RU2729225C1 - Method of measuring range - Google Patents
Method of measuring range Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729225C1 RU2729225C1 RU2020110710A RU2020110710A RU2729225C1 RU 2729225 C1 RU2729225 C1 RU 2729225C1 RU 2020110710 A RU2020110710 A RU 2020110710A RU 2020110710 A RU2020110710 A RU 2020110710A RU 2729225 C1 RU2729225 C1 RU 2729225C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- continuous
- low frequency
- receiving
- acoustic transducer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области техники радиотехнических средств измерения расстояния и может быть использовано, например, для измерения дальностей в локальных навигационных системах при управлении движением надводных объектов при контроле их плавания в прибрежной зоне, захода и прохода по бухте, организации автоматического причаливания. The invention relates to the field of technology of radio-technical means for measuring distance and can be used, for example, for measuring ranges in local navigation systems when controlling the movement of surface objects while controlling their navigation in the coastal zone, entering and passing along the bay, organizing automatic docking.
Известны амплитудные способы измерения дальности (см., например, кн. Справочник по основам радиолокационной техники / под ред. В. В. Дружинина. — М.: Воен. Издат, 1967.) Однако амплитудные способы измерения дальности имеют большую погрешность.Known amplitude methods for measuring range (see, for example, the book. Handbook on the basics of radar technology / ed. VV Druzhinin. - M .: Military. Publishing house, 1967.) However, amplitude methods for measuring range have a large error.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ измерения дальности, описанный в Патенте на изобретение № 2657016, Россия, МПК G01S 15/08. The closest in technical essence to the proposed invention is a method for measuring range, described in Patent for invention No. 2657016, Russia, IPC G01S 15/08.
По этому способу измерения дальности генерируют непрерывные колебания с известной фиксированной частотой
где
Однако измерение дальности по указанному способу может быть осуществлено в ограниченном радиусе действия, поскольку переменное магнитное поле, генерируемое передающей рамочной магнитной антенной, убывает обратно пропорционально кубу расстояния, в то время как акустический сигнал может распространяться на значительно большее расстояние. Реально измеряемая дальность имеет некоторый предел, исчисляемый сотней метров. В тоже время, крайне желательно контролировать движение надводного объекта на расстояниях в несколько километров.However, the range measurement by this method can be carried out in a limited range, since the alternating magnetic field generated by the transmitting loop magnetic antenna decreases inversely with the cube of the distance, while the acoustic signal can propagate over a much greater distance. The actually measured range has a certain limit, calculated in hundreds of meters. At the same time, it is highly desirable to control the movement of a surface object at distances of several kilometers.
Целью настоящего изобретения является повышение радиуса действия системы измерения дальности надводных объектов при организации их движения в прибрежной зоне, захода и прохода по бухте, организации автоматического причаливания. The aim of the present invention is to increase the range of the system for measuring the range of surface objects when organizing their movement in the coastal zone, entering and passing along the bay, organizing automatic docking.
Поставленная цель достигается следующим образом.This goal is achieved as follows.
1. Способ измерения дальности, включающий генерирование непрерывных колебаний низкой частоты, излучение акустической волны низкой частоты, прием акустической волны низкой частоты, измерение разности фаз непрерывных колебаний низкой частоты, последовательное изменение частоты непрерывных колебаний,1. A method for measuring range, including generating continuous low frequency vibrations, emitting a low frequency acoustic wave, receiving a low frequency acoustic wave, measuring the phase difference of low frequency continuous vibrations, sequentially changing the frequency of continuous vibrations,
отличающийся тем, что первоначально генерируют непрерывные колебания с известной фиксированной низкой частотой
где
2. Способ измерения дальности по п. 1,2. The method for measuring range according to
отличающийся тем, что первично сформированные непрерывные колебания с известной фиксированной низкой частотой
где
Сравнение предлагаемого изобретения с уже известными способами и прототипом показывает, что заявляемый способ проявляет новые технические свойства, заключающиеся в возможности измерения повышенной дальности надводных объектов.Comparison of the proposed invention with the already known methods and prototype shows that the proposed method exhibits new technical properties, consisting in the possibility of measuring the increased range of surface objects.
