BRSS nën udhëheqjen e L. I. Mandelstam, N. D. Papaleksi dhe E. Ya. Shchegolev në 1935-1937. Metoda e rangut të pulsit u përdor në radarin e pulsit të zhvilluar në 1936-1937. nën udhëheqjen e Yu. B. Kobzarev.

Metodat e lundrimit me radio për përcaktimin e koordinatave, metoda goniometri-rangefinder, linjat e pozicionit, gabimi i metodës goniometri-rangefinder.

Navigimi- shkenca e metodave dhe mjeteve që sigurojnë drejtimin e objekteve lëvizëse nga një pikë e hapësirës në tjetrën përgjatë trajektoreve që përcaktohen nga natyra e detyrës dhe kushtet për zbatimin e saj.

Ortodromi- një hark i një rrethi të madh, rrafshi i të cilit kalon nëpër qendrën e globit dhe dy pika të dhëna në sipërfaqen e tij.

Në navigimin radio, kur gjeni vendndodhjen e një objekti, futen konceptet e parametrit të navigimit të radios, sipërfaqeve dhe linjave të pozicionit.

Parametri i navigimit të radios (RPP)është një sasi fizike e matur drejtpërdrejt nga RNS (distanca, diferenca ose shuma e distancave, këndi).

Pozicioni i sipërfaqes llogaritni vendndodhjen gjeometrike të pikave në hapësirë ​​që kanë të njëjtën vlerë RNP.

Linja e pozicionit ka një vijë të kryqëzimit të dy sipërfaqeve të pozicionit. Vendndodhja e një objekti përcaktohet nga kryqëzimi i tre sipërfaqeve të pozicionit ose një sipërfaqe dhe një vijë pozicioni.

Metoda e përcaktimit të distancës për përcaktimin e vendndodhjes dhe përbërësve të vektorit të shpejtësisë së objekteve duke përdorur sinjale radio nga anijet kozmike të sistemeve të navigimit radio satelitor mund të përdoret në navigimin dhe gjeodezinë në hapësirë. Sipas metodës, sinjalet radio të navigimit satelitor merren nga një pajisje marrëse me kanal N të instaluar në objekt, distancat nga objektet në secilin satelit përcaktohen duke matur zhvendosjet kohore të sekuencave të kodit të krijuara nga gjeneratorët satelitorë në lidhje me sekuenca e kodit e krijuar nga gjeneratorët e objektit, si dhe përbërësit e vektorit të shpejtësisë duke matur ndërrimet e frekuencës Doppler të marra duke përdorur sistemet e përcjelljes së bartësit. Në këtë rast, në një pajisje marrëse me kanal N, njëra prej të cilave është master, dhe të tjerat janë kanale skllav, diferenca në intervale përcaktohet midis intervaleve të matura nga pajisjet marrëse skllav dhe diapazonit të matur nga marrësi kryesor. si dhe diferencat në shkallët e ndryshimit të diapazoneve përcaktohen ndërmjet shpejtësive të diapazoneve të ndryshimit të llogaritura nga matjet e zhvendosjes së frekuencës Doppler të marrësve skllav dhe shkallës së ndryshimit të diapazonit të llogaritur nga matjet e zhvendosjes së frekuencës Doppler të marrësit kryesor, pastaj diferencat e intervalit të dyfishtë dhe diferencat e normës së intervalit të dyfishtë përcaktohen duke zbritur reciprokisht diferencat e diapazonit dhe diferencat e shkallës së ndryshimit nga njëra-tjetra. Rezultati teknik konsiston në rritjen e saktësisë së përcaktimit të koordinatave të vendndodhjes që përbëjnë vektorin e shpejtësisë së objektit që përcaktohet duke përdorur sinjalet e navigimit të anijes kozmike SRNS; dhe përdorimin e sinjaleve radio nga burimet ajrore me bazë tokësore të emetimeve të radios, si dhe përdorimin e emetimeve të radios nga anijet kozmike të sistemeve dhe simulatorëve të tjerë. 4 paga f-ly, 3 i sëmurë.

