RU2573819C1 - Method of calibrating mobile direction-finder - correlation interferometer using consumer navigation equipment of global navigation satellite system - Google Patents
Method of calibrating mobile direction-finder - correlation interferometer using consumer navigation equipment of global navigation satellite system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2573819C1 RU2573819C1 RU2014141239/07A RU2014141239A RU2573819C1 RU 2573819 C1 RU2573819 C1 RU 2573819C1 RU 2014141239/07 A RU2014141239/07 A RU 2014141239/07A RU 2014141239 A RU2014141239 A RU 2014141239A RU 2573819 C1 RU2573819 C1 RU 2573819C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coordinates
- consumer
- projection
- carrier
- direction finder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиопеленгации, и может быть использовано для калибровки мобильного пеленгатора, реализующего алгоритм корреляционного интерферометра.The invention relates to radio engineering, in particular to direction finding, and can be used to calibrate a mobile direction finder that implements the algorithm of the correlation interferometer.
Необходимая точность мобильных пеленгаторов контролируется и обеспечивается специальной калибровкой [1, с. 217-220 - Вартанесян В.А., Гойхман Э.Ш., Рогаткин М.И.. Радиопеленгация. - М.: Воениздат, МО СССР, 1966. - 248 с.].The necessary accuracy of mobile direction finders is monitored and ensured by special calibration [1, p. 217-220 - Vartanesyan V.A., Goikhman E.Sh., Rogatkin M.I. Radio direction finding. - M .: Military Publishing House, Ministry of Defense of the USSR, 1966. - 248 p.].
Известен способ калибровки пеленгатора [2, с. 570 - Кукес И.С., Старик М.Е. Основы радиопеленгации. - М.: Советское радио, 1964. - 640 с.], включающий прием контрольных сигналов тестовых источников радиоизлучения (ИРИ) с известными координатами. Он позволяет проконтролировать работоспособность пеленгатора, но обеспечивает низкую точность калибровки [3, с. 280 - Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Книга вторая. - М.: Советское радио, 1972] в связи с отсутствием необходимого числа тестовых ИРИ при пеленговании с различных направлений, не позволяющую принять меры по снижению ошибок пеленгования, что является его недостатком.A known method of calibrating direction finder [2, p. 570 - Kukes I.S., Old man M.E. Basics of direction finding. - M .: Soviet Radio, 1964. - 640 p.], Including the reception of control signals of test sources of radio emission (IRI) with known coordinates. It allows you to control the performance of the direction finder, but provides low calibration accuracy [3, p. 280 - Levin B.R. Theoretical foundations of statistical radio engineering. The second book. - M .: Soviet Radio, 1972] due to the lack of the required number of test IRIs for direction finding from various directions, which does not allow taking measures to reduce direction finding errors, which is its drawback.
Известен способ калибровки пеленгатора, осуществляемый путем облета летательного средства (самолета) с тестовым ИРИ на борту по маршруту, вокруг центра которого размещен мобильный пеленгатор, с пересечением предварительно выбранных ориентиров [1, с. 218]. При этом, согласно этому способу, точность заходов летательного средства над ориентирами маршрута должна быть не хуже 1°. Известный способ позволяет производить калибровку мобильного пеленгатора и оценивать ошибку пеленгования. Недостатком является то, что точность калибровки ограничена и требует больших временных затрат на ее проведение. Это объясняется сложностью выполнения калибровочных работ, связанных с ограниченностью по времени пребывания летательного средства над ориентиром при измерении векторов амплитудно-фазового распределения (АФР), необходимых для калибровки пеленгатора - корреляционного интерферометра, при пролете летательного средства над каждым ориентиром. Кроме того, для уменьшения случайных ошибок летательному средству необходимо совершить несколько заходов над ориентиром.A known method of calibrating a direction finder, carried out by flying around an aircraft (airplane) with a test IRI on board along a route around the center of which is a mobile direction finder, with the intersection of pre-selected landmarks [1, p. 218]. In this case, according to this method, the accuracy of the aircraft approach over the landmarks of the route should be no worse than 1 °. The known method allows the calibration of the mobile direction finder and evaluate the direction finding error. The disadvantage is that the accuracy of the calibration is limited and requires a lot of time for its implementation. This is explained by the difficulty of performing calibration work related to the limited time of the aircraft’s stay over the reference point when measuring the amplitude-phase distribution (AFR) vectors necessary for calibrating the direction finder, the correlation interferometer, when flying an aircraft over each reference point. In addition, to reduce accidental errors, an aircraft needs to make several visits over a landmark.