Эти свойства предлагаемого изобретения являются новыми, так как в способе прототипе в силу присущих ему недостатков, заключающихся в использовании для передачи низкочастотного сигнала синхронизации рамочных магнитных антенн, работающих на этих же низких частотах, измерение расстояний возможно только на ограниченной дальности, не превышающей реально сотни метров.These properties of the proposed invention are new, since in the prototype method, due to its inherent disadvantages, which consist in the use of loop magnetic antennas operating at the same low frequencies for transmitting a low-frequency synchronization signal, distance measurement is possible only at a limited distance not exceeding hundreds of meters in reality. ...
Указанный способ измерения дальности можно реализовать с помощью устройства, приведенного на фиг. 1 (п. 1 формулы изобретения) и фиг. 2 (п. 2 формулы изобретения). This method of ranging can be implemented using the device shown in FIG. 1 (claim 1) and FIG. 2 (
Устройство измерения дальности по п. 1 формулы изобретения (фиг. 1) состоит из генератора непрерывных колебаний низкой частоты 1, радиочастотного передатчика 2, передающей радиочастотной антенны 3, приемной радиочастотной антенны 4, радиочастотного приемника 5, передающего акустического преобразователя 6, приемного акустического преобразователя 7, измерителя разности фаз непрерывных колебаний 8. Радиочастотные антенны устанавливают над водной поверхностью, а акустические преобразователи устанавливают под водной поверхностью.The range measuring device according to
Выход генератора непрерывных колебаний низкой частоты 1 соединен с входом модуляции радиочастотного передатчика 2 и с входом передающего акустического преобразователя 6, при этом выход радиочастотного передатчика 2 соединен с входом передающей радиочастотной антенны 3, причем выход приемной радиочастотной антенны 4 соединен с входом радиочастотного приемника 5, выход демодуляции которого соединен первым входом измерителя разности фаз непрерывных колебаний 8, а выход приемного акустического преобразователя 7 соединен со вторым входом измерителя разности фаз непрерывных колебаний 8.The output of the continuous oscillator of
Устройство измерения дальности по п. 2 формулы изобретения (фиг. 2) состоит из генератора непрерывных колебаний низкой частоты 1, радиочастотного передатчика 2, передающей радиочастотной антенны 3, приемной радиочастотной антенны 4, радиочастотного приемника 5, передающего акустического преобразователя 6, приемного акустического преобразователя 7, измерителя разности фаз непрерывных колебаний 8, усилителя низкой частоты 9.The range measuring device according to
Радиочастотные антенны устанавливают над водной поверхностью, а акустические преобразователи устанавливают под водной поверхностью.RF antennas are installed above the water surface and acoustic transducers are installed below the water surface.
Выход генератора непрерывных колебаний низкой частоты 1 соединен с входом модуляции радиочастотного передатчика 2 и первым входом измерителя разности фаз непрерывных колебаний 8, при этом выход радиочастотного передатчика 2 соединен с входом передающей радиочастотной антенны 3, причем выход приемной радиочастотной антенны 4 соединен с входом радиочастотного приемника 5, выход демодуляции которого соединен с входом усилителя низкой частоты 9, выход которого соединен с входом передающего акустического преобразователя 6, а выход приемного акустического преобразователя 7 соединен со вторым входом измерителя разности фаз непрерывных колебаний 8.The output of the continuous oscillator of
Работают устройства, реализующие заявляемые способы измерения дальности следующим образом.Devices that implement the inventive methods for measuring the range are in operation as follows.
С помощью генератора непрерывных низкочастотных колебаний 1 первоначально генерируют непрерывные колебания с известной частотой
Частота этих колебаний выбирается невысокой. Значение частоты этих колебаний лежит в звуковом диапазоне длин волн. The frequency of these vibrations is chosen low. The frequency of these vibrations lies in the audio wavelength range.
Эти колебания подают на вход модуляции радиочастотного передатчика 2. При этом тип модуляции может быть произвольным: это может быт амплитудная, частотная или фазовая модуляции. При модуляции чистым тоном, что имеет место в рассматриваемом случае, частотную и фазовую модуляции на приемной стороне не различить. В этом случае, правильно говорить об угловой модуляции сигнала радиочастоты. These oscillations are fed to the modulation input of the
С помощью передающей радиочастотной антенны 3 излучают в направлении другого конца измерительной трассы радиочастотный сигнал c частотой
С другой стороны, электрические колебания с низкой частотой модуляции
Далее работы устройств по п. 1 и п. 2 формулы немного отличаются друг от друга.Further, the operation of the devices according to
По п. 1 формулы изобретения сигнал с выхода генератора непрерывных колебаний низкой частоты 1 подают еще на вход передающего акустического преобразователя 6, установленного на измерительной станции и под водной поверхностью, и излучают с его помощью в направлении другого конца измерительной трассы, в направлении контролируемого объекта на котором устанавливают под водной поверхностью приемный акустический преобразователь 7, акустическую волну. Акустическая волна с частотой
Непрерывные колебания с выхода демодуляции радиочастотного приемника 5, описываемые выражением (1) и с выхода приемного акустического преобразователя 7, описываемые выражением (2), подают на входы измерителя разности фаз непрерывных колебаний 8, на выходе которого формируют сигнал, пропорциональный разности фаз сигналов (1) и (2). Однако измеритель разности фаз непрерывных колебаний 8 способен адекватно отобразить измеряемую разность фаз, если величина этой разности фаз лежит в пределах от 0 до
где
Для решения этой проблемы указанное измеренное значение
При этом значение дальности получают на самом контролируемом объекте.In this case, the value of the range is obtained at the most controlled object.
Важно при этом помнить, что изменение частоты
По п. 2 формулы изобретения сигнал с выхода генератора непрерывных колебаний низкой частоты 1 подают одновременно вход модуляции радиочастотного передатчика и на первый вход измерителя разности фаз непрерывных колебаний 8. В тоже время сигнал с выхода демодуляции радиочастотного приемника 5 подают на вход усилителя низкой частоты 9 и далее с выхода этого усилителя 9 сигнал подают на вход передающего акустического преобразователя 6, устанавливаемого на контролируемом объекте и под водной поверхностью, и излучают тем самым в направлении измерительной станции, направлении приемного акустического преобразователя 7, устанавливаемого на измерительной станции под водной поверхностью, акустическую волну. Акустическая волна с частотой
Сигнал с выхода приемного акустического преобразователя 7 подают на второй вход измерителя разности фаз непрерывных колебаний 8, на выходе которого получают такой же сигнал, который описывается формулой (3).The signal from the output of the receiving
Как и ранее, неоднозначность измерения разности фаз и, соответственно, неоднозначность определения дальности устраняют путем последовательных изменений частоты исходных низкочастотных колебаний с
При этом значение дальности получают на измерительной станции.In this case, the range value is obtained at the measuring station.
Народнохозяйственный эффект от использования предлагаемого изобретения связан с появлением возможности измерения повышенной дальности надводных объектов, больше чем сотня метров. Измерение повышенной дальности надводных объектов при этом обеспечивается реализацией канала передачи опорного низкочастотного сигнала путем модуляции этим низкочастотным сигналом сигнала радиочастотного передатчика, с последующей передачей, приемом и демодуляции радиочастотного сигнала на контролируемом объекте. При этом дальность действия радиочастотного канала связи может намного превышать дальность действия акустического канала связи, с помощью которого измеряют дальность контролируемого объекта. The national economic effect of using the proposed invention is associated with the emergence of the possibility of measuring the increased range of surface objects, more than a hundred meters. In this case, the measurement of the increased range of surface objects is provided by the implementation of the transmission channel of the reference low-frequency signal by modulating the RF transmitter signal with this low-frequency signal, followed by transmission, reception and demodulation of the RF signal at the controlled object. In this case, the range of the radio-frequency communication channel can significantly exceed the range of the acoustic communication channel, with the help of which the range of the controlled object is measured.