Shpikja ka të bëjë me fushën e lundrimit të radios hapësinore, gjeodezisë dhe mund të përdoret për të përcaktuar koordinatat e vendndodhjes dhe përbërësit e vektorit të shpejtësisë së objekteve. Ekziston një metodë e njohur e diferencës së rrezes Doppler për përcaktimin e koordinatave të vendndodhjes dhe përbërësve të vektorit të shpejtësisë së objekteve nga sinjalet radio naviguese të anijes kozmike (SC) të sistemeve të navigimit radio satelitor (SRNS), bazuar në matjet e diferencave në distancat topocentrike midis një objekt dhe dy pozicione të së njëjtës anije kozmike lundrimi (SV) në momente të njëpasnjëshme në kohë (P.S. Volosov, Yu.S. Dubenko dhe të tjerë. Sistemet e navigimit satelitor të anijeve. Leningrad: Sudostroenie, 1976). Zbatim praktik metodë e njohur janë SRNS ruse "Cicada" dhe SRNS amerikane "Transit" - sistemet e navigimit të gjeneratës së parë. Në të, integrimi i zhvendosjes së frekuencës Doppler të sinjaleve radio të marra gjatë një intervali kohor T nga një satelit artificial i Tokës (NES) navigimi bën të mundur përcaktimin e numrit të gjatësive të valëve që përshtaten në diferencën në distancat nga qendra fazore e antenës. e pajisjes marrëse të objektit në dy pozicione të NES (dy pozicione të qendrës fazore të antenës NES): ku t 1 dhe t 2 janë koha e transmetimit të vulave kohore NIS; R 1 (t 1) dhe R 2 (t 2) - distancat midis qendrave fazore të antenave të objektit dhe satelitit; c është shpejtësia e dritës; f p - frekuenca e sinjalit të marrë; f o - frekuenca e sinjalit të referencës, f p = f dhe f dhe +f io +f tr +f gr +f dr, ku
f dhe është frekuenca e sinjalit të emetuar nga sateliti;
f dhe - paqëndrueshmëria e frekuencës së sinjalit të emetuar;
f io, f tr - zhvendosje të panjohura të frekuencës të shkaktuara nga përhapja e sinjalit në jonosferë, troposferë;
f gr - zhvendosje e panjohur e frekuencës për shkak të forcave gravitacionale;
f dr - zhvendosje të panjohura të frekuencës për shkak të faktorëve të tjerë,
f o = f dhe f+f o,
Ku
f o - zhvendosja e njohur e frekuencës konstante (paragjykimi i frekuencës);
f - paqëndrueshmëria e frekuencës së sinjalit të referencës. Duke marrë parasysh sa më sipër, shprehja do të marrë formën

Është e qartë nga shprehja se zhvendosja integrale e frekuencës Doppler përcaktohet nga dy terma. Termi i parë është gabimet e matjes të shkaktuara nga kushtet e përhapjes së valëve të radios, fusha gravitacionale e Tokës, paqëndrueshmëria e frekuencës së rrezatimit të oshilatorit të referencës dhe faktorë të tjerë. Ata do të hyjnë në ekuacionin e navigimit si të panjohur. Termi i dytë është një matje e drejtpërdrejtë e ndryshimit në diapazonin e pjerrët në gjatësitë e valëve të frekuencës referuese të objektit të zbuluar. Gabimi shtesë i sistemit të përcjelljes së transportuesit (CSR), i cili mungon në ekuacionin e konsideruar të navigimit, përfshihet gjithashtu në gabimin e matjes së parametrit të navigimit radio (RPP). Funksioni i monitoruar i kohës - bartësi i frekuencës ka derivate të rendit të lartë jo zero. Rrjedhimisht, përveç gabimeve të rastësishme (zhurmës), një servo qark real me astatizëm të rendit të fundëm do të ketë gabime dinamike të shkaktuara nga prania e derivateve të veprimit hyrës të një rendi më të lartë se rendi i astatizmit të sistemit. Zvogëlimi i gabimit të rastësishëm të lakut të bllokuar me fazë (PLL) të SSN kërkon përdorimin e një laku më inercial reagime(ngushtimi i gjerësisë së brezit të filtrit të kalimit të ulët), por në të njëjtën kohë rriten gabimet dinamike të SSR dhe anasjelltas. Duke shprehur vargjet përmes koordinatave të një sistemi koordinativ gjeocentrik drejtkëndor, ekuacioni i lundrimit merr formën
,
Ku
x 1, y 1, z 1, x 2, y 2, z 2 - koordinatat e qendrës fazore të antenës satelitore në kohët t 2 dhe t 1, përkatësisht;
x 0 , y 0 , z 0 janë koordinatat e panjohura të qendrës fazore të antenës së objektit që përcaktohet. Siç mund ta shihni, tre matje të diferencave të diapazonit në katër pozicione të njëpasnjëshme të satelitit në orbitë bëjnë të mundur përcaktimin e koordinatave të objektit x 0, y 0, z 0. Gjatë procesit të matjes, është e nevojshme të prisni derisa diapazoni i satelitit të ndryshojë me një sasi të mjaftueshme. Metoda e matjes së diferencës së diapazonit tregon avantazhet e saj në distanca (baza) të tilla midis pozicioneve të satelitit në orbitë kur ato janë në përpjesëtim me distancat midis satelitit dhe objektit që përcaktohet. Në përputhje me sa më sipër, disavantazhet e metodës së njohur janë
gabimet e shkaktuara nga SSR;
gabime për shkak të paqëndrueshmërisë së frekuencës së rrezatimit të satelitit dhe oshilatorit të referencës;
gabime sistematike dhe të rastësishme;
saktësi e ulët në përcaktimin e koordinatave të vendndodhjes dhe përbërësve të vektorit të shpejtësisë së objekteve kur përdoren satelitët satelitorë në orbita mesatare-të larta dhe të larta. Njihet gjithashtu një metodë e përcaktimit të distancës, e cila është miratuar si një prototip. Zbatimi praktik i kësaj metode është SRNS i gjeneratës së dytë - Sistemi Satelitor i Navigimit Global Orbitues Rus (GLONASS) dhe Sistemi Amerikan i Pozicionimit Global (GPS). Ekuivalenti gjeometrik i algoritmit përfundimtar të kësaj metode të zgjidhjes së një problemi lundrimi është ndërtimi i një grupi sipërfaqesh pozicioni në lidhje me satelitët artificialë të Tokës (NES) të lundrimit të përdorura, pika e kryqëzimit të së cilës është pozicioni i dëshiruar i objektit (Në - pajisje navigimi radio satelitore në bord. / Ed. V.S. Shebshaevich. M.: Transport, 1988). Për të zgjidhur një problem navigimi, vëllimi minimal i kërkuar i varësive funksionale duhet të jetë i barabartë me numrin e parametrave të vlerësuar. Përcaktimi i koordinatave të vendndodhjes së një objekti zbret në zgjidhjen e një sistemi ekuacionesh