Известен способ калибровки мобильного пеленгатора - корреляционного интерферометра [4, с. 364-369 - Радиомониторинг - задачи, методы, средства / Под ред. A.M. Рембовского. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Горячая линия-Телеком, 2010. - 624 с.], принятый за прототип, который включает:A known method of calibrating a mobile direction finder - correlation interferometer [4, p. 364-369 - Radio Monitoring - Tasks, Methods, Means / Ed. A.M. Rembovsky. 2nd ed., Revised. and add. - M .: Hotline-Telecom, 2010. - 624 p.], Adopted for the prototype, which includes:
- определение необходимого числа позиций тестового ИРИ (K) для контрольных измерений в заданном секторе азимутальных углов и сборку измерительного стенда, включающего подвижные аппаратно-программные средства с тестовым ИРИ и стационарную часть, подключенную к пеленгатору;- determination of the required number of test IRI (K) positions for control measurements in a given sector of azimuthal angles and the assembly of a measuring stand, including movable hardware and software with a test IRI and a stationary part connected to a direction finder;
- последовательную установку носителя с пеленгатором в ν-e (
- для каждого ν-го положения носителя на местности установку прибора для измерения углов и дальностей в точку проекции фазового центра антенной системы пеленгатора, фиксацию направления продольной (строительной) оси носителя путем установки вешки и определение нулевого направления для измерительного прибора;- for each νth position of the carrier on the ground, installing a device for measuring angles and distances to the projection point of the phase center of the antenna system of the direction finder, fixing the direction of the longitudinal (construction) axis of the carrier by installing a pole and determining the zero direction for the measuring device;
- для каждого ν-го положения носителя на местности и значений
- для каждого ν-го положения носителя на местности и каждой k-й (
- обработку результатов измерений и определение калибровочных векторов АФР bk на основе измеренных векторов z(k,ν),
Недостатком способа-прототипа являются большие временные затраты на калибровку мобильного пеленгатора, связанные с разметкой площадки по азимутальным углам с заданным шагом и выполнением условий наличия и возможности установки угловых меток (вешек) в районе площадки, проецированием фазового центра антенной системы на плоскость площадки, установкой носителя так, чтобы с заданной точностью совпали проекция фазового центра антенной системы с центром площадки и его продольная ось с осью отсчета азимутальных углов, необходимостью устанавливать вновь угловые метки при каждой смене угловой ориентации носителя на местности.The disadvantage of the prototype method is the large time spent on calibrating the mobile direction finder, associated with marking the site at azimuthal angles with a given step and meeting the conditions for the presence and possibility of installing corner marks (landmarks) in the area of the site, projecting the phase center of the antenna system on the plane of the site, installing media so that the projection of the phase center of the antenna system with the center of the platform and its longitudinal axis with the axis of reference of azimuthal angles coincide with a given accuracy, the need to establish Lebanon is again angular marks at each change of angular orientation of the vehicle on the ground.
Предлагаемый способ свободен от указанного недостатка и при этом сохраняет достоинство способа-прототипа - высокую точность калибровки.The proposed method is free from this drawback and at the same time retains the advantage of the prototype method - high calibration accuracy.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение временных затрат на калибровку мобильного пеленгатора-корреляционного интерферометра при сохранении высокой точности калибровки.The problem to which the invention is directed is to reduce the time spent on calibrating a mobile direction finder-correlation interferometer while maintaining high calibration accuracy.
Для решения указанной задачи предлагается способ калибровки мобильного пеленгатора - корреляционного интерферометра с применением навигационной аппаратуры потребителя глобальной навигационной спутниковой системы, включающий определение необходимого числа позиций тестового ИРИ (K) для контрольных измерений в заданном секторе азимутальных углов и сборку измерительного стенда, включающего подвижные аппаратно-программные средства с тестовым ИРИ и стационарную часть, подключенную к пеленгатору, последовательную установку носителя с пеленгатором в ν-e (
Согласно изобретению, в процессе сборки измерительного стенда устанавливают элементы навигационной аппаратуры потребителя (НАП) глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) [5, с. 2 - ГОСТ Ρ 52928-2010. Система спутниковая навигационная глобальная. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2011.], обеспечивающие дифференциальный и кинематический режим ее работы по измерению координат положения тестового ИРИ, после каждой установки носителя в ν-e положение на местности, но до последовательного перемещения подвижных аппаратно-программных средств измерительного стенда, дополнительно осуществляют определение координат проекции фазового центра антенной системы пеленгатора на горизонтальную плоскость в выбранной системе координат X0, Y0, Z0: при расположении антенной системы на носителе, не допускающем непосредственное измерение координат проекции НАП ГНСС, оно осуществляется путем измерения координат N вспомогательных точек (N≥3) и геометрических величин, связывающих их с проекцией фазового центра с последующим составлением и решением оптимизационной задачи, или при расположении антенной системы на носителе, допускающем непосредственное измерение координат проекции фазового центра НАП ГНСС, это измерение осуществляется путем соответствующей установки элементов НАП ГНСС, фиксацию на местности направления продольной (строительной) оси носителя путем определения с помощью НАП ГНСС координат точки базового направления в выбранной системе координат Xb, Yb, Zb, для последовательного перемещения подвижных аппаратно-программных средств измерительного стенда для каждого
Достигаемый технический результат заключается в уменьшении временных затрат на калибровку мобильного пеленгатора, при сохранении высокой точности калибровки.The technical result achieved is to reduce the time spent on calibrating the mobile direction finder, while maintaining high calibration accuracy.
Указанный технический результат достигают за счет введения новых операций по применению НАП в дифференциальном и кинематическом режиме [6, с. 2, 3 - ГОСТ Ρ 53864-2010. Глобальная навигационная спутниковая система. Сети геодезические спутниковые. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2011] и использования соответствующего алгоритмического обеспечения для автоматизации процесса калибровки мобильного пеленгатора.The specified technical result is achieved through the introduction of new operations on the use of NAP in the differential and kinematic mode [6, p. 2, 3 - GOST Ρ 53864-2010. Global Navigation Satellite System. Geodetic satellite networks. Terms and Definitions. - M .: Standartinform, 2011] and the use of appropriate algorithmic support to automate the calibration process of a mobile direction finder.