Другой аспект повышения эффективности от использования предлагаемого изобретения связан с возможностью измерения дальности с повышенной точностью, при этом неоднозначность измерений исключается. Another aspect of increasing the efficiency from the use of the proposed invention is associated with the ability to measure the range with increased accuracy, while the ambiguity of measurements is eliminated.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020110710A RU2729225C1 (en) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | Method of measuring range |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020110710A RU2729225C1 (en) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | Method of measuring range |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2729225C1 true RU2729225C1 (en) | 2020-08-05 |
Family
ID=72085944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020110710A RU2729225C1 (en) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | Method of measuring range |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2729225C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2595247C1 (en) * | 2016-06-22 | 2016-08-20 | Игорь Борисович Широков | Device for measuring the fluctuation of phase incursion and arrival angles in microwaves |
RU2657016C1 (en) * | 2017-07-06 | 2018-06-08 | Игорь Борисович Широков | Method of measuring range |
RU2666904C1 (en) * | 2017-06-06 | 2018-09-13 | Вольдемар Иванович Петросян | Method of two-way long radio communication with the underwater object |
RU2679000C1 (en) * | 2018-04-03 | 2019-02-05 | Игорь Борисович Широков | Method of measuring range |
RU2697861C1 (en) * | 2019-01-27 | 2019-08-21 | Игорь Борисович Широков | Method of measuring range at a monitored facility and a measuring station |
-
2020
- 2020-03-13 RU RU2020110710A patent/RU2729225C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2595247C1 (en) * | 2016-06-22 | 2016-08-20 | Игорь Борисович Широков | Device for measuring the fluctuation of phase incursion and arrival angles in microwaves |
RU2666904C1 (en) * | 2017-06-06 | 2018-09-13 | Вольдемар Иванович Петросян | Method of two-way long radio communication with the underwater object |
RU2657016C1 (en) * | 2017-07-06 | 2018-06-08 | Игорь Борисович Широков | Method of measuring range |
RU2679000C1 (en) * | 2018-04-03 | 2019-02-05 | Игорь Борисович Широков | Method of measuring range |
RU2697861C1 (en) * | 2019-01-27 | 2019-08-21 | Игорь Борисович Широков | Method of measuring range at a monitored facility and a measuring station |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1332458C (en) | Distance and level measuring system | |
USRE35607E (en) | Distance measuring method and apparatus therefor | |
JPH11511254A (en) | System and method for determining the position of an object in a medium | |
CN104272132A (en) | Determining position of underwater node | |
US2800654A (en) | Radio location system | |
CN106597405A (en) | Multi-carrier signal form-based ionosphere detection method and system | |
RU2697861C1 (en) | Method of measuring range at a monitored facility and a measuring station | |
RU2679000C1 (en) | Method of measuring range | |
RU2657016C1 (en) | Method of measuring range | |
RU2729225C1 (en) | Method of measuring range | |
RU2726388C1 (en) | Method of positioning a surface/underwater object as it passes along a given fairway | |
US2467455A (en) | Radio speed and distance indicator | |
RU2727267C1 (en) | Method of measuring range under water at arbitrary position in horizontal plane longitudinal axis of receiving frame magnetic antenna | |
RU2834167C1 (en) | Method of measuring range under water | |
RU2834180C1 (en) | Method of measuring range under water | |
JPH07120553A (en) | Sonar device | |
Ens et al. | Robust multi-carrier frame synchronization for localization systems with ultrasound | |
RU2769565C1 (en) | Method for determining distances from a measuring station to several transponders | |
SU883837A1 (en) | Atmosphere radio-acoustic probing method | |
RU2794700C1 (en) | Method for positioning an underwater object at long distances | |
RU2739478C1 (en) | Method for processing a pseudo-noise signal in sonar | |
RU2134432C1 (en) | Process of acoustic monitoring of variability of parameters of sea water areas | |
RU1777106C (en) | Method of determination of extremely low frequency fluctuations of acoustic signal in ocean | |
US11047967B2 (en) | Removal of directwave high frequency signal for ionospheric sounder return processing | |
RU2594341C1 (en) | Method of measuring range |