Дальномерный способ определения местоположения радиостанции по разности прихода радиосигнала во времени в пункты приема

 

Изобретение относится к области техники пеленгования и может быть использовано в службе спасения кораблей, судов, самолетов и других летательных аппаратов, терпящих бедствие. Цель изобретения - повышение точности определения местоположения работающей радиостанции. Поставленная цель достигается тем, что по крайней мере в трех пунктах приема, расположенных на одной прямой, измеряются моменты времени прихода радиосигнала работающей радиостанции t_a, t_b и t_c. Затем определяется время запаздывания прихода радиосигнала в два других пункта приема относительно третьего. По времени запаздывания прихода радиосигнала в пункты приема рассчитываются расстояния, пройденные радиосигналом, по формуле Δl_i= c·Δt_i, где c - скорость света, Δt_i - время запаздывания прихода радиосигнала в пункт приема. После этого рассчитываются расстояния от пунктов приема до точки местоположения радиостанции по формулам, приведенным в тексте описания изобретения. 3 с. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области техники пеленгования и может быть использовано в службе спасения кораблей, судов, самолетов и других летательных аппаратов, терпящих бедствие.

Известен способ определения местоположения пеленгуемой радиостанции по пеленгованию ее сигналов по крайней мере из двух точек, удаленных друг от друга на определенное расстояние в зависимости от дальности пеленгования и местоположения радиостанции, определяется пересечением ("засечкой") линий пеленгов.

Точность определения местоположения радиостанции определяется объективными условиями уровнем развития техники пеленгования, условиями распространения радиоволн, выбранной позицией для пеленгования и субъективными условиями профессионализмом операторов-радиопеленгаторов.

Цель изобретения повышение точности определения местоположения работающей радиостанции.

Указанная цель достигается тем, что в дальномерном способе определения местоположения радиостанции по разности прихода радиосигнала во времени по крайней мере в трех пунктах приема, удаленных друг от друга на определенное расстояние в зависимости от дальности определения местоположения радиостанции, причем пункты приема должны находиться на одной прямой, производится прием радиосигнала работающей радиостанции, с высокой, наперед заданной точностью определяются моменты времени прихода радиосигнала в пункты приема t₁, t₂ и t₃, а разность Δt_i= t_i-t_k является временем запаздывания прихода радиосигнала в пункты приема, по времени запаздывания прихода радиосигнала Δt_i определяют расстояние Δl_i, которое проходит радиосигнал, по формуле Δl_i= c·Δt_i (1) где c скорость света, после этого определяют расстояния от местоположения радиостанции до пунктов приема по формулам для случая l_a<l<l: где d₁ расстояние между пунктами приема A и B, d₂ расстояние между пунктами приема B и C,
Δl_b расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_b= t_b-t_a,
Δl_c расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_c= t_c-t_a,

для случая l_a>l_b<l:

где d₁ расстояние между пунктами приема A и B,
d₂ расстояние между пунктами приема B и C,
Δl_a расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_a= t_a-t_b,
Δl_c расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_c= t_c-t_b,

для случая l_a>l_b>l_c:

где d₁ расстояние между пунктами приема A и B,
d₂ расстояние между пунктами приема B и C,
Δl_a расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_a= t_a-t_c,
Δl_b расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_b= t_b-t_c,

далее по вычисленным расстояниям l_a, l_b и l_c соответственно из пунктов приема A, B и C в масштабе используемой географической карты производится засечка, которая и будет точкой местоположения работающей радиостанции.

В предлагаемом дальномерном способе с высокой наперед заданной точностью определяются моменты времени прихода радиосигнала работающей радиостанции в пункты приема, вычисляют время запаздывания прихода радиосигнала в два других пункта приема относительно третьего, вычисляют расстояния, пройденные радиосигналом за время запаздывания, и по формулам (2)-(10) вычисляют расстояния от точки местоположения радиостанции до пунктов приема, а по вычисленным расстояниям делается засечка, которая и является местоположением работающей радиостанции.

Это отличие позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна". Признаки, отличающие заявляемый способ от известного ранее, не заявлены в других способах определения местоположения радиостанций при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому способу соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг.1 представлен чертеж определения местоположения радиостанции для случая l_a<l<l.

На фиг.2 представлен чертеж определения местоположения радиостанции для случая l_a>l_b<l.

На фиг.3 представлен чертеж определения местоположения радиостанции для случая l_a>l_b>l_c.

На фиг.4 представлена структурная схема устройства пункта приема.