Сочетание отличительных признаков и свойств предлагаемого способа из литературы не известны, поэтому он соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.The combination of distinguishing features and properties of the proposed method from the literature is not known, therefore, it meets the criteria of novelty and inventive step.
На чертеже приведена схема измерительного стенда для реализации предлагаемого способа.The drawing shows a diagram of a measuring stand for implementing the proposed method.
В практическом плане способ осуществляют следующим образом.In practical terms, the method is as follows.
Определяют необходимое число позиций тестового ИРИ (K) для контрольных измерений в заданном секторе азимутальных углов, например, задают шаг изменения азимутального положения тестового ИРИ Δθ, начальное (нулевое) азимутальное положение θ0=0, и собирают измерительный стенд по схеме, например, соответствующий чертежу. - 1Determine the required number of test IRI positions (K) for control measurements in a given sector of azimuthal angles, for example, set the step for changing the azimuthal position of the test IRI Δθ, the initial (zero) azimuthal position θ 0 = 0, and assemble the measuring stand according to the scheme, for example, corresponding the drawing. - one
Последовательно устанавливают носитель с пеленгатором в ν-e (
После каждой установки носителя в ν-e положение на местности осуществляют определение координат проекции фазового центра антенной системы пеленгатора на горизонтальную плоскость в выбранной системе координат X0, Y0, Z0:After each installation of the carrier in the ν-e position on the ground, the projection coordinates of the phase center of the antenna system of the direction finder on the horizontal plane are determined in the selected coordinate system X 0 , Y 0 , Z 0 :
- при расположении антенной системы на носителе, не допускающем непосредственного измерения координат проекции НАП ГНСС (в частности, приемником-ровером ГНСС), оно осуществляется путем измерения координат вспомогательных точек (Xn,Yn,Zn),
- при расположении антенной системы на носителе, допускающем непосредственное измерение координат проекции фазового центра НАП ГНСС, это измерение осуществляют путем соответствующей установки элементов НАП ГНСС. - 3- when the antenna system is located on a carrier that allows direct measurement of the coordinates of the projection of the phase center of the GNP NAP, this measurement is carried out by appropriate installation of the GNP NAP elements. - 3
Фиксируют на местности направление продольной (строительной) оси носителя путем определения с помощью НАП ГНСС (в частности, путем установки вешки с приемником-ровером ГНСС на линии визирования, совпадающей с продольной (строительной) осью носителя, с последующим проведением измерений совместно с приемником-базой ГНСС в режиме RTK) координат точки базового направления в выбранной системе координат Xb, Yb, Zb. - 4The direction of the longitudinal (construction) axis of the carrier is fixed on the ground by determining using GNP GNAP (in particular, by installing a pole with a GNSS rover receiver on the line of sight coinciding with the longitudinal (construction) axis of the carrier, followed by measurements together with the receiver base GNSS in RTK mode) coordinates of the base direction point in the selected coordinate system X b , Y b , Z b . - four
Осуществляют перемещение и установку тестового ИРИ в k-ю,
- определяют истинный курс носителя:- determine the true course of the carrier:
где
B0, L0 - эллипсоидальные геодезические координаты (широта и долгота) проекции фазового центра антенной системы, вычисленные по значениям координат Χ0, Y0, Ζ0 в соответствии с [8 - ГОСТ Ρ 51794-2008. Глобальные навигационные спутниковые системы. Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек. - М.: Стандартинформ, 2009.] в выбранной системе координат,B 0 , L 0 - ellipsoidal geodetic coordinates (latitude and longitude) of the projection of the phase center of the antenna system, calculated from the coordinates Χ 0 , Y 0 , Ζ 0 in accordance with [8 - GOST Ρ 51794-2008. Global navigation satellite systems. Coordinate systems. Methods of transforming coordinates of defined points. - M .: Standartinform, 2009.] in the selected coordinate system,
- по текущим координатам Χ, Y, Ζ положения тестового ИРИ, измеренных приемником-ровером ГНСС совместно с приемником-базой ГНСС в режиме RTK в выбранной системе координат, определяют координаты положения ИРИ в пространственной топоцентрической горизонтальной прямоугольной системе координат [9, с. 19 - Машимов М.М. Геодезия. Теоретическая геодезия: Справочное пособие / Под ред. В.П. Савиных и В.Р. Ященко. - М.: Недра, 1991. - 268 с.] с центром в точке проекции фазового центра антенной системы:- based on the current coordinates Χ, Y, Ζ of the position of the test IRI measured by the GNSS rover receiver together with the GNSS receiver base in RTK mode in the selected coordinate system, the coordinates of the IRI position in the spatial topocentric horizontal rectangular coordinate system are determined [9, p. 19 - Mashimov M.M. Geodesy. Theoretical Geodesy: Reference Guide / Ed. V.P. Savinykh and V.R. Yashchenko. - M .: Nedra, 1991. - 268 p.] With the center at the projection point of the phase center of the antenna system:
- определяют курсовой азимут положения тестового ИРИ в текущей точке с координатами Χ, Y, Ζ относительно проекции фазового центра антенной системы- determine the course azimuth of the test IRI position at the current point with coordinates Χ, Y, Ζ relative to the projection of the phase center of the antenna system