Ku
R 1, . . . , R 4 - rezultatet e matjeve të diapazonit të pjerrët të marra duke përdorur një sistem gjurmimi të vonesës (DSS);
x, y, z - koordinatat e objektit në një sistem koordinativ drejtkëndor gjeometrik;
x 1 , y 1 , z 1 .... x 4 , y 4 , z 4 - koordinatat e katër udhëtarëve të transmetuara në mesazhin e lundrimit;
R t është diferenca midis diapazonit të vërtetë të objektit satelitor dhe atij të matur, për shkak të zhvendosjes në shkallën kohore të objektit në raport me shkallën kohore të satelitit;
R 1 ,..., R 4 - gabimet e matjes të shkaktuara nga atmosfera, jonosfera dhe faktorë të tjerë. Për të përcaktuar koordinatat e vendndodhjes së një objekti, është e nevojshme që katër satelitë të jenë njëkohësisht në fushën e shikimit të objektit. Si rezultat i zgjidhjes së këtij sistemi ekuacionesh, përcaktohen katër të njohura: tre koordinata të vendndodhjes së objektit (x, y, z) dhe korrigjimi Rt në shkallën e tij kohore (korrigjimi në orë). Në mënyrë të ngjashme, duke përdorur rezultatet e matjeve duke përdorur SSN, përcaktohen tre komponentë të vektorit të shpejtësisë dhe korrigjimet në frekuencën e standardit të frekuencës së objektit të përdorur për të gjeneruar shkallën kohore:
,
Ku
- shpejtësitë e ndryshimit të intervaleve (shpejtësitë radiale), të matura duke përdorur SSN;
- komponentët e vektorit të shpejtësisë së objektit;
- komponentët e vektorit të shpejtësisë së katër satelitëve;
- diferenca midis shpejtësisë së vërtetë dhe asaj të matur, për shkak të mospërputhjes midis frekuencave të standardeve të frekuencës së satelitit dhe objektit;
- gabimet e matjes për shkak të kushteve të përhapjes së valëve të radios dhe faktorëve të tjerë. Matja e diapazonit në pajisjet e objektit kryhet duke matur intervalin kohor midis vulave kohore të kodit të marrë nga sateliti dhe kodit lokal të objektit. Efektiviteti i kësaj metode përcaktohet kryesisht nga gabimi i zhurmës në matjen e RNP, pasi është gabimi i zhurmës ai që kufizon efektin e kompensimit për gabimet shumë të ndërlidhura. Për të vlerësuar gabimin e zhurmës, përdoret shprehja (Pajisjet e navigimit me radio satelitore në bord. /Ed. V.S. Shebshaevich. M.: Transport, 1988)

