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 N°N° 2018855, 2115137, 2258242, 2264598, 2309420, 2325666, 2363117, 2371737, 2378660; Основы ис- пытаний летательных аппаратов/ Е.И. Кринецкий и др. Под ред. Е.И.Кринецкого.-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 N° 2453999.

Раскрытие изобретения

Преимуществом заявляемого способа передачи и приёма радиосигна- лов и извлечения информации в информационной системе по сравнению с известными является возможность повышения технико-экономической эф- фективности радиотехнических комплексов измерения пространственных координат и других характеристик объекта, функционально связанных с его координатами, в том числе, обеспечение точности и достоверности их изме- рения в соответствии с современными требованиями. Это достигается тем, что, в частности, не требуется общая синхронизация совокупности пере- дающих и принимающих радиосигналы радиотехнических объектов. Благо- даря 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 _tt ,y _n ,z _n с индексами л , где «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 радиотехнические объекты включают на приём радиосигналов ведуще- го радиотехнического объекта, на каждом из упомянутых ведомых радиотех- нических объектов при приёме радиосигнала ведущего радиотехнического объекта регистрируют момент времени приёма, после регистрации выклю- чают на приём принимающее радиосигнал устройство и через заданное ин- дивидуально для каждого ведомого радиотехнического объекта время за- держки, в том числе одинаковое для всех, отсчитываемое от указанного мо- мента регистрации, включают на передачу передающее радиосигнал, с за- данными для каждого ведомого радиотехнического объекта индивидуальны- ми признаками, в том числе при необходимости сложные и составные ра- диосигналы с заданными индивидуальными признаками их элементов и воз- можностью их разделения при приёме, устройство, после передачи отключа- ют его и через заданное индивидуально для каждого ведомого радиотехниче- ского объекта время задержки, в том числе одинаковое для всех, отсчиты- ваемое от указанного для него момента регистрации, включают на приём принимающее радиосигнал устройство, на упомянутом принимающем ра- диотехническом объекте также принимают радиосигналы упомянутого ве- дущего радиотехнического объекта и принимают радиосигналы ведомых ра- диотехнических объектов, идентифицируют радиосигналы упомянутого ве- дущего радиотехнического объекта и ведомых радиотехнических объектов, регистрируют моменты времён их приёма в заданной на этом объекте систе- ме отсчёта времени, формируют совокупность радиосигналов упомянутых ведущего и ведомых радиотехнических объектов в серию и для этой серии по заданным координатам x ₀ ,y ₀ ,z ₀ и x„,y„,z _n и моментам времён приёма ра- диосигналов с учётом задержек радиосигналов в радиолиниях, включающих, в том числе, указанные заданные времена задержек, вычисляют преимуще- ственно пространственные координаты фазового центра антенны прини- мающего радиотехнического объекта, а при необходимости и другие траек- торные характеристики этого объекта, эту информацию отображают и при необходимости передают потребителям, также как и для принимающего ра- диотехнического объекта при необходимости производят определение по- ложения фазового центра антенны контрольного радиотехнического объекта с заданными координатами фазового центра его антенны в указанной системе координат (Χ,Υ,Ζ) , составляющие элементы которого идентичны состав- ляющим элементам упомянутого принимающего радиотехнического объекта, кроме того, на контрольном радиотехническом объекте производят вычисле- ние ошибок определения координат фазового центра его антенны и при не- обходимости эту информацию передают на упомянутый принимающий ра- диотехнический объект и в последующем все указанные действия повторяют.

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 _n ,z _n с индек- сами п , где п 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 радиотехнические объекты включают на приём радиосигналов ведущего радиотехнического объекта. На каждом из ведомых радиотехнических объектов при приёме радиосигнала ведущего радиотехнического объекта регистрируют момент времени приёма. После регистрации выключают на приём принимающее радиосигнал устройство. Через заданное индивидуально для каждого ведомого радиотехнического объекта время задержки, в том числе одинаковое для всех, отсчитываемое от указанного момента регистрации, включают передающее устройство на пе- редачу радиосигнала, с заданными для каждого ведомого радиотехнического объекта индивидуальными признаками, в том числе при необходимости сложные и составные радиосигналы с заданными индивидуальными призна- ками их элементов и возможностью их разделения при приёме. После пере- дачи отключают его. Через заданное индивидуально для каждого ведомого радиотехнического объекта время задержки, в том числе одинаковое для всех, отсчитываемое от указанного для него момента регистрации, включают на приём принимающее радиосигнал устройство. На принимающем радио- техническом объекте также принимают радиосигналы ведущего радиотехни- ческого объекта и принимают радиосигналы ведомых радиотехнических объ- ектов. Радиосигналы ведущего радиотехнического объекта и ведомых ра- диотехнических объектов идентифицируют и регистрируют моменты времён их приёма в заданной на этом объекте системе отсчёта времени. Совокуп- ность радиосигналов ведущего и ведомых радиотехнических объектов фор- мируют 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 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 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 контрольного радиотехнического объекта идентичны составляю- щим элементам упомянутого принимающего радиотехнического объекта. Кроме того, на контрольном радиотехническом объекте производят вычисле- ние ошибок определения координат фазового центра его антенны и при не- обходимости эту информацию передают на принимающий радиотехнический объект. В последующем все вышеуказанные действия повторяют. 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 ба- зы и микропроцессорной техники,

- обеспечивает эффективное использование радиочастотного спектра,

- на всех объектах используется одинаковая аппаратура (принимающие и пе- редающие 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».