- определяют расстояния между положением ИРИ в текущей точке с координатами Χ, Y, Ζ и проекцией фазового центра антенной системы- determine the distance between the position of the IRI at the current point with the coordinates Χ, Y, Ζ and the projection of the phase center of the antenna system
- перемещая подвижные аппаратно-программные средства с приемником-ровером ГНСС (ПАПС с ГНСС-ПР) (3) контролируют положение тестового ИРИ при его установке в k-ю угловую позицию с заданной точностью по азимутальному положению (kΔθ) и по требуемой дальности (d) до проекции фазового центра пеленгатора, т.е. контролируют выполнение условий:- moving movable hardware and software with a GNSS receiver-rover (PAPS with GNSS-PR) (3) control the position of the test IRI when it is installed in the kth angular position with a given accuracy in the azimuthal position (kΔθ) and in the required range (d ) to the projection of the phase center of the direction finder, i.e. control the fulfillment of conditions:
|θ0-kΔθ|≤δθ и |s0-d|≥δd,| θ 0 -kΔθ | ≤δθ and | s 0 -d | ≥δd,
где δθ и δd - заданные максимально допустимые абсолютные погрешности по азимуту и дальности. При одновременном выполнении этих условий УУ-2 (12) формирует оповещение оператору о занятии тестовым ИРИ требуемого углового положения.where δθ and δd are the specified maximum permissible absolute errors in azimuth and range. With the simultaneous fulfillment of these conditions, UU-2 (12) generates an alert to the operator about the occupation of the required angular position by the test Iran.
После установки тестового ИРИ в k-ю угловую позицию выполняют измерения векторов АФР z(k,ν) для различных частот излучения в заданном диапазоне и с фиксированным шагом посредством:After installing the test IRI in the kth angular position, measurements of the AFR vectors z (k, ν) are performed for various radiation frequencies in a given range and with a fixed step by:
- передачи оповещения УУ-1 (7) об установке ПАПС с ГНСС-ПР (3) в заданную угловую позицию и готовности к работе ИРИ;- transmitting the warning UU-1 (7) about the installation of PAPS with GNSS-PR (3) in a predetermined angular position and readiness for IRI;
- формирования сигналов управления пеленгатором по частоте и длительности пеленгации на заданной частоте;- formation of direction-finding control signals by frequency and direction-finding duration at a given frequency;
- формирования сигналов управления для УУ-2 (12) на изменение режимов работы генератора сигналов ИРИ и о завершении измерений и переходе к следующей угловой позиции или завершении процесса калибровки;- generation of control signals for UU-2 (12) to change the operating modes of the IRI signal generator and to complete the measurements and move to the next angular position or complete the calibration process;
- получение данных от АПСП (6) о значениях z(k,ν),
Обрабатывают результаты измерений и определяют калибровочные векторы АФР bk на основе измеренных векторов z(k,ν),
Следовательно, предлагаемый способ, так же, как и прототип, обладает высокой точностью калибровки за счет использования НАП ГНСС в дифференциальном и кинематическом режиме, в частности высокоточных приемников ГНСС в режиме RTK. Кроме того, он имеет преимущество в виде сокращения временных затрат для проведения калибровки мобильного пеленгатора, поскольку длительные операции (выполняемые для каждого ν-го положения носителя на местности и значений
- разметки угловых положений тестового ИРИ путем перемещения и установки k-й вешки в k-е угловое положение с одновременной проверкой требуемого ее положения с заданной точностью по азимутальному углу δθ и по дальности δd с помощью прибора для измерения углов и дальностей (при невыполнении одного из условий операции перемещения вешки и контроля ее положения повторяются);- marking the angular positions of the test IRI by moving and installing the kth pole in the kth angular position while checking its required position with a given accuracy in the azimuthal angle δθ and in the range δd using the device for measuring angles and ranges (if one of the conditions of the operation of moving the landmarks and monitoring its position are repeated);
- закрепления вешек в найденных положениях;- fixing the milestones in the positions found;
- установки и последовательного перемещения подвижных аппаратно-программных средств измерительного стенда от k-й к (k+1)-й угловой позиции заменены на малые по временной длительности вспомогательные операции, выполняемые только после установки носителя в каждое ν-e положение на местности и непосредственное перемещение подвижных аппаратно-программных средств измерительного стенда, для каждого
Таким образом, предлагаемый способ имеет следующие отличительные признаки в последовательности его реализации от способа-прототипа, которые представлены в таблице 1.Thus, the proposed method has the following distinctive features in the sequence of its implementation from the prototype method, which are presented in table 1.
Из представленной таблицы сравнения последовательности реализации способа-прототипа и предлагаемого способа видно, что в предлагаемом способе, относительно способа-прототипа, введена новая совокупность операций по перемещению и установке подвижных аппаратно-программных средств для измерения экспериментальных векторов АФР, приводящих к положительному эффекту - уменьшению временных затрат на калибровку мобильного пеленгатора - корреляционного интерферометра.From the presented table comparing the sequence of implementation of the prototype method and the proposed method, it is seen that in the proposed method, relative to the prototype method, a new set of operations for moving and installing movable hardware and software for measuring experimental AFR vectors, leading to a positive effect - reducing time the cost of calibrating a mobile direction finder - a correlation interferometer.