Ku
2w - shpërndarja e zhurmës së matjes;
- kohëzgjatja e elementit të kodit të diapazonit;
c/N 0 - raporti i fuqisë së sinjalit ndaj densitetit spektral të fuqisë së zhurmës në hyrjen e marrësit;
B CVD - CVD me gjerësi bande njëkahëshe;
B IF - gjerësia e brezit të njëanshëm të diskriminuesit IF;
K 1 , K 2 janë parametra konstante në varësi të zgjidhjes teknike të zgjedhur. Matja e zhvendosjes së frekuencës Doppler bazohet në matjen e rritjes së diapazonit në frekuencën bartëse duke përdorur një CCH. Një vlerësim i saktësisë së matjes së rritjes së diapazonit përcaktohet nga shprehja për shpërndarjen e fazës 2 f të qarkut përcjellës të transportuesit, i cili ka formën

Ku
- gjatësia valore bartëse;
B CCH është gjerësia e brezit të qarkut përcjellës të transportuesit. Gabimi i zhurmës në matjen e rritjes së diapazonit në frekuencën e bartësit është pothuajse një rend i madhësisë më i vogël se gabimi i zhurmës në matjen e diapazonit duke përdorur kodet e diapazonit. Metoda e gjetjes së distancës nuk lejon, për shembull, për shkak të dallimeve në GLONASS dhe GPS SRNS, t'i përdorin ato së bashku. Kështu, disavantazhet e metodës së njohur, prototipit, janë
gabimet e sistemit të gjurmimit për shkak të vonesës nga raporti sinjal-zhurmë;
gabimet e sistemit të përcjelljes së transportuesit nga raporti sinjal-zhurmë;
gabimet e shkaktuara nga kushtet e përhapjes së valëve të radios në jonosferë, troposferë dhe faktorë të tjerë;
gabimet e shkaktuara nga një zhvendosje në shkallën kohore të objektit në lidhje me shkallët kohore të satelitit për shkak të paqëndrueshmërisë së frekuencave të gjeneratorëve satelitorë dhe gjeneratorit të referencës së objektit;
pamundësia e ndarjes së burimeve të emetimeve të radios nga sistemet për qëllime të ndryshme. Për të eliminuar vonesën jonosferike, metodat e njohura përdorin kompensimin e harduerit duke përdorur matje me frekuencë të dyfishtë dhe kompensimin duke përdorur korrigjime të llogaritura nga të dhënat a priori. Metoda e njohur (prototipi) karakterizohet nga grupi i mëposhtëm i veprimeve në sinjalet e marra të navigimit të radios satelitore:
marrja nga një pajisje marrëse me kanal N e sinjaleve radio me dy frekuenca N NIS;
përcaktimi i distancave nga objekti në çdo satelit duke matur ndërrimet kohore të sekuencave të kodit të gjeneruara nga gjeneratorët satelitorë në lidhje me sekuencën e kodit të gjeneruar nga gjeneruesi i objektit;
rritja e diapazonit të matjes duke matur rritjet e fazës bartëse;
përcaktimi i koordinatave të vendndodhjes së objektit;
përcaktimi i përbërësve të vektorit të shpejtësisë së objektit. Qëllimi i shpikjes është të rrisë saktësinë e përcaktimit të koordinatave të vendndodhjes, përbërësve të vektorit të shpejtësisë së objektit që përcaktohet duke përdorur sinjalet radio naviguese të anijes kozmike SRNS dhe duke përdorur sinjale radio nga burimet ajrore me bazë tokësore të emetimeve të radios, si. si dhe përdorimin e emetimeve të radios nga anijet kozmike të sistemeve të tjera dhe simulatorëve të tyre. Qëllimi arrihet nga fakti se sipas metodës së propozuar, në një pajisje marrëse me kanal N, njëra prej të cilave është master dhe të tjerat janë kanale skllav, diferenca në intervalet midis diapazoneve të matura nga pajisjet marrëse skllav dhe është përcaktuar diapazoni i matur nga pajisja marrëse kryesore, si dhe diferencat e përcaktimit në shkallët e ndryshimit të diapazonit ndërmjet shkallëve të ndryshimit të diapazoneve të llogaritura nga matjet e zhvendosjeve të frekuencës Doppler të pajisjeve marrëse skllav, dhe shkallës së ndryshimit të diapazoni i llogaritur nga matja e zhvendosjes së frekuencës Doppler nga marrësi kryesor, më pas diferencat e dyfishta të intervaleve dhe diferencat e dyfishta të shpejtësive të ndryshimit të diapazonit përcaktohen duke zbritur reciprokisht njëra-tjetrën nga njëra-tjetra midis diferencave në intervale dhe ndryshimeve në shpejtësi. të ndryshimit të diapazoneve. Dallimet shtesë të metodës së propozuar janë si më poshtë. Pajisjet pritës dhe pritëse përcaktojnë diferencat e diapazonit midis objektit dhe dy pozicioneve satelitore, të përcaktuara nga intervali i matjes duke matur rritjet e fazës së bartësit duke përdorur sisteme akordimi të frekuencave të bllokuara me fazë për gjurmimin e bartësve të sinjaleve radio të navigimit satelitor. Përcaktimi i diferencave të intervalit të dyfishtë kryhet midis një objekti dhe dy pozicioneve satelitore të përcaktuara nga një interval matës duke matur diferencat e frekuencës Doppler të marra nga marrësit duke përdorur detektorë të fazës kuadratike, duke shumëzuar vlerat mesatare të tyre me intervalin e matjes. Marrësi kryesor i kanalit merr sinjale nga simulatori i sinjalit satelitor. Izolimi i sinjaleve me frekuenca Doppler kryhet duke kuadruar sinjalet e marra dhe më pas duke i kthyer frekuencat në ato të dëshiruara duke përdorur ndarësit e frekuencës. Interpretimi gjeometrik i metodës së propozuar ilustrohet duke përdorur shembullin e një konstelacioni prej katër anije kozmike GLONASS dhe një anije kozmike GPS, Fig. 1. Sinjali radio navigues i anijes kozmike GPS të marrë nga marrësi është sinjali kryesor, dhe kanali për marrjen e sinjaleve nga anija kozmike GLONASS nga marrësi është skllav. Prandaj, sinjalet e lundrimit të anijes kozmike GLONASS dhe pajisjes marrëse të anijes janë skllevër. Në përputhje me sa më sipër