Известны расстояние d₁ между пунктами приема A и B, расстояние d₂ между пунктами приема B и C (фиг.1). С высокой наперед заданной точностью определяются моменты времени прихода радиосигнала работающей радиостанции в пункты приема t_a, t_b и t_c. Рассчитывается время запаздывания прихода радиосигнала в пункт приема B по отношению к пункту приема A и в пункт приема C по отношению к пункту приема A по формулам

Рассчитываются расстояния, пройденные радиосигналом за время запаздывания Δt_b и Δt_c по формулам

где c скорость света.

Угол β₁ угол между прямой, соединяющей пункты приема A и B, и направлением из пункта приема B в точку местоположения радиостанции, угол β_2/ угол между прямой, соединяющей пункты приема B и C, и направлением из пункта приема B в точку местоположения радиостанции, причем β₁+β₂= 180, отсюда cosβ₁= -cosβ₂
По теореме косинусов

(15)
Решая систему уравнений (15) относительно l_a, получим

где d₁ расстояние между пунктами приема A и B,
d₂ расстояние между пунктами приема B и C,
l_a расстояние между пунктом приема A и точкой местоположения радиостанции,
Δl_b расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_b,
Δl_c расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_c.

Расстояния между пунктами приема B и C и точкой местоположения радиостанции рассчитываются по формулам

Известны расстояния между пунктами приема A и B d₁, между пунктами приема B и C d₂ (фиг.2). Определяются моменты времени прихода радиосигнала работающей радиостанции в пункты приема t_a, t_b и t_c. Рассчитывается время запаздывания прихода радиосигнала в пункты приема A и C по отношению к пункту приема B по формулам

Рассчитываются расстояния, пройденные радиосигналом за время запаздывания Δt_a и Δt_c по формулам

По теореме косинусов

Решая систему уравнений (23) относительно l_b, получим

где d₁ расстояние между пунктами приема A и B,
d₂ расстояние между пунктами приема B и C,
l_b расстояние между пунктом приема B и точкой местоположения радиостанции,
Δl_a/ расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_a,
Δl_c расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_c.

Расстояние между пунктами приема A и C и точкой местоположения радиостанции рассчитывается по формулам

Известны расстояния между пунктами приема A и B d₁, между пунктами приема B и C d₂ (фиг.3). Определяются моменты времени прихода радиосигнала работающей радиостанции в пункты приема t_a, t_b и t_c. Рассчитывается время запаздывания прихода радиосигнала в пункты приема A и B по отношению к пункту приема C по формулам

Рассчитываются расстояния, пройденные радиосигналом за время запаздывания Δt_a и Δt_b по формулам

где c скорость света.

По теореме косинусов

Решая систему уравнений (31) относительно l_c, получим

где d₁ расстояние между пунктами приема A и B,
d₂ расстояние между пунктами приема B и C,
l_c расстояние между пунктом приема С и точкой местоположения радиостанции,
Δl_a расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_a,
Δl_c расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_b.

Расстояния между пунктами приема A и B и точкой местоположения радиостанции рассчитываются по формулам

По вычисленным расстояниям l_a, l_b и l_c соответственно из пунктов приема A, B и C в масштабе используемой географической карты производится засечка, которая является точкой местоположения работающей радиостанции.

Структурная схема пункта приема, реализующая предлагаемый способ, (фиг. 4) содержит радиоприемное устройство 1, демодулятор 2, устройство отсчета и регистрации моментов времени 3, формирователь образцовой шкалы времени с опорным генератором 4, устройство передачи данных по каналам связи в пункт сбора информации 5.

Работа структурной схемы пункта приема (фиг.4). Принятый антенной и усиленный радиоприемным устройством 1 радиосигнал поступает на вход демодулятора 2, с выхода демодулятора телеграфный сигнал, несущий информацию, состоит из последовательности телеграфных посылок. Телеграфный сигнал поступает на первый вход устройства отсчета и регистрации моментов времени 3, а на второй вход поступают импульсы с выхода формирователя образцовой шкалы времени 4. Отсчет и регистрация моментов времени в устройстве 3 происходит по фронтам посылок телеграфного сигнала. С выхода устройства 3 информация об отсчете моментов времени поступает на вход устройства передачи данных 5 и далее по каналам связи на пункт сбора информации.

Таким образом, со всех пунктов приема данные поступают на пункт сбора информации, где они по определенной программе обрабатываются и анализируются. В результате обработки определяются величины Δt_i и Δl_i. По рассчитанным величинам Δl_i по одному из трех случаев (указанных на фиг.1-3) рассчитывают l_i и по рассчитанным дальностям l_i на географической карте определяется местоположение радиостанции.

