Область техники

Изобретение относится к технике связи, а конкретнее— к способам пере- дачи и приёма радиосигналов и извлечения информации в приёмной ин- формационной системе. К таким системам относятся, в частности, радиона- вигационные и радиолокационные системы, системы радиоразведки радио- технических средств, радионаблюдения поверхности Земли и др. [Радиотех- нические системы /Ю.М. Казаринов и др. Под ред. Ю.М. Казаринова. -М.: ИЦ«Академия»,2008, стр.7]. Заявляемый способ относится к передаче и приёму радиосигналов и извлечения информации в приёмной информаци- онной системе, расположенной на принимающем радиосигналы радиотехни- ческом объекте, стационарном или подвижном. Радиосигналы передают стационарные радиотехнические объекты в количестве не менее четырёх с заданными координатами фазовых центров антенн. Реализация способа по- зволит, в том числе, измерить пространственные координаты радиотехниче- ских объектов, упростить соответствующие системы извлечения информа- ции, увеличить их технико-экономическую эффективность с учётом всех компонентов, влияющих на стоимость и технические показатели.

Предшествующий уровень развития техники

Известны способы передачи и приёма радиосигналов и извлечения ин- формации в информационной системе, используемые, в том числе, для изме- рения координат радиотехнических объектов и основанные на применении угломерных, дальномерных, разностно и суммарно-дальномерных и комби- нированных методов определения местоположения объекта с амплитудными, временными, частотными, фазовыми и импульсно-фазовыми методами из- мерения параметров радиосигнала [Патенты РФ 2018855, 21 15137, 2258242, 2264598, 2309420, 2325666, 2363117, 2371737, 2378660; Основы ис- пытаний летательных аппаратов/ Е.И. Кринецкий и др. Под ред. Е.И. ринецкого.-М.: Машиностр., 1979, с.64-89; Радиотехнические систе- мы/Ю.М. Казаринов и др. Под ред. Ю.М. Казаринова. -М.: ИЦ «Академия», 2008, с.17-18, п.п.7.1-7.4, гл. 10.; Мельников Ю.П., Попов СВ. Радиотехни- ческая разведка. Методы оценки эффективности местоопределения источни- ков излучения.- М.; «Радиотехника», 2008, гл. 5]. Известные способы имеют те или иные недостатки, например, необходимость механического переме- щения антенной системы, невозможность однозначного определения коор- динат объекта, необходимость априорной информации о местоположении объекта, необходимость общей синхронизации передающих и принимающих радиосигналы радиотехнических объектов, недостаточную надёжность. По критерию минимальной достаточности наиболее близким является способ передачи и приёма радиосигналов и извлечения информации в информаци- онной системе по патенту RU N2 2453999.

Раскрытие изобретения

Преимуществом заявляемого способа передачи и приёма радиосигналов и извлечения информации в информационной системе по сравнению с извест- ными является возможность повышения технико-экономической эффектив- ности радиотехнических комплексов измерения пространственных коорди- нат и других характеристик объекта, функционально связанных с его коор- динатами, в том числе, обеспечение точности и достоверности их измерения в соответствии с современными требованиями. Это достигается тем, что, в частности, не требуется общая синхронизация совокупности передающих и принимающих радиосигналы радиотехнических объектов. Благодаря этому упрощается определение пространственных координат.

