[go: up one dir, main page]

RU2757197C1 - Method for determining the coordinates of a radio emitting object in the working area of a multipositional passive radio engineering complex and apparatus for implementation thereof - Google Patents

Method for determining the coordinates of a radio emitting object in the working area of a multipositional passive radio engineering complex and apparatus for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2757197C1
RU2757197C1 RU2020130134A RU2020130134A RU2757197C1 RU 2757197 C1 RU2757197 C1 RU 2757197C1 RU 2020130134 A RU2020130134 A RU 2020130134A RU 2020130134 A RU2020130134 A RU 2020130134A RU 2757197 C1 RU2757197 C1 RU 2757197C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rio
radio
coordinates
time
difference
Prior art date
Application number
RU2020130134A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Викторович Бондаренко
Сергей Николаевич Вайпан
Александр Александрович Вакуленко
Александр Владимирович Егоров
Татьяна Валерьевна Першикова
Original Assignee
Алексей Викторович Бондаренко
Сергей Николаевич Вайпан
Александр Александрович Вакуленко
Александр Владимирович Егоров
Татьяна Валерьевна Першикова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Викторович Бондаренко, Сергей Николаевич Вайпан, Александр Александрович Вакуленко, Александр Владимирович Егоров, Татьяна Валерьевна Першикова filed Critical Алексей Викторович Бондаренко
Priority to RU2020130134A priority Critical patent/RU2757197C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2757197C1 publication Critical patent/RU2757197C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/06Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of radio engineering surveillance and can be used to determine the location coordinates of a scattered radio emission source (radio emitting object (REO)) by radio location stations using receiving posts with radio emission frequency scanning of a multipositional passive radio engineering complex (MPREC). In the claimed method, pairs of receiving posts of the MPREC, synchronised with each other in time and spaced on the territory receive the radio REO emission data through sensors with sequential frequency scanning, including the difference in the time of radio emission reception, the carrier frequency of the onboard radio electronic tool of the REO, and the time of receiving the bearing measurement. The measurement data of the receiving posts is transmitted to the central receiving post. The received data is converted in the central post into a single central Cartesian coordinate system with the origin in the central receiving post, and the coordinates of the air radio emitting object are determined by solving a range-difference problem by the criterion of the maximum of the likelihood function. In order to specify the coordinates of the object in the sectors of failure of the working area of the complex, the functional of the quadratic approximation of the differentiable likelihood function is minimised using the Newton iteration method according to the obtained initial approximation of the REO coordinates.
EFFECT: provided possibility of an all-round view and accurate determination of the coordinates of the REO in the sectors of failure of the working area of the MPREC.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехнической разведки и может быть использовано для определения координат местоположения источника рассеянного радиоизлучения (радиоизлучаюшего объекта (РИО)) радиолокационными станциями с помощью приемных постов со сканированием радиоизлучений по частоте многопозиционного пассивного радиотехнического комплекса (МПРТК).The invention relates to the field of electronic intelligence and can be used to determine the coordinates of the location of the source of scattered radio emission (radio-emitting object (RIO)) by radar stations using receiving posts with scanning of radio emissions at the frequency of a multi-position passive radio engineering complex (MPRTK).

Известны способы определения координат РИО, основанные на частотном обзоре воздушного пространства сетью приемников с частотным сканированием пассивного многопозиционного радиотехнического комплекса, радипеленгации РИО, измерении разности временной задержки сигналов от РИО одинаковой частоты до разнесенных приемников и расчете пространственных координат РИО методом триангуляции, сферической интерполяции, сферического пересечения, квадратичной и линейной коррекции, гиперболической и/или параболической коррекции измеренных данных [Бузуверов Г.В., Герасимов О.И. Алгоритмы пассивной локации в распределенной сети датчиков по разностно-дальномерному методу. Информационно-измерительные и управляющие системы, №5, т.6, 2008., с 12-24; Смирнов Ю.А. «Радиотехническая разведка» - Москва, 1997. - с 164, 165, 190-193, 203-205, 211; Черняк B.C., Заславский Л.П., Осипов Л.В. Многопозиционные радиолокационные станции и системы «Зарубежная Радиоэлектроника» №1 - 1987 - с. 11, 15-17, 29-33, 42-54].There are known methods for determining the coordinates of the RIO, based on a frequency survey of the airspace by a network of receivers with frequency scanning of a passive multi-position radio technical complex, radio direction finding of the RIO, measuring the difference in the time delay of signals from the RIO of the same frequency to spaced-apart receivers and calculating the spatial coordinates of the RIO by the method of triangulation, spherical interpolation, spherical intersection , quadratic and linear correction, hyperbolic and / or parabolic correction of the measured data [Buzuverov GV, Gerasimov OI. Algorithms for passive location in a distributed network of sensors using the difference-ranging method. Information-measuring and control systems, No. 5, v.6, 2008., from 12-24; Smirnov Yu.A. "Radio-technical intelligence" - Moscow, 1997. - from 164, 165, 190-193, 203-205, 211; Chernyak B.C., Zaslavsky L.P., Osipov L.V. Multi-position radar stations and systems "Foreign Radioelectronics" №1 - 1987 - p. 11, 15-17, 29-33, 42-54].

