Способ определения координат источника радиоизлучения

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к пассивным системам радиомониторинга, и, в частности, может быть использовано в системах местоопределения источников радиоизлучения (ИРИ). Технический результат – повышение эффективности определения координат ИРИ забрасываемыми беспилотными летательными аппаратами (БЛА) радиоконтроля. Сущность способа определения координат ИРИ заключается в доставке в предполагаемый район местонахождения ИРИ беспилотного летательного аппарата с установленными на его борту радиоэлектронными средствами поиска, обнаружения и определения параметров сигналов ИРИ, радионавигационного определения координат, обработки и приемопередачи данных, осуществлении полета БЛА по круговой траектории относительно поверхности земли, определении на борту БЛА координат его местоположения, по значениям которых измеряют на борту БЛА пространственные параметры траектории его полета, осуществлении на борту БЛА частотного поиска сигналов ИРИ, измерении при обнаружении на борту БЛА сигнала ИРИ его частоты, фиксировании на борту БЛА при максимальных и минимальных значениях частоты сигнала ИРИ координат его местоположения, определении на борту БЛА координат местоположения ИРИ, как координат точки пересечения касательных к траектории полета БЛА, проведенных из точек с координатами местоположения БЛА в моменты времени достижения частоты сигнала ИРИ максимального и минимального значений. 2 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к пассивным системам радиомониторинга, и, в частности, может быть использовано в системах местоопределения источников радиоизлучения.

Известен способ определения координат источника радиоизлучения (ИРИ) (см, например, Патент на изобретение №2604004, G01S 5/12. Способ определения координат источника радиоизлучения / Козирацкий Ю.Л., Паринов М.Л., Прохоров Д.В., Кулешов П.Е. и др., опубликован: 20.07.2016. Бюл. №20), основанный на измерении корреляционным методом параметров сигнала ИРИ относительно одного из пространственно разнесенных пунктов радиоконтроля, при этом один из пунктов радиоконтроля является опорным и осуществляет прием и обработку сигналов, дополнительном запуске в предполагаемый район местонахождения ИРИ минимум трех носителей кассет, включении в состав каждой кассеты самораскрывающийся дистанционно-управляемый беспилотный летательный аппарат (БЛА) и установке на его борту функционирующих в системе привязки к единому времени радиоэлектронных средств поиска, обнаружения и определения параметров сигналов ИРИ, радионавигационного определения координат и приемопередачи данных, их автоматическом приведении после отделения кассет от носителей в районе размещения ИРИ в работоспособное состояние, определении координат местоположения средств радионавигационного определении координат и передаче их значений соответствующими средствами приемопередачи данных на опорный пункт радиоконтроля, изменении при необходимости местоположения самораскрывающегося дистанционно-управляемого БЛА путем передачи соответствующих сигналов управления с опорного пункта, одновременном осуществлении по сигналу опорного пункта радиоконтроля частотный поиска сигналов ИРИ каждым средством поиска, обнаружения и определения параметров сигналов ИРИ, измерении при обнаружении сигнала ИРИ каждым средством поиска, обнаружения и определения параметров сигналов ИРИ его параметров и определении координат местоположения каждого средства радионавигационного определения координат, передаче их значений соответствующими средствами приемопередачи данных на опорный пункт радиоконтроля, определении на опорном пункте радиоконтроля по поступившим данным координат местоположения ИРИ относительно координат средств радионавигационного определения координат, измеренных в момент времени обнаружения сигнала ИРИ.

Недостатком способа является необходимость доставки в район размещения ИРИ минимум трех БЛА, с установленными на его борту функционирующих в системе привязки к единому времени радиоэлектронных средств поиска, обнаружения и определения параметров сигналов ИРИ, радионавигационного определения координат и приемопередачи данных, что приводит к дополнительным материальным и временным затратам и усложнению процесса получения координат ИРИ, а также снижает надежность функционирования всей системы в целом. В дополнение, привязка к единому времени функционирования и оценка совокупности параметров (частоты и времени приема сигнала) принимаемых сигналов для определения координат ИРИ, также снижает надежность и усложняет техническую реализацию способа.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности определение координат ИРИ забрасываемыми БЛА радиоконтроля.