Ku
- diferenca në intervalet e matura ndërmjet çdo anijeje kozmike GLONASS skllave - përdorues dhe ndërmjet anijes kozmike kryesore GPS - përdoruesi që përdor kodet e distancave;
- dallime të dyfishta të gamës. Interpretimi gjeometrik i përcaktimit të koordinatave dhe përbërësve të vektorit të shpejtësisë nga ndryshimet në rritjet e diapazonit dhe diferencat e dyfishta në rritje të matura duke përdorur rritjet e fazës bartëse është ilustruar duke përdorur shembullin e dy anijeve kozmike: një anije kozmike master dhe një anije kozmike skllav GLONASS, Fig. 2. Pikat t 1 , t * , t 2 tregojnë pozicionet e satelitit në orbitë, të cilat janë kufijtë e leximeve të parametrave të navigimit (intervali dimensional). Ndryshimet në rritjet e diapazonit do të shkruhen si më poshtë, përkatësisht:

Ndryshimet e dyfishta në rritjet e diapazonit do të marrin formën

Diferencat e diapazonit në kllapat katrore të sistemit të ekuacioneve (1) tregojnë avantazhet e tyre, siç u tregua më lart në distanca (baza) të tilla midis pozicioneve të satelitit në orbitë kur ato janë në përpjesëtim me distancën midis satelitit dhe objektit që ndodhet. përcaktuar. Në shembullin tonë, bazat janë të parëndësishme. Për të përmbushur këtë kusht, sistemi i ekuacioneve (2) shndërrohet në një sistem identik ekuacionesh për të cilin plotësohet ky kusht:

Kështu, nga sistemi i diferencave të diapazonit për orbitat satelitore me parametra orbitalë identikë për një plejadë prej 5 satelitësh, një GPS është master, katër GLONASS janë skllevër. Sistemet përfundimtare të ekuacioneve për diferencat e dyfishta në intervalet (1) dhe për diferencat e dyfishta në rritjet e diapazonit (3), të shprehura përmes koordinatave në një sistem koordinativ drejtkëndor gjeometrik, marrin formën
për diferencat e diapazonit të dyfishtë
,
Për dallime të dyfishta në rritjet e diapazonit
;
;
,
Ku
- koordinatat e satelitëve skllevër, të transmetuara në mesazhet e navigimit në kohët t 1, t 2, përkatësisht. Në mënyrë të ngjashme, duke përdorur rezultatet e matjes duke përdorur SSN, përcaktohen përbërësit e vektorit të shpejtësisë:
;
;
,
Ku
- komponentët e vektorit të shpejtësisë NIS të transmetuara në mesazhet e navigimit në kohët t 1, t 2, përkatësisht. Duke analizuar sistemet e ekuacioneve të navigimit të diferencave të dyfishta në intervalet (4), diferencat e dyfishta në rritje të intervaleve (5) dhe shpejtësive (6) duke përdorur sinjalet kryesore, radio satelitore skllav dhe pajisjet, kanalet përkatëse marrëse, shohim se në ekuacionet kompensohen koordinatat e GPS-së satelitore kryesore, dhe gjithashtu kompensohen gabimet e shkaktuara nga mospërputhjet midis shkallëve kohore dhe frekuencave të GPS, GLONASS në lidhje me shkallën kohore dhe frekuencën e objektit. Nëse ekuacionet e lundrimit të metodës së njohur përmbajnë gabime të shkaktuara nga jonosfera dhe troposfera, atëherë ekuacionet e metodës së propozuar duke përdorur diferencat e intervalit të dyfishtë përmbajnë ndryshimet e tyre. Për të siguruar saktësi të lartë në zgjidhjen e problemit të lundrimit për shkak të faktorit gjeometrik të përcaktimit të pozicionit në hapësirë, pozicioni i anijes në hapësirë ​​zgjidhet i tillë që një anije kozmike të jetë në zenit (duke siguruar saktësi të lartë në përcaktimin e pozicionit vertikal), dhe anijet kozmike të mbetura janë në rrafshin horizontal në drejtime që ndryshojnë nga njëri-tjetri me 120 - 180 o (duke siguruar saktësi të lartë në përcaktimin e pozicionit horizontal) në varësi të numrit të anijeve të përdorura. Kështu, metoda e propozuar, pavarësisht, për shembull, dallimet serioze në GLONASS dhe GPS, në metodat e specifikimit të efemeris, në paraqitjen e superkornizave dhe strukturave të kornizave të informacionit të shërbimit, në joidentitetin e sistemeve të referencës së koordinatave hapësinore të përdorura dhe dallimet në shkallët kohore të formuara nga standarde dhe kohë të ndryshme të frekuencave, lejon përdorimin e përbashkët të tyre pa i sjellë ato në përputhjen e kërkuar, d.m.th. pa asnjë modifikim material organizativ dhe modifikim të mbështetjes matematikore të sistemeve. Duke marrë sinjale radio navigimi nga anija kozmike GLONASS dhe GPS paralelisht ose në mënyrë sekuenciale, duke përdorur një pajisje marrëse multiplekse ose me shumë kanale, dhe gjithashtu duke marrë anijen kozmike GPS si master në një seri matjesh dhe anijen kozmike GLONASS si skllav dhe anasjelltas në një tjetër. seri, është e mundur të përcaktohen koordinatat dhe përbërësit e objektit të vektorit të shpejtësisë si në sistemin e kohës së koordinatave GPS ashtu edhe në sistemin e kohës së koordinatave GLONASS, pa i sjellë ato në përputhje. Ndarja e sistemeve do të sigurojë një universalitet të caktuar të përkufizimeve të navigimit, besueshmëri dhe vëzhgim të besueshëm duke krahasuar rezultatet e përkufizimeve për sisteme të ndryshme për të identifikuar rastet e mosfunksionimit të njërit prej sistemeve. Besueshmëria e mbështetjes së navigimit i referohet aftësisë së një sistemi navigimi për të siguruar një objekt me informacion për të përcaktuar vendndodhjen e tij në çdo kohë me një saktësi të garantuar për zonën e punës. Besueshmëria kuptohet si aftësia e një sistemi navigimi për të zbuluar devijimet në funksionimin e tij, duke