Недостатком известных способов получения радиотехнической информации на МПРТК является: неполнота полученной приемными постами и обрабатываемой центральным приемным постом информации о движущихся воздушных объектах; неполный состав координатной информации не отождествляется и не объединяется с векторами наблюдения; избыточная информация нерационально используется в алгоритмах траекторного сопровождения.The disadvantage of the known methods of obtaining radio technical information on the MPRTK is: incompleteness of information about moving air objects received by the receiving posts and processed by the central receiving post; incomplete composition of coordinate information is not identified and combined with observation vectors; redundant information is irrationally used in trajectory tracking algorithms.

Происходит задержка в обнаружении трассы, срыв трассы с сопровождения. Снижается показатель непрерывного сопровождения цели. Увеличивается среднеквадратичное отношение ошибок определения координат и параметров движения траекторий сопровождаемых воздушных объектов, что значительно снижает качество сопровождения в существующих многопозиционных комплексах пассивной локации. На этапе сопровождения воздушного объекта по радиотехнической информации не целесообразно производить пересчет наблюдаемых параметров в радиотехнические отметки с последующей фильтрацией результатов решения разностно-дальномерной задачи.There is a delay in the detection of the track, the break of the track from the tracking. The indicator of continuous target tracking decreases. The root-mean-square ratio of errors in determining the coordinates and parameters of movement of the trajectories of tracked air objects increases, which significantly reduces the quality of tracking in existing multi-position complexes of passive location. At the stage of tracking an airborne object using radio technical information, it is not advisable to recalculate the observed parameters into radio technical marks with subsequent filtering of the results of solving the difference-ranging problem.

Существующие алгоритмы обработки радиотехнической информации выполняются в два этапа с последующим этапом ее объединения. На первичном этапе ведут обнаружение сигналов, измерение параметров сигналов и наблюдаемых координат. На вторичном этапе обработки ведут привязку отметок, поступивших от одной цели по времени, и вычисление параметров траектории цели. В процессе вторичной обработки решается задача обнаружения и сопровождения трасс целей. Такое деление не учитывает особенности построения многопозиционного комплекса пассивной локации. Излучение радиоэлектронных станций обнаруживается не всеми приемными постами, в этом случае наблюдается неполный вектор наблюдаемой информации, в отсутствии чего невозможно определение всех пространственных координат цели. Неполнота обрабатываемой информации приводит к задержке в обнаружении трассы, срыву трассы с сопровождения, что приводит к снижению показателя непрерывного сопровождения, а также к увеличению среднеквадратического отклонения ошибок определения координат и параметров движения траектории сопровождаемой цели.The existing algorithms for processing radio technical information are performed in two stages, followed by the stage of its integration. At the primary stage, signals are detected, the parameters of signals and the observed coordinates are measured. At the secondary stage of processing, the marks received from one target are linked in time, and the parameters of the target trajectory are calculated. In the process of secondary processing, the task of detecting and tracking target traces is solved. This division does not take into account the peculiarities of constructing a multi-position complex of passive location. The radiation of radio electronic stations is not detected by all receiving posts, in this case an incomplete vector of the observed information is observed, in the absence of which it is impossible to determine all the spatial coordinates of the target. The incompleteness of the processed information leads to a delay in the detection of the track, the breakdown of the track from the tracking, which leads to a decrease in the indicator of continuous tracking, as well as to an increase in the standard deviation of errors in determining the coordinates and parameters of the tracked target's trajectory.

Координаты определяются только по минимально необходимому количеству первичных радиотехнических измерений, остальные измерения не учитываются при формировании отметки и в алгоритмах фильтрации.Coordinates are determined only by the minimum required number of primary radio engineering measurements, other measurements are not taken into account when forming a mark and in filtering algorithms.

Для существующих алгоритмов фильтрации необходимо определить момент времени излучения воздушного объекта минимум 4-мя приемными постами за один обзор, чтобы определить координаты воздушного объекта с последующей оценкой.For the existing filtering algorithms, it is necessary to determine the moment of radiation of an air object at least by 4 receiving posts in one survey in order to determine the coordinates of an air object with subsequent assessment.

Отсутствуют методы использования в алгоритмах траекторного сопровождения избыточности первичных радиотехнических измерений от приемного поста. Из-за отсутствия определения приоритетности радиотехнической информации при определении координат (расчета центра тяжести фигуры), а также при последующей фильтрации учета всего вектора наблюдаемой информации происходит ухудшение параметров движения траектории сопровождаемой цели.There are no methods of using the redundancy of primary radio engineering measurements from the receiving post in the trajectory tracking algorithms. Due to the lack of prioritization of radio technical information when determining the coordinates (calculating the center of gravity of the figure), as well as with the subsequent filtering of the account of the entire vector of the observed information, the parameters of the movement of the tracked target are deteriorating.

Перечисленные факторы приводят к необходимости создания фильтра пеленговой информации в многопозиционных комплексах пассивной локации, учитывающего разновременность и неполноту наблюдаемых параметров.The above factors lead to the need to create a bearing information filter in multi-position passive location complexes, taking into account the difference in timing and incompleteness of the observed parameters.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению относится способ определения координат РИО [«Способ Бондаренко А.В. получения радиотехнической информации и радиотехнический комплекс для его осуществления». Патент 2599259. Россия. Бондаренко А.В. Заявл. 05.11.2015 г. Опубл. 10.10.2016 г. Бюл. №28], заключающийся в том, что синхронизированные между собой по времени и разнесенные на местности пары приемных постов станций радиотехнической разведки через датчики с последовательным сканированием по частоте получают данные пассивного радиоизлучения - разность времени приема радиоизлучения, несущую частоту бортового радиоэлектронного средства и момент времени получения измерения пеленга, данные направляют на центральный приемный пост, преобразуют в единую центральную декартову систему координат с началом в центральном приемном посту и привязывают к имеющимся на сопровождении радиотехническим траекториям, на множестве изолированных радиотехнических отметок, сформированном при сканировании, производят операцию фильтрации результатов решения разностно-дальномерной задачи обнаружения радиотехнической траектории в следующей последовательности: определяют размеры стробов автозахвата

Figure 00000001
, где x,y,z - координаты воздушного объекта, xэ,yэ,zэ - экстраполированные координаты, вычисляют начальные параметры траектории и их подтверждение по решению (v/m-l) об обнаружении при появлении ν отметок в m смежных обзорах при отсутствии отметок в 1 смежных обзорах, устанавливают вектор S(t) состояния траектории, составляют модель движения как S(t+Δt)=FΔt⋅S(t), где Δt=tk+1-tk - период обзора, FΔt - матрица перехода траектории воздушного объекта при маневрировании, получают матрицу Hn(S) производной функции наблюдения
Figure 00000002
, для каждой пары информационный датчиков вычисляют экстраполированные значения вектора состояния Sk+1=FΔt⋅S(t) и алгоритмической ковариационной матрицы Qk+1=FΔt⋅Qk⋅(FΔt)T,
Figure 00000003
- вектор экстраполяции разностей дальности, а также матрицу производной функции наблюдения в виде
Figure 00000004
, рассчитывают дисперсионную ошибку экстраполяции в пространстве наблюдаемых параметров
Figure 00000005
, вычисляют отклонение ΔRi, на tk+1 шаге наблюдения, от ожидаемого наблюдения при произведенной экстраполяции
Figure 00000006
, определяют коэффициент усиления
Figure 00000007
, где σ0 - среднеквадратическая ошибка измерения времени прихода сигнала, уточняют значение вектора состояния
Figure 00000008
и алгоритмическую ковариационную матрицу
Figure 00000009
, где Ε - диагональная единичная матрица, и производят оценку работы фильтра при сглаживании разности времен прихода сигнала на станции радиотехнической разведки по частному показателю среднеквадратического отклонения ошибки измерения плоскостных координат
Figure 00000010
, где
Figure 00000011
- расстояние от цели до оценки координат в момент времени t, Nреал - количество реализаций (Nреал≥1000), отличающейся тем, что при сопровождении воздушного объекта по первичной радиотехнической информации на приемных постах производят одновременную первичную фильтрацию отдельных разностей времени прихода сигналов по времени их поступления, при этом движение принимают прямолинейным и равномерным, а в противном случае - принимают за маневр, формирование начальной оценки приближенного вектора параметров траектории и ковариационной матрицы ошибок на приемных постах производят по первой фиксации разности времен прихода сигнала от цели, поступившей от одной пары информационных датчиков по новому воздушному объекту, далее производят окончательную фильтрацию информации с получением уточненного вектора параметров траектории и алгоритмической ковариационной матрицы ошибок параметров наблюдения приемных постов, выдают точную оценку параметров траектории для четкого отслеживания характера и параметров его полета, при этом на приемных постах фильтрацию разностно-дальномерной информации по воздушному объекту по времени ее поступления производят следующим образом: задают вектор состояния траектории в виде S(t)=(x,y,z,Vx,Vy,Vz), где Vx,Vy,Vz - проекции вектора скорости координат x,y,z, фильтрацию координатной информации производят по зависимостиThe closest in technical essence to the claimed invention is the method for determining the coordinates of the RIO ["Method Bondarenko A.V. receiving radio technical information and a radio technical complex for its implementation. " Patent 2599259. Russia. Bondarenko A.V. Appl. 05.11.2015 Publ. 10.10.2016 Bul. No. 28], which consists in the fact that pairs of receiving posts of radio-technical reconnaissance stations synchronized with each other in time and spaced apart on the ground through sensors with sequential frequency scanning receive data of passive radio emission - the difference in the time of receiving radio emission, the carrier frequency of the onboard radio-electronic device and the time of receipt bearing measurements, the data is sent to the central receiving station, converted into a single central Cartesian coordinate system with the origin at the central receiving station and tied to the radio technical trajectories available on the tracking, on the set of isolated radio technical marks formed during scanning, the operation of filtering the results of solving the differential-range finding the tasks of detecting a radio technical trajectory in the following sequence: determine the size of the auto-lock gates
Figure 00000001
, where x, y, z are the coordinates of the airborne object, x e , y e , z e are extrapolated coordinates, the initial parameters of the trajectory are calculated and their confirmation by the decision (v / ml) about detection when ν marks appear in m adjacent surveys in the absence of marks in 1 adjacent surveys, set the vector S (t) of the trajectory state, make up the motion model as S (t + Δt) = F Δt ⋅S (t), where Δt = t k + 1 -t k is the survey period, F Δt - the matrix of the transition of the trajectory of an airborne object during maneuvering, the matrix H n (S) of the derivative of the observation function is obtained
Figure 00000002
, for each pair of information sensors, the extrapolated values of the state vector S k + 1 = F Δt ⋅S (t) and the algorithmic covariance matrix Q k + 1 = F Δt ⋅Q k ⋅ (F Δt ) T are calculated,
Figure 00000003
is the vector of extrapolation of the range differences, as well as the matrix of the derivative of the observation function in the form
Figure 00000004
, calculate the dispersion error of extrapolation in the space of observed parameters
Figure 00000005
, calculate the deviation ΔR i , at t k + 1 observation step, from the expected observation with the extrapolation performed
Figure 00000006
, determine the gain
Figure 00000007
, where σ 0 is the root-mean-square error in measuring the signal arrival time, the value of the state vector is specified
Figure 00000008
and the algorithmic covariance matrix
Figure 00000009
, where Ε is the diagonal unit matrix, and the filter operation is assessed when smoothing the difference in the signal arrival times at the electronic intelligence station according to the particular indicator of the standard deviation of the measurement error of the plane coordinates
Figure 00000010
, where
Figure 00000011
- the distance from the target to the coordinates assessment at the time t, N real - the number of realizations (N real ≥1000), which differs in that when the air object is accompanied by the primary radio technical information at the receiving posts, a simultaneous primary filtering of individual time differences of the arrival of signals in time is performed their arrival, while the motion is taken as rectilinear and uniform, and otherwise it is taken as a maneuver, the formation of the initial estimate of the approximate vector of the trajectory parameters and the covariance matrix of errors at the receiving posts is carried out according to the first fixation of the difference in the arrival times of the signal from the target received from one pair of information sensors for a new