Оценку эффективности разработанного способа по показателю требуемых временных затрат рассмотрим на примере калибровки мобильного пеленгатора, верхняя граница рабочего диапазона частот которого составляет 3000 МГц, а линейный размер антенной системы равен 3 м. В этом случае ближняя граница дальней зоны определяется значением 180 м. Поэтому величины, характеризующие расстояние тестового ИРИ от фазового центра антенной системы пеленгатора, могут принимать значения d=200 м, Δd=2 м. Сектор разметки для проведения калибровочных работ составляет Ω=360°, шаг разметки Δθ=2°, т.е. K=180. Число различных угловых ориентаций носителя V=4.Consider the effectiveness of the developed method in terms of the required time costs by the example of calibration of a mobile direction finder, the upper limit of the operating frequency range of which is 3000 MHz, and the linear size of the antenna system is 3 m. In this case, the near boundary of the far zone is determined by the value of 180 m. characterizing the distance of the test IRI from the phase center of the antenna system of the direction finder, can take the values d = 200 m, Δd = 2 m. The marking sector for calibration work is Ω = 360 °, marking step Δθ = 2 °, i.e. K = 180. The number of different angular orientations of the carrier is V = 4.
Сравнительную оценку эффективности разработанного способа, относительно способа-прототипа, проведем по следующему показателю:A comparative assessment of the effectiveness of the developed method, relative to the prototype method, we will carry out the following indicator:
δT=T-TS,δT = TT S ,
где Τ - время, необходимое для формирования калибровочных векторов АФР bk в соответствии со способом-прототипом;where Τ is the time required for the formation of calibration vectors of AFR b k in accordance with the prototype method;
TS - для предлагаемого, Τ=t1+V(t2+t3+K(t4+t5))+t6,
Ряд операций рассматриваемых способов по требуемому времени их выполнения можно считать эквивалентными, в частности,
Тогда оценка величины δT может быть представлена в видеThen the estimate of δT can be represented as
δΤ≈VKt4.δΤ≈VKt 4 .
Значение t4 зависит от:The value of t 4 depends on:
- требуемой дальности положения тестового ИРИ от фазового центра антенной системы пеленгатора (d);- the required range of the position of the test IRI from the phase center of the antenna system of the direction finder (d);
- подготовленности и слаженности работы специалистов, осуществляющих измерение угловых величин и дальностей, а также перемещение, установку и закрепление вешек;- preparedness and coordination of the work of specialists involved in measuring angular values and ranges, as well as moving, installing and securing the landmarks;
- требуемой угловой точности установки вешек.- the required angular accuracy of the installation of landmarks.
Оценим требуемую эквивалентную угловую точность установки вешек.We estimate the required equivalent angular accuracy of the installation of the towers.
Случайные величины погрешности измерения в горизонтальной плоскости линейных (l) и угловых (α) величин связаны соотношением
При использовании в составе измерительного стенда, представленного на чертеже, в качестве приемников ГНСС - приемников ТРИУМФ-1 (ДРША.464345.001 РЭ) в режиме RTK, для всех точек калибровочной площадки, размеры которой определены значением d=200 м, среднеквадратическое отклонение (СКО) погрешности измерения в горизонтальной плоскости линейных величин l равно σi=0,01 м [10, с. 15, 65 - Триумф-1. Руководство по эксплуатации. ДРША.464345.001 РЭ. Версия 1.1. Ревизия от 08/11/2011. // http://javad.com/jgnss/support/manuals.html]. Тогда, СКО эквивалентной азимутальной угловой погрешности установки вешек будет характеризоваться значением
Кроме того, поскольку K=180, то расстояние между вешками для d=200 м будет равно 7 м.In addition, since K = 180, the distance between the towers for d = 200 m will be 7 m.
Следовательно, при реализации способа-прототипа с учетом:Therefore, when implementing the prototype method, taking into account:
- необходимости переноса 180 вешек на расстояние 200 м от фазового центра антенной системы по окружности и расстояния между вешками, равного 7 м;- the need to transfer 180 logs to a distance of 200 m from the phase center of the antenna system around the circumference and a distance between the logs of 7 m;
- требуемой точности установки каждой вешки (σα≈10″) по командам специалиста, осуществляющего измерения их положения;- the required accuracy of installation of each pole (σ α ≈10 ″) according to the commands of a specialist who measures their position;
- затрат времени на выполнение операций по закреплению вешек для обеспечения их устойчивости и их снятию,- time spent on operations to fix the milestones to ensure their stability and their removal,
среднее время однократного выполнения операций по 4-му пункту способа-прототипа может составить около 3 минут.the average time for a single operation on the 4th paragraph of the prototype method can be about 3 minutes.
Следовательно, при количестве положений носителя V=4 получим следующее значение оценки показателя эффективности разработанного способа:Therefore, with the number of positions of the medium V = 4, we obtain the following value for evaluating the effectiveness indicator of the developed method:
δΤ*4·180·3=2160 (мин),δΤ * 4 · 180 · 3 = 2160 (min),
при эквивалентной азимутальной угловой погрешности установки ИРИ.with equivalent azimuthal angular error of the IRI installation.