çuar në një përkeqësim të saktësisë së përcaktimit të koordinatave dhe përbërësve të vektorit të shpejtësisë së objektit përtej vlerave të lejuara të specifikuara. Nëse sistemi i ekuacioneve të lundrimit të diferencave të dyfishta të metodës së propozuar duke përdorur matjet duke përdorur kodet e distancave (1) është në thelb një sistem ekuacionesh të diferencave të diapazonit, atëherë sistemi i ekuacioneve të lundrimit të diferencave të dyfishta të rritjeve të diapazonit i matur duke përdorur rritje të fazës bartëse në Intervali i matjes (2) është një ekuacion sistemi i diferencave të intervalit të dyfishtë dhe gjithashtu ju lejon të zgjidhni një problem navigimi - të përcaktoni koordinatat e vendndodhjes dhe përbërësit e vektorit të shpejtësisë së objektit. Meqenëse, siç u tregua më lart, saktësia e matjes së diferencave të dyfishta në rritjet e fazës në frekuencat e bartësit është një renditje e madhësisë më e lartë se saktësia e matjes së dallimeve në zhvendosjet kohore të sekuencave të kodit, atëherë saktësia e zgjidhjes së një problemi lundrimi duke përdorur rritje fazore është gjithashtu më e lartë se saktësia e zgjidhjes duke përdorur diferencat e diapazonit. Për të përmirësuar më tej saktësinë e zgjidhjes së problemit të navigimit duke përdorur rritje fazore në frekuencat e bartësit duke eliminuar gabimin e shkaktuar nga SCH nga matjet, diferencat e dyfishta në rritjet e diapazonit prodhohen duke izoluar nga sinjalet e marra me frekuenca të barabarta me diferencat e frekuencës Doppler duke përdorur kuadraturën. Detektorët e fazës, në daljet e para të të cilëve marrin sinjalin kryesor, dhe hyrjet e dyta marrin sinjalet e pajisjeve marrëse skllav, atëherë diferencat e rritjes së fazës përcaktohen duke shumëzuar vlerat mesatare të diferencave të frekuencës Doppler me intervalin e matur. dhe përcaktimin e diferencave të rritjes së dyfishtë të fazës me zbritjen e tyre reciproke. Sa më sipër korrespondon me zbatimin e harduerit, bllok diagrami i të cilit është paraqitur në Fig. 3. Izolimi i sinjaleve me frekuenca Doppler gjatë marrjes së sinjaleve të moduluara në fazë me bartës të shtypur kryhet duke i kuadruar dhe filtruar, pasuar nga kthimi i frekuencave në ato të dëshiruara duke përdorur ndarës të frekuencës. Sinjalet nga daljet e pajisjeve të konvolucionit, të cilat futen në sistemet PLL të pajisjeve marrëse në Fig. 3, në modalitetin e sinkronizimit të vonesës, kodet e diapazonit janë sinjale dukshëm me brez të ngushtë - transportues të rindërtuar të moduluar me informacion dixhital. Gama e ndryshimeve në vlerat e transportuesit përcaktohen kryesisht nga zhvendosja Doppler (50 kHz në frekuencat e anijes kozmike GLONASS), dhe gjerësia e spektrit të sinjalit përcaktohet nga spektri i informacionit dixhital (100 Hz). Sinjalet PLL mund të gjurmojnë sinjalet që korrespondojnë vetëm me një nga dy brezat anësor, dhe për këtë arsye kanë një humbje energjie prej 3 dB. Prandaj, lidhja e pajisjeve për nxjerrjen nga sinjalet e lundrimit të marra është e barabartë me diferencat e frekuencës Doppler të metodës së propozuar në Fig. 3, duke përjashtuar brezat e dytë anësore, nuk sjell humbje shtesë të energjisë. Sinjalet radio të marra dhe të konvertuara të navigimit satelitor që mbërrijnë në detektorët e fazës kuadratike tashmë mbartin zhvendosje të frekuencës për shkak të paqëndrueshmërisë së gjeneratorëve të anijes kozmike, objektit, për shkak të kushteve të përhapjes së valëve të radios (jonosferë, troposferë), zhvendosje për shkak të shtigjeve të marrjes dhe faktorëve të tjerë. Prandaj, në procesin e izolimit të lëkundjeve me frekuenca të barabarta me diferencat e frekuencës Doppler të metodës së propozuar, devijimet e listuara të frekuencës kompensojnë pjesërisht njëra-tjetrën. Dhe edhe me dallime të trefishta, kontributi i tyre në saktësinë e përcaktimeve të navigimit do të jetë i parëndësishëm. Kur rritjet e fazës përdoren për të