Способ совмещенной радиосвязи и радионавигации и устройство, его реализующее, для железнодорожного транспорта

 

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, телемеханике и связи. Для связи между диспетчером и локомотивным машинистом, а также для определения параметров движения поезда непосредственно на диспетчерском пункте применена одна совмещенная радиолиния. В паузах между сообщениями в диспетчерский передатчик подают запросный видеоимпульсный навигационный сигнал, которым модулируют высокочастотные колебания диспетчерского передатчика. Модулированные сигналы принимают и демодулируют локомотивным приемником. Полученный видеосигнал подают в локомотивный передатчик и модулируют им высокочастотные колебания локомотивного передатчика. Модулированные сигналы принимают и демодулируют диспетчерским приемником, фиксируют задержку ответного видеоимпульсного навигационного сигнала относительно запросного. По полученной задержке в пропорциональном соотношении определяют дальность локомотива от диспетчерского пункта, являющуюся координатой локомотива на железнодорожной магистрали, а дифференцируя данную координату, находят скорость поезда. На диспетчерском пункте к входу передатчика подключен одним из выходов видеогенератор, другой выход которого подключен к первому входу измерителя дальности и скорости локомотива. Второй вход измерителя через видеоусилитель соединен с выходом приемника. На локомотиве между приемником и передатчиком установлен переключатель. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики телемеханики и связи.

Известны раздельные способы и устройства радиосвязи и радионавигации, в том числе спутниковые [1, 2]. Их недостатками являются: необходимость использования высокостабильных генераторов навигационных сигналов для беззапросного измерения дальностей, четырехканальных приемников в навигационных терминалах и сложные алгоритмы обработки сигналов для решения навигационных задач (совместное решение уравнений четырех сфер в реальном масштабе времени). Эти недостатки снижают надежность системы управления движением поездов и повышают ее стоимость.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является способ и устройство, описанные в [1].

Они взяты за прототип.

Сущность изобретения состоит в том, что в нем не использованы автономные каналы и беззапросные способы измерения дальностей на локомотиве, а также его скорости.

Технический результат заключается в упрощении технологии способа совмещенной радиосвязи и радионавигации и конструктивного устройства для реализации этого способа; а также в повышении надежности системы управления движением поездов, снижении материальных затрат.

Технический результат способа совмещенной радиосвязи и навигации достигается путем передачи различных сообщений по дуплексному радиоканалу, а в паузах между передачей этих сообщений в этот канал в передатчик диспетчерского пункта подают низкочастотный навигационный сигнал, которым модулируют высокочастотные колебания передатчика и затем излучают в направлении приемника локомотива. Он демодулирует высокочастотный сигнал и полученный низкочастотный подают на вход локомотивного передатчика, где сигнал снова доводится до модулированного высокочастотного и он излучается в сторону приемника диспетчерского пункта, где он в последний раз демодулируется; с помощью измерителя определяют задержку ответного навигационного сигнала относительно запросного, причем задержка пропорциональна дальности поезда от диспетчерского пункта, т.е. его координате на железнодорожной магистрали, а скорость поезда определяют путем дифференцирования текущей его координаты.

Технический результат устройства, реализующего вышеизложенный способ, заключается в использовании связевых приемопередатчиков диспетчерского пункта и локомотива для передачи по этому каналу навигационных видеосигналов, что позволяет использовать такой радиоканал не только для передачи сообщений, но и для измерения дальности от диспетчерского пункта до локомотива.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, на котором выполнена (фиг. 1) блок-схема устройства, реализующего способ совмещенной радиосвязи и радионавигации, где: 1 - диспетчерский пункт, 2 - видеогенератор, 3 - связевой передатчик, 4 - переключатель, 5 - связевой приемник, 6 - видеоусилитель, 7 - локомотив, 8 - измеритель.

На диспетчерском пункте 1 от видеогенератора 2 в связевой передатчик 3 вводятся навигационные видеоимпульсы в отрезки времени, когда не передаются сообщения. Эти видеосигналы в передатчике 3 диспетчерского пункта 1 модулируются по высокой частоте и передаются на локомотив 7, где их принимает связевой приемник 5. В режиме навигационных измерений, например, для диспетчерского контроля переключатель 4 на локомотиве 7 замыкается, в результате чего навигационный сигнал поступает на локомотивный передатчик связевой 3 и излучается после модуляции по высокой частоте в направлении диспетчерского пункта 1, в связевом приемнике которого 5 эти сигналы демодулируются и усиливаются видеоусилителем 6. Измеритель 8 предназначен для определения дальности от диспетчерского пункта до локомотива и скорости последнего.

В простейшем случае это может быть электронно-лучевой индикатор секторного или кругового обзора. Вследствие задержки ретранслированного приемопередатчиком локомотива ответного сигнала на время τ на экране такого индикатора вычерчивается развертываемым лучом дуга, радиус которой в определенном масштабе отображает дальность от диспетчерского пункта до локомотива, равную , где C - скорость распространения радиоволн (см. фиг. 2).

Если на экран нанести в том же масштабе линию магистрали, которой движется поезд, то пересечение этой линии с указанной выше другой даст координату поезда, а его скорость можно определить как разность двух его координат в единицу времени.

Для автоматизации определения параметров движения поезда в качестве измерителя необходимо использовать контроллер, решающий систему двух уравнений: окружности и аппроксимирующего линию магистрали , где x, y - координаты поезда; x_о, y_о - координаты диспетчерского пункта (центр окружности); t - текущее время.

При наличии в линии связи промежуточного ретранслятора (например, спутникового) определяется расстояние от него до локомотива. В этом случае также необходимо решать систему двух уравнений, подобную (2), но первое из этих уравнений в трехмерном пространстве должно быть уравнением сферы:
.

Скорость поезда (локомотива) определяется путем дифференцирования в контроллере текущей координаты локомотива.

Литература.

1. Петрович Н. Т. Космическая радиосвязь. М.: Советское радио, 1977, - 384 с.

2. Чуров Е.П. Спутниковые системы радионавигации. М.: Советское радио, 1977, - 324 с.

Формула изобретения

1. Способ совмещенной радиосвязи и радионавигации, заключающийся в том, что между диспетчерским пунктом и локомотивом по дуплексному радиоканалу связи передают сообщения, отличающийся тем, что в паузах между сообщениями в диспетчерский передатчик подают запросный видеоимпульсный навигационный сигнал, модулируют этим сигналом высокочастотные колебания диспетчерского передатчика, излучают модулированные сигналы в направлении локомотива, принимают и демодулируют их локомотивным приемником, полученный видеосигнал подают в локомотивный передатчик, модулируют этим сигналом высокочастотные колебания локомотивного передатчика, излучают модулированные сигналы в направлении диспетчерского пункта, принимают и демодулируют их диспетчерским приемником, фиксируют задержку ответного видеоимпульсного навигационного сигнала относительно запросного, по полученной задержке в пропорциональном соотношении определяют дальность локомотива от диспетчерского пункта, являющуюся координатой локомотива на железнодорожной магистрали, а дифференцируя данную координату, находят скорость поезда.

2. Устройство совмещенной радиосвязи и радионавигации, содержащее расположенные на диспетчерском пункте и локомотиве приемопередатчики, отличающееся тем, что на диспетчерском пункте к входу передатчика подключен одним из выходов видеогенератор, другой выход которого подключен к первому входу измерителя дальности и скорости локомотива, второй вход упомянутого измерителя через видеоусилитель соединен с выходом приемника, а на локомотиве выход приемника соединен с входом передатчика через переключатель.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2