Заявляемый способ реализуется с помощью схемы измерительного стенда, приведенной на чертеже, где приняты следующие условные обозначения:The inventive method is implemented using the scheme of the measuring stand, shown in the drawing, where the following conventions:
(1) - носитель;(1) a carrier;
АСП (5) - антенная система пеленгатора;ASP (5) - direction finding antenna system;
АПСП (6) - аппаратно-программные средства пеленгатора;APSP (6) - hardware-software direction finder;
ДАПСП (2) - дополнительные аппаратно-программные средства пеленгатора, входящие в состав измерительного стенда;DAPSP (2) - additional hardware and software direction finder, which are part of the measuring stand;
УУ1 (7), УУ2 (12) - устройства управления, аппаратно реализованные на ЭВМ;УУ1 (7), УУ2 (12) - control devices, hardware implemented on a computer;
WF1 (8), WF2 (13) - устройства беспроводной связи (Wi-Fi роутер, Wi-Fi адаптер);WF1 (8), WF2 (13) - wireless communication devices (Wi-Fi router, Wi-Fi adapter);
ПАПС с ГНСС-ПР (3) - подвижные аппаратно-программные средства с приемником-ровером ГНСС;PAPS with GNSS-PR (3) - mobile hardware and software with a GNSS rover receiver;
G (11) - генератор сигналов ИРИ;G (11) - IRI signal generator;
А (10) - антенна ИРИ;A (10) - IRI antenna;
ГНСС-1 (15), ГНСС-2 (9) - приемники ГНСС;GNSS-1 (15), GNSS-2 (9) - GNSS receivers;
УКВ-1 (16), УКВ-2 (14) - УКВ-модемы приемников ГНСС;VHF-1 (16), VHF-2 (14) - VHF modems of GNSS receivers;
ГНСС-ПБ (4) - приемник-база ГНСС.GNSS-PB (4) - GNSS receiver base.
В представленном на чертеже варианте аппаратная часть НАП ГНСС состоит из двух приемников ГНСС (ГНСС-1 (15), ГНСС-2(9)), двух УКВ-модемов (УКВ-1 (16), УКВ-2 (14)) и ЭВМ (устройство управления УУ-1 (7)), при этом для реализации дифференциального и кинематического режима ее функционирования используется режим Real Time Kinematic (RTK) - фазовый дифференциальный режим определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени, обеспечивающий сантиметровую точность определения координат [11, с. 23 - Евстафьев О.В. Наземная инфраструктура ГНСС для точного позиционирования // Геопрофи. - 2008. - №1. - С. 21-24.], [8, с. 15]. Один из приемников (ГНСС-2 (9)) реализует функции ровера - подвижной части НАП ГНСС [10, с. 65], расположенной на одной вертикальной оси с антенной тестового ИРИ, второй (ГНСС-1 (15)) - функции базы - контрольной станции, передающей посредством УКВ-модемов дифференциальные поправки роверу в режиме реального времени. Получение, обработка и визуализация текущих координат приемника-ровера с учетом дифференциальных поправок в выбранной системе координат осуществляется на устройстве управления (УУ-2 (12)). Кроме того, на базе устройства управления УУ-2 (12) осуществляется:In the embodiment shown in the drawing, the GNSS hardware NAP consists of two GNSS receivers (GNSS-1 (15), GNSS-2 (9)), two VHF modems (VHF-1 (16), VHF-2 (14)) and A computer (control unit UU-1 (7)), and in order to implement the differential and kinematic modes of its operation, the Real Time Kinematic (RTK) mode is used - a phase differential mode for determining the location of moving objects in real time, which ensures centimeter accuracy in determining coordinates [11 , from. 23 - Evstafiev O.V. GNSS ground infrastructure for accurate positioning // Geoprofi. - 2008. - No. 1. - S. 21-24.], [8, p. fifteen]. One of the receivers (GNSS-2 (9)) implements the functions of the rover - the mobile part of the GNSS NAP [10, p. 65], located on one vertical axis with the test IRI antenna, the second (GNSS-1 (15)) - the function of the base — the control station transmitting differential corrections to the rover in real time using VHF modems. Obtaining, processing and visualization of the current coordinates of the rover receiver, taking into account differential corrections in the selected coordinate system, is carried out on the control device (UU-2 (12)). In addition, on the basis of the control unit UU-2 (12) is carried out:
- решение задачи определения координат проекции фазового центра антенной системы пеленгатора на горизонтальную плоскость в выбранной системе координат X0, Y0, Z0 по автоматически сохраняемым измерениям приемника-ровера координат N вспомогательных точек (Ν≥3) и дополнительно измеряемым (например, тахеометром, установленным в точке проекции фазового центра) и вводимым в специальное программное обеспечение геометрических величин, связывающих координаты вспомогательных точек с проекцией фазового центра;- solving the problem of determining the coordinates of the projection of the phase center of the antenna system of the direction finder on the horizontal plane in the selected coordinate system X 0 , Y 0 , Z 0 according to automatically stored measurements of the receiver-rover of the coordinates of N auxiliary points (Ν≥3) and additionally measured (for example, a total station, installed at the projection point of the phase center) and entered into the special software of geometric quantities connecting the coordinates of auxiliary points with the projection of the phase center;