zgjidhur problemin e lundrimit, ndikimi i rritjeve të fazës në saktësinë për shkak të jonosferës, troposferat për pikat ekstreme të intervalit të matjes ndryshojnë pak dhe praktikisht eliminohen kur formohen diferencat e dyta. Një tipar i veçantë dallues i metodës së propozuar është se kur matni diferencat në rritjet e fazës duke përdorur lëkundje të barabarta me diferencat në frekuencat Doppler, sinjali i çdo burimi rrezatimi mund të përdoret si sinjal kryesor: me bazë tokësore, me bazë ajri ose rrezatim nga anija kozmike. të sistemeve të tjera. Në këtë rast, kërkesa kryesore për pajisjen marrëse të objektit të zbuluar është aftësia për të marrë sinjalin dhe për ta kthyer atë në atë mënyrë që të sigurojë funksionimin e bllokut të detektorëve të fazës kuadratike. Për më tepër, koordinatat e burimeve të rrezatimit, sistemet e tyre kohore, paqëndrueshmëritë e frekuencës dhe rritjet e frekuencës për shkak të përhapjes së valëve të radios nuk kanë nevojë të dihen. Ato kompensohen gjatë matjeve të lundrimit. Opsioni më optimal për zbatimin e harduerit të metodës së propozuar është opsioni kur sinjalet bartëse të moduluara nga kodet e diapazonit të simulatorëve përdoren si sinjali kryesor i pajisjes marrëse të objektit. Simulatorët bëjnë të mundur optimizimin e shkallës së ndryshimit të frekuencave posaçërisht për secilin lloj sistemesh navigimi dhe në këtë mënyrë sigurojnë funksionimin e tyre optimal në drejtim të marrjes së saktësisë së mundshme të përcaktimit të koordinatave të vendndodhjes dhe përbërësve të vektorit të shpejtësisë së objektit. Karakteristikat dalluese të metodës së propozuar:
marrja nga një pajisje marrëse e kanaleve N e sinjaleve të radio navigimit nga satelitë N, njëri prej kanaleve të të cilit është master, dhe të tjerët janë skllevër;
përcaktimi i diferencave të rritjes së diapazonit dhe diferencave të diapazonit duke zbritur nga inkrementet e matura të fazës së bartësit dhe ndërrimet kohore të sekuencës së kodit nga pajisjet marrëse skllav, shtimet e fazës së bartësit dhe zhvendosja kohore e sekuencës së kodit të matur nga pajisja kryesore marrëse;
përcaktimi i diferencave të dyfishta në intervalet e rritjeve të diapazonit dhe diapazonit me zbritje reciproke të diferencave në diferencat e dyfishta në rritjet e fazës bartëse dhe ndryshimet në zhvendosjet kohore të sekuencave të kodit në një sekuencë të përcaktuar nga faktori gjeometrik për përcaktimin e pozicionit në hapësirë;
duke përdorur dallimet në diferencat e dyfishta në rritjet e fazës bartëse për të përcaktuar koordinatat dhe përbërësit e vektorit të shpejtësisë së objektit;
matja e diferencave të dyfishta në rritjet e diapazonit duke izoluar sinjalet me frekuenca të barabarta me diferencat në frekuencat Doppler të marra nga masteri dhe çdo kanal skllav i pajisjes marrëse duke përdorur detektorë të fazës kuadratike, hyrjet e para të të cilave marrin sinjale nga kanali kryesor dhe i dyti hyrjet marrin sinjale nga skllevërit dhe duke i shumëzuar vlerat mesatare të tyre për intervalin e matjes;
marrja nga kanali kryesor i pajisjes marrëse të sinjaleve radio nga burimet tokësore, ajrore të emetimeve të radios dhe emetimet e radios nga anijet kozmike të sistemeve të tjera;
përdorimi i simulatorëve nga kanalet drejtuese të pajisjes marrëse si sinjal;
izolimi i sinjaleve me frekuenca Doppler kur merr sinjale të modeluara në fazë me bartës të shtypur duke i kuadruar dhe filtruar ato, e ndjekur nga kthimi i frekuencave në ato të dëshiruara duke përdorur ndarësit e frekuencës. Kështu, metoda e propozuar për përcaktimin e koordinatave të vendndodhjes dhe përbërësve të vektorit të shpejtësisë së objekteve nga sinjalet radio të anijes kozmike SRNS ka risi, dallime domethënëse dhe, kur përdoret, jep një efekt pozitiv që konsiston në rritjen e saktësisë, besueshmërisë dhe besueshmërisë së përcaktimet e navigimit të sistemeve të navigimit me radio satelitore dhe tokësore.