Для достижения указанного технического результата в соответствии с настоящим изобретением в способе передачи и приёма радиосигналов и извлечения информации в информационной системе, расположенной на принимающем радиосигналы радиотехническом объекте, стационарном или подвижном, ведущий передающий стационарный радиотехнический объект, с заданными координатами фазового центра передающей антенны x ₀ ,y ₀ ,z ₀ с индексом 0 в заданной трёхмерной декартовой системе координат (Χ,Υ,Ζ) , передаёт радиосигналы с заданными индивидуальными признаками, в том числе при необходимости сложные и составные радиосигналы с заданными индивидуальными признаками их элементов и возможностью их разделения при приёме, через заданные необязательно одинаковые интервалы передачи, эти радиосигналы принимает группа п - тых ведомых приёмо-передающих стационарных радиотехнических объектов, упорядоченно пронумерованных, в количестве N не менее трёх, с заданными координатами фазовых центров их антенн x„,y„,z„ с индексами п , где п изменяется от 1 до N , в указанной системе координат (Χ,Υ,Ζ) , причём фазовые центры антенн упомянутых ведущего и ведомых радиотехнических объектов не расположены в одной плоскости, также эти радиосигналы принимает упомянутый принимающий радиотехнический объект, при этом в исходном состоянии упомянутые ведо- мые и принимающий радиотехнические объекты включают на приём радио- сигналов, идентичных радиосигналам ведущего радиотехнического объекта, на каждом из упомянутых ведомых радиотехнических объектов при приёме радиосигнала ведущего радиотехнического объекта регистрируют момент времени приёма, после регистрации выключают на приём принимающее ра- диосигнал устройство и через заданное индивидуально для каждого ведомого радиотехнического объекта время задержки, отсчитываемое от указанного момента регистрации, включают на передачу передающее радиосигнал, идентичный радиосигналу упомянутого ведущего радиотехнического объек- та, устройство, после передачи отключают его и через заданное индивиду- ально для каждого ведомого радиотехнического объекта время задержки, от- считываемое от указанного для него момента регистрации, включают на при- з ём принимающее радиосигнал устройство, и при последующем приёме ра- диосигнала все указанные действия повторяют, при этом радиосигналы пере- дают упомянутыми ведущим и ведомыми радиотехническими объектами с обеспечением заданного упорядоченного последовательного их прихода на упомянутый принимающий радиотехнический объект, находящийся в любой точке пространства, путём соответствующего задания указанных задержек и с возможностью идентификации радиосигналов, передаваемых упомянутым ведущим радиотехническим объектом, на упомянутом принимающем радио- техническом объекте, например, но не обязательно, путём передачи двух подряд радиосигналов ведущим радиотехническим объектом с заданной за- держкой по времени, обеспечивающей минимальный интервал по времени между каждым из соседних по времени принимаемых на упомянутом прини- мающем радиотехническом объекте радиосигналов в любой точке простран- ства, на упомянутом принимающем радиотехническом объекте принимают радиосигналы, регистрируют моменты времён приёма радиосигналов от упомянутых ведущего и ведомых радиотехнических объектов в заданной на этом объекте системе отсчёта времени, идентифицируют радиосигналы упо- мянутого ведущего радиотехнического объекта, формируют совокупность радиосигналов упомянутых ведущего и ведомых радиотехнических объек- тов в серию и для этой серии по заданным координатам x ₀ ,y ₀ ,z ₀ и x„,y„,z _n и моментам времён приёма радиосигналов с учётом задержек радиосигналов в радиолиниях, включающих, в том числе, указанные заданные времена за- держек, вычисляют преимущественно пространственные координаты фазо- вого центра антенны принимающего радиотехнического объекта, а при не- обходимости и другие траекторные характеристики этого объекта, эту ин- формацию отображают и при необходимости передают потребителям, также как и для принимающего радиотехнического объекта при необходимости производят определение положения фазового центра антенны контрольного радиотехнического объекта с заданными координатами фазового центра его антенны в указанной системе координат (Χ,Υ,Ζ) , составляющие элементы которого идентичны составляющим элементам упомянутого принимаю- щего радиотехнического объекта, кроме того, на контрольном радиотехниче- ском объекте производят вычисление ошибок определения координат фазового центра его антенны и при необходимости эту информацию переда- ют на упомянутый принимающий радиотехнический объект.

В существующем уровне техники не выявлено источников информации, которые содержали бы сведения о способах того же назначения с указанной совокупностью признаков. Ниже изобретение описано более детально.

Осуществление изобретения

Сущность способа заключается в следующем.

Приём радиосигналов и извлечение информации, в том числе, о простран- ственных координатах радиотехнического объекта производят на прини- мающем радиосигналы радиотехническом объекте, стационарном или под- вижном. Передачу радиосигналов производит ведущий передающий стацио- нарный радиотехнический объект с заданными координатами фазового цен- тра передающей антенны x ₀ ,y ₀ ,z ₀ с индексом 0 в заданной трёхмерной де- картовой системе координат (Χ,Υ,Ζ) . Он передаёт радиосигналы с заданны- ми индивидуальными признаками, в том числе при необходимости сложные и составные радиосигналы с заданными индивидуальными признаками их элементов [Варакин Л.Е. Теория систем сигналов. М., «Сов. радио», 1978, с.18] и с возможностью их разделения при приёме. Передачу осуществляют через заданные необязательно одинаковые интервалы передачи. Эти радио- сигналы принимает группа п- тых ведомых приёмо-передающих стационар- ных радиотехнических объектов, упорядоченно пронумерованных, в количе- стве Ν не менее трёх (вместе с указанным ведущим радиотехническим объ- ектом количество передающих радиотехнических объектов должно быть не менее четырёх). Координаты фазовых центров их антенн x _n ,y„,z„ с индек- сами л , где «изменяется от 1 до N , заданы в указанной системе координат {X, Υ, Z) . При этом фазовые центры антенн ведущего и ведомых радиотех- нических объектов не расположены в одной плоскости. Также эти радиосиг- налы принимает упомянутый принимающий радиотехнический объект.