Технический результат достигается тем, что в известном способе определения координат ИРИ, основанном на доставке в предполагаемый район местонахождения ИРИ БЛА, с установленными на его борту радиоэлектронными средствами поиска, обнаружения и определения параметров сигналов ИРИ, радионавигационного определения координат, обработки и приемопередачи данных, осуществляют полет БЛА по круговой траектории относительно поверхности земли, определяют на борту БЛА координаты его местоположения, по значениям которых измеряют на борту БЛА пространственные параметры траектории его полета, осуществляют на борту БЛА частотный поиск сигналов ИРИ, при обнаружении на борту БЛА сигнала ИРИ измеряют его частоту, фиксируют на борту БЛА при максимальных и минимальных значениях частоты сигнала ИРИ координаты его местоположения, определяют на борту БЛА координаты местоположения ИРИ, как координаты точки пересечения касательных к траектории полета БЛА, проведенных из точек с координатами местоположения БЛА в моменты времени достижения частоты сигнала ИРИ максимального и минимального значений.

Сущность изобретения заключается в использовании одного доставляемого БЛА радиоконтроля в район размещения ИРИ и определении на его борту координат местоположения ИРИ, как пересечения касательных к траектории полета БЛА, проведенных из точек с координатами местоположения БЛА в моменты времени достижения частоты сигнала ИРИ максимального и минимального значений.

Заявленный способ поясняется иллюстрациями, представленной на фигуре 1. На фигуре 1 приняты следующие обозначения: 1 - ИРИ, местоположение которого необходимо определить; 2 - БЛА с установленными на борту радиоэлектронными средствами поиска, обнаружения и оценки параметров сигналов ИРИ, радионавигационного определения местонахождения и приемопередачи данных (БЛА радиоконтроля); 3 - пункт доставки БЛА; 4 - траектория полета БЛА; 5 - касательные к траектории полета БЛА; 6 - координаты местоположения БЛА, в которых частота сигнала ИРИ имеет максимальное и минимальное значения. Пункт доставки БЛА 3 доставляет БЛА 2 с установленной на борту радиоэлектронной аппаратурой в район пространственного мониторинга ИРИ 1. БЛА 2 в районе пространственного мониторинга ИРИ 1 осуществляет полет по круговой траектории 4. При этом полет по круговой траектории 4 может быть задан заранее и дистанционно с пункта доставки БЛА 3. Средство радионавигационного определения местонахождения определяет координаты БЛА 2, по значениям которых вычисляют пространственную конфигурацию круговой траектории 4 БЛА 2. Бортовое средство поиска, обнаружения и оценки параметров сигналов БЛА 2 осуществляет поиск сигналов ИРИ 1 в заданном частотном диапазоне и при обнаружении сигнала ИРИ 1 осуществляет измерение его частоты. При максимальном и минимальном значениях частоты сигнала ИРИ 1 дополнительно фиксируются координаты местоположения 6 БЛА 2. Координаты местоположения ИРИ 1 определяют, как пересечения касательных к траектории полета 5 БЛА 2, проведенных из точек с координатами местоположения БЛА 2 в моменты времени достижения частоты сигнала ИРИ 1 максимального и минимального значения.

Справедливость утверждения основных положений способа подтверждается проведенным математическим моделированием. В общем случае координаты ИРИ по процедурам заявленного способа определяются выражениями (1) и (2):

где ; ; (x_u, y_u) - координаты ИРИ; (x_min, y_min) - координаты БЛА, соответствующие минимальному отчету частоты сигнала ИРИ; (x_max, y_max) - координаты БЛА, соответствующие максимальному отчету частоты сигнала ИРИ; (x₀, y₀) - координаты центра окружности, определяющей траекторию движения БЛА; [x(t), y(t)] - текущие координаты БЛА; R - радиус окружности, определяющей траекторию движения БЛА; F_d - отчеты частоты Доплера; k, ν - коэффициенты устранение неоднозначности определения угла наклона касательной, которые принимают значения при условиях:

ν=1, если 0≤≤π, ν=0, если π<<2π;

k=0, если π<<2π, k=1, если 0≤≤π,

где ; ; t_min, t_max - отчеты времени, соответствующие минимальному и максимальному отчету частоты сигнала ИРИ; V_л=ωR - линейная скорость движения БЛА; ω - угловая скорость движения БЛА.