Использование предлагаемого дальномерного способа определения местоположения радиостанции обеспечивает следующие преимущества по сравнению с известным способом.

Необходимая точность определения местоположения работающей радиостанции дальномерным способом обеспечивается заданной точностью определения моментов времени прихода радиосигнала в пункты приема и заданной точностью последующих вычислений. Так, при частоте опорного генератора формирователя образцовой шкалы времени F_o=10 мГц моменты времени прихода радиосигнала в пункты приема определяются с точностью ±1·10^-7 сек и с такой же точностью рассчитано время запаздывания прихода радиосигнала в пункты приема, при этом точность определения расстояний составит величину ±30 м, а точность расчета расстояний l_a, l_b и l_c будет определяться в дальнейшем точностью вычислений по приведенным выше формулам.

Процесс отсчета моментов времени может быть только автоматизированным, поэтому исключается субъективный фактор ошибки отсчета пеленга - оператора-радиопеленгатора.

Предлагаемый способ не требует использования громоздких пеленгаторных антенн, что приводит к экономии материальных ресурсов.

Используемая литература.

Патент Франции N 2504275, кл. G 01, 1982 г. (прототип).

Формула изобретения

1. Дальномерный способ определения местоположения радиостанции по разности прихода радиосигнала во времени в пункты приема, заключающийся в том, что в трех пунктах приема, удаленных друг от друга на определенное расстояние, причем пункты приема должны находиться на одной прямой, производят прием сигнала работающей радиостанции, определяют время запаздывания Δt прихода радиосигнала в пункты приема относительно друг друга, определяют расстояние, которое проходит радиосигнал Δl = c·Δt, где с скорость света, рассчитывают расстояние от пунктов приема до работающей радиостанции, затем по вычисленным расстояниям из пунктов приема производят засечку в масштабе используемой географической карты, которая и будет точкой местоположения работающей радиостанции, отличающийся тем, что расстояния рассчитывают по формуле

где d₁ расстояние между пунктами приема А и В;
d₂ расстояние между пунктами приема В и С;
Δl_b - расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_b = t_b-t_a;
Δl_c - расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_c = t_c-t_a, l_b = l_a+Δl_b, l_c = l_a+Δl_c,
причем l_a < l_b < l_c.

2. Дальномерный способ определения местоположения радиостанции по разности прихода радиосигнала во времени в пункты приема, заключающийся в том, что в трех пунктах приема, удаленных друг от друга на определенное расстояние, причем пункты приема должны находиться на одной прямой, производят прием сигнала работающей радиостанции, определяют время запаздывания Δt прихода радиосигнала в пункты приема относительно друг друга, определяют расстояние, которое проходит радиосигнал Δl = c·Δt, где с скорость света, рассчитывают расстояния от пунктов приема до работающей радиостанции, затем по вычисленным расстояниям из пунктов приема производят засечку в масштабе используемой географической карты, которая и будет точкой местоположения работающей радиостанции, отличающийся тем, что расстояния вычисляют по формуле

где d₁ расстояние между пунктами приема А и В;
d₂ расстояние между пунктами приема В и С;
Δl_a - расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_a = t_a-t_b;
Δl_c - расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_c = t_c-t_b, l_a = l_b+Δl_a, l_c = l_b+Δl_c,
причем l_a > l_b < l_c.

3. Дальномерный способ определения местоположения радиостанции по разности прихода радиосигнала во времени в пункты приема, заключающийся в том, что в трех пунктах приема, удаленных друг от друга на определенное расстояние, причем пункты приема должны находиться на одной прямой, производят прием сигнала работающей радиостанции, определяют время запаздывания Δt прихода радиосигнала в пункты приема относительно друг друга, определяют расстояние, которое проходит радиосигнал Δl = c·Δt, где с скорость света, рассчитывают расстояния от пунктов приема до работающей радиостанции, затем по вычисленным расстояниям из пунктов приема производят засечку в масштабе используемой географической карты, которая и будет точкой местоположения работающей радиостанции, отличающийся тем, что расстояния вычисляют по формуле

где d₁ расстояние между пунктами приема А и В;
d₂ расстояние между пунктами приема В и С;
Δl_a - расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_a = t_a-t_c;
Δl_b - расстояние, пройденное радиосигналом за время запаздывания Δt_b = t_b-t_c, l_a = l_c+Δl_a, l_b = l_c+Δl_b,
причем l_a > l_b > l_c.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4