В исходном состоянии ведомые и принимающий радиотехнические объекты включают на приём радиосигналов, идентичных радиосигналам ве- дущего радиотехнического объекта. На каждом из ведомых радиотехниче- ских объектов при приёме радиосигнала ведущего радиотехнического объек- та регистрируют момент времени приёма. После регистрации выключают на приём принимающее радиосигнал устройство. Через заданное индивидуаль- но для каждого ведомого радиотехнического объекта время задержки, отсчи- тываемое от указанного момента регистрации, включают передающее уст- ройство на передачу радиосигнала, идентичного радиосигналу ведущего ра- диотехнического объекта. После передачи отключают его. Через заданное индивидуально для каждого ведомого радиотехнического объекта время за- держки, отсчитываемое от указанного для него момента регистрации, вклю- чают на приём принимающее радиосигнал устройство. При последующем приёме радиосигнала все указанные действия повторяют. Радиосигналы пе- редают ведущим и ведомыми радиотехническими объектами с обеспечением заданного упорядоченного последовательного их прихода на принимающий радиотехнический объект, находящийся в любой точке пространства. Это достигается посредством соответствующего задания указанных задержек и возможности идентификации на принимающем радиотехническом объекте радиосигналов, передаваемых ведущим радиотехническим объектом, напри- мер, но не обязательно, путём передачи двух подряд радиосигналов веду- щим радиотехническим объектом с заданной задержкой по времени, обеспе- чивающей минимальный интервал по времени между каждым из соседних по времени принимаемых на принимающем радиотехническом объекте радио- сигналами в любой точке пространства.

На принимающем радиотехническом объекте принимают радиосигналы и регистрируют моменты времён приёма радиосигналов от ведущего и ведо- мых радиотехнических объектов в заданной на этом объекте системе отсчёта времени. Радиосигналы упомянутого ведущего радиотехнического объекта идентифицируют и формируют совокупность радиосигналов ведущего и ве- домых радиотехнических объектов в серию. Для этой серии по заданным координатам x ₀ ,y ₀ ,z ₀ и x„,y„,z _n и моментам времён приёма радиосигналов с учётом задержек радиосигналов в радиолиниях, включающих, в том числе, указанные заданные времена задержек, вычисляют преимущественно про- странственные координаты фазового центра антенны принимающего радио- технического объекта, а при необходимости и другие траекторные характе- ристики этого объекта. Эту информацию отображают и при необходимости передают потребителям.

Также как и для принимающего радиотехнического объекта при необхо- димости производят определение положения фазового центра антенны кон- трольного радиотехнического объекта с заданными координатами фазового центра его антенны в указанной системе координат (Χ, Υ, Ζ) , составляющие элементы которого идентичны составляющим элементам упомянутого при- нимающего радиотехнического объекта. Кроме того, на контрольном радио- техническом объекте производят вычисление ошибок определения координат фазового центра его антенны и при необходимости эту информацию переда- ют на принимающий радиотехнический объект.

Промышленная применимость

Перечислим основные достоинства способа:

- обеспечивает однозначное извлечение информации о пространственных ко- ординатах объекта с большой точностью, соответствующей современным требованиям,

- не требуется общая синхронизация совокупности передающих и прини- мающих радиосигналы радиотехнических объектов,

- обеспечивает возможность производить измерения с использованием одно- го из известных радиотехнических методов и существующей элементной базы и микропроцессорной техники, - обеспечивает эффективное использование радиочастотного спектра,

- на всех объектах используется одинаковая аппаратура (принимающие и передающие радиосигналы устройства, регистраторы и пр.),

- отсутствуют проводные, оптоволоконные, релейные и т.п. радиолинии, - приём и передача на ведомых радиотехнических объектах совмещены в од- ной антенне,

- реализация способа проще и дешевле, чем известных аналогов,

- позволяет осуществлять одновременные измерения на неограниченном ко- личестве радиотехнических объектов.

Результативность и эффективность использования заявляемого способа состоит в том, что он может быть применён на практике для развития и со- вершенствования радиотехнических систем определения, преимущественно, координат объектов, а также в других приложениях. Способ позволяет опре- делять координаты с большой точностью и более просто по сравнению с из- вестными способами.

Таким образом, заявляемый способ обеспечивает появление новых свойств, не достигаемых в аналогах. Проведенный анализ позволил устано- вить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответ- ствие заявленного способа условию «новизны».

Также не выявлена известность влияния предусматриваемых существен- ными признаками заявленного изобретения действий на достижение ука- занного результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».