На фигуре 2 представлена блок-схема устройства, с помощью которого может быть реализован предлагаемый способ. Блок-схема устройства включает БЛА 2 с установленными на борту блоком поиска, обнаружения и измерения частоты сигналов ИРИ 7, блоками обработки 8 и приемопередачи данных 10, блоком радионавигационного определения координат 9.

Устройство работает следующим образом. БЛА 2, осуществляет полет по заданной и управляемой через блок приемопередачи данных 10 траектории. Блок радионавигационного определения координат 9 определяет координаты местоположения БЛА 2 и передает их значения в блок обработки данных 8. Блок обработки данных 8 по координатам местоположения БЛА 2 вычисляет пространственную конфигурацию траектории полета БЛА 2. Блок поиска, обнаружения и измерения частоты сигналов ИРИ 7 осуществляет поиск сигналов ИРИ в заданном частотном диапазоне и при обнаружении сигнала ИРИ осуществляет измерение его частоты. При максимальном и минимальном значениях частоты сигнала ИРИ блок поиска, обнаружения и измерения частоты сигналов ИРИ 7 передает управляющий сигнал в блок обработки данных 8, который дополнительно фиксирует координаты местоположения БЛА 2 и вычисляет координаты местоположения ИРИ. Также блок обработки данных 8 значения координат ИРИ через блок приемопередачи данных 10 передает потребителю.

Таким образом, у заявляемого способа появляются свойства, заключающиеся в повышении эффективности определение координат ИРИ забрасываемыми БЛА радиоконтроля за счет использования одного БЛА радиоконтроля и определении его борту координат местоположения ИРИ, как пересечения касательных к траектории полета БЛА радиоконтроля, проведенных из точек с координатами местоположения БЛА радиоконтроля в моменты времени достижения частоты сигнала ИРИ максимального и минимального значений.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ определения координат ИРИ, основанный на доставке в предполагаемый район местонахождения ИРИ БЛА, с установленными на его борту радиоэлектронными средствами поиска, обнаружения и определения параметров сигналов ИРИ, радионавигационного определения координат, обработки и приемопередачи данных, осуществлении полета БЛА по круговой траектории относительно поверхности земли, определении на борту БЛА координат его местоположения, измерении по значениям которых на борту БЛА пространственных параметров траектории его полета, осуществлении на борту БЛА частотного поиска сигналов ИРИ, измерении при обнаружении на борту БЛА сигнала ИРИ его частоты, фиксировании на борту БЛА при максимальных и минимальных значениях частоты сигнала ИРИ координат его местоположения, определении на борту БЛА координат местоположения ИРИ, как координат точки пересечение касательных к траектории полета БЛА, проведенных из точек с координатами местоположения БЛА в моменты времени достижения частоты сигнала ИРИ максимального и минимального значений.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые средства доставки малогабаритных БЛА, с установленными на его борту типовыми радиотехническими узлами и устройствами радиоконтроля и обработки данных.

Способ определения координат источника радиоизлучения, основанный на доставке в предполагаемый район местонахождения источника радиоизлучения (ИРИ) беспилотного летательного аппарата (БЛА) с установленными на его борту радиоэлектронными средствами поиска, обнаружения и определения параметров сигналов ИРИ, радионавигационного определения координат, обработки и приемопередачи данных, отличающийся тем, что осуществляют полет БЛА по круговой траектории относительно поверхности земли, определяют на борту БЛА координаты его местоположения, по значениям которых измеряют на борту БЛА пространственные параметры траектории его полета, осуществляют на борту БЛА частотный поиск сигналов ИРИ, при обнаружении на борту БЛА сигнала ИРИ измеряют его частоту, фиксируют на борту БЛА при максимальных и минимальных значениях частоты сигнала ИРИ координаты его местоположения, определяют на борту БЛА координаты местоположения ИРИ, как координаты точки пересечения касательных к траектории полета БЛА, проведенных из точек с координатами местоположения БЛА в моменты времени достижения частоты сигнала ИРИ максимального и минимального значений.