- хранение результатов измерения или вычисления координат проекции фазового центра антенной системы пеленгатора на горизонтальную плоскость в выбранной системе координат Χ0, Y0, Ζ0;- storing the results of measurements or calculating the coordinates of the projection of the phase center of the antenna system of the direction finder on the horizontal plane in the selected coordinate system Χ 0 , Y 0 , Ζ 0 ;
- хранение результатов измерения с помощью приемника-ровера НАП ГНСС координат точки базового направления в выбранной системе координат Xb, Yb, Zb;- storage of measurement results using the receiver-rover NAP GNSS coordinates of the base direction point in the selected coordinate system X b , Y b , Z b ;
- хранение данных о требуемых K угловых положениях, диапазоне и шаге изменения частоты излучения тестового ИРИ;- storage of data on the required K angular positions, range and step of changing the radiation frequency of the test IRI;
- вычисление на основе координат X0, Y0, Z0, Xb, Yb, Zb и текущего положения тестового ИРИ в системе координат, в которой производятся измерения и вычисления, его текущего положения в полярной системе координат, связанной с проекцией фазового центра пеленгатора и продольной осью носителя;- calculation based on the coordinates X 0 , Y 0 , Z 0 , X b , Y b , Z b and the current position of the test IRI in the coordinate system in which measurements and calculations are made, of its current position in the polar coordinate system associated with the phase projection direction finder center and longitudinal axis of the carrier;
- вычисление и визуализация отклонений текущего положения тестового ИРИ от требуемой k-й угловой позиции по азимутальному положению и дальности до проекции фазового центра пеленгатора по ранее определенным данным;- calculation and visualization of deviations of the current position of the test IRI from the required k-th angular position in the azimuthal position and range to the projection of the phase center of the direction finder according to previously determined data;
- управление режимами работы генератора сигналов ИРИ G (11);- control of the operating modes of the signal generator IRI G (11);
- беспроводная связь посредством устройств WF1 (8), WF2 (13) с УУ-1 (7);- wireless communication through devices WF1 (8), WF2 (13) with UU-1 (7);
- оповещение оператора, осуществляющего перемещение ПАПС с ГНСС-ПР (3) о завершении измерений и переходе к следующей угловой позиции или завершении процесса калибровки;- notification of the operator moving the PAPS from GNSS-PR (3) about the completion of measurements and the transition to the next angular position or completion of the calibration process;
- оповещение УУ-1 (7) об установке ПАПС с ГНСС-ПР (3) в заданную угловую позицию и готовности к работе ИРИ.- warning UU-1 (7) about the installation of PAPS with GNSS-PR (3) at a given angular position and readiness for operation of the IRI.
Кроме того, на базе устройства управления УУ-1 (7) осуществляется:In addition, on the basis of the control unit UU-1 (7), it is carried out:
- формирование сигналов управления для УУ-2 (12) на изменение режимов работы генератора сигналов ИРИ и о завершении измерений и переходе к следующей угловой позиции или завершении процесса калибровки;- formation of control signals for UU-2 (12) to change the operating modes of the IRI signal generator and to complete the measurements and move to the next angular position or completion of the calibration process;
- беспроводная связь посредством устройств WF1 (8), WF2 (13) с УУ-2 (12);- wireless communication through devices WF1 (8), WF2 (13) with UU-2 (12);
- формирование сигналов управления пеленгатором по частоте и длительности пеленгации на заданной частоте;- formation of direction-finding control signals by frequency and direction-finding duration at a given frequency;
- получение данных от АПСП (6) о значениях z(k,v),
- обработка результатов измерений и определение калибровочных векторов АФР bk на основе измеренных векторов z(k,v),
Помимо УКВ-модемов для реализации передачи данных от базы к роверу могут быть использованы GSM-модемы или иные средства.In addition to VHF modems, GSM modems or other means can be used to implement data transfer from the base to the rover.
Наличие в составе НАП ГНСС двух приемников ГНСС (9) и (15) позволяет применить при нахождении местоположения объектов (проекции фазового центра антенной системы пеленгатора, точки базового направления и тестового ИРИ) один из двух методов определения координат - относительный или абсолютный [6, с. 3].The presence of two GNSS receivers (9) and (15) in the GNSS NAP allows one to use one of the two methods for determining coordinates — relative or absolute [6, p. . 3].
Кроме того, при обеспечении требуемой точности могут быть использованы локальные, региональные или широкозонные дифференциальные подсистемы ГНСС [6, с. 7]. В этом случае в составе НАП ГНСС измерительного стенда достаточно использование одного приемника ГНСС.In addition, while ensuring the required accuracy, local, regional, or wide-zone GNSS differential subsystems can be used [6, p. 7]. In this case, the use of a single GNSS receiver is sufficient as part of the GNSS GNP measuring stand.
Таким образом, предлагаемый способ, так же как и способ-прототип, позволяет выполнить калибровку мобильного пеленгатора, реализующего алгоритм корреляционного интерферометра, с заданной точностью расположения ИРИ. Кроме того, приведенная сравнительная оценка эффективности предлагаемого способа, относительно способа-прототипа, показывает существенное сокращение временных затрат на проведение калибровки пеленгатора.Thus, the proposed method, as well as the prototype method, allows you to calibrate a mobile direction finder that implements the correlation interferometer algorithm with a given accuracy of the IRI location. In addition, the comparative evaluation of the effectiveness of the proposed method, relative to the prototype method, shows a significant reduction in time spent on direction finder calibration.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014141239/07A RU2573819C1 (en) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | Method of calibrating mobile direction-finder - correlation interferometer using consumer navigation equipment of global navigation satellite system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014141239/07A RU2573819C1 (en) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | Method of calibrating mobile direction-finder - correlation interferometer using consumer navigation equipment of global navigation satellite system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2573819C1 true RU2573819C1 (en) | 2016-01-27 |
Family
ID=55236995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014141239/07A RU2573819C1 (en) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | Method of calibrating mobile direction-finder - correlation interferometer using consumer navigation equipment of global navigation satellite system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2573819C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640354C1 (en) * | 2016-11-14 | 2017-12-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Method of complex calibration of position finder- correlation interferometer on mobile carrier |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060238413A1 (en) * | 2005-04-25 | 2006-10-26 | Elta Systems Ltd. | Method and system for calibration of a radio direction finder |
US7138940B2 (en) * | 2004-07-22 | 2006-11-21 | Honeywell International Inc. | Method and systems for automatic zero calibration of radar altimeters |
RU2309425C2 (en) * | 2005-10-13 | 2007-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "ГКБ "Связь") | Method of forming calibration data for radio direction finder/ range finder (versions) |
EP2015277A2 (en) * | 2007-07-13 | 2009-01-14 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for side angle radar training and simulation |
RU2422846C1 (en) * | 2010-02-02 | 2011-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "ГКБ "Связь") | Calibration method of decametric radio direction-distance finder |
RU2451948C1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of calibrating mobile shortwave direction finder with multielement antenna array |
-
2014
- 2014-10-13 RU RU2014141239/07A patent/RU2573819C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7138940B2 (en) * | 2004-07-22 | 2006-11-21 | Honeywell International Inc. | Method and systems for automatic zero calibration of radar altimeters |
US20060238413A1 (en) * | 2005-04-25 | 2006-10-26 | Elta Systems Ltd. | Method and system for calibration of a radio direction finder |
RU2309425C2 (en) * | 2005-10-13 | 2007-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "ГКБ "Связь") | Method of forming calibration data for radio direction finder/ range finder (versions) |
EP2015277A2 (en) * | 2007-07-13 | 2009-01-14 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for side angle radar training and simulation |
RU2422846C1 (en) * | 2010-02-02 | 2011-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "ГКБ "Связь") | Calibration method of decametric radio direction-distance finder |
RU2451948C1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of calibrating mobile shortwave direction finder with multielement antenna array |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Радиомониторинг-задачи, методы, средства. Под ред. РЕМБОВСКОГО А.М., Москва, Горячая линия-Телеком, 2010, с.364-369. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640354C1 (en) * | 2016-11-14 | 2017-12-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Method of complex calibration of position finder- correlation interferometer on mobile carrier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9824597B2 (en) | Magnetic navigation methods and systems utilizing power grid and communication network | |
RU2526094C1 (en) | Method of locating radio-frequency source | |
Ostroumov et al. | Compatibility analysis of multi signal processing in APNT with current navigation infrastructure | |
CN104375135A (en) | Radio frequency positioning method, device and system | |
CN105044669A (en) | Three-station time-difference-measuring stereoscopic positioning method | |
US11112508B2 (en) | Positioning method and positioning terminal | |
Saab et al. | Power matching approach for GPS coverage extension | |
RU2695642C1 (en) | Method for determining the location of a ground-based radiation source | |
JP6169962B2 (en) | Positioning terminal, mobile phone search system, mobile phone search method, program, and server | |
JP7219201B2 (en) | 3D measurement system | |
RU2638177C1 (en) | Method for determining source of radio emissions coordinate from aircraft | |
RU2573819C1 (en) | Method of calibrating mobile direction-finder - correlation interferometer using consumer navigation equipment of global navigation satellite system | |
RU2640354C1 (en) | Method of complex calibration of position finder- correlation interferometer on mobile carrier | |
RU2713193C1 (en) | Method for inter-position identification of measurement results and determination of coordinates of aerial targets in a multi-position radar system | |
Świerczynski et al. | Determination of the position using receivers installed in UAV | |
JP6440777B2 (en) | Positioning terminal, mobile phone search system, mobile phone search method, program, and server | |
Encarnacion et al. | RTKLIB-based GPS localization for multipath mitigation in ITS applications | |
CN112334790A (en) | Positioning system and positioning method for movable object, and storage medium | |
Ho et al. | Accuracy assessment of RTK GNSS based positioning systems for automated driving | |
KR101160957B1 (en) | Gps relative positioning method using chained moving base stations | |
RU2495375C1 (en) | Method for remote inspection of power grid facilities | |
KR102036080B1 (en) | Portable positioning device and method for operating portable positioning device | |
JP2017009561A (en) | Measuring device, measuring method and measuring program | |
RU2615634C2 (en) | Method of determining coordinates of navigation satellites | |
GB2382482A (en) | Reducing errors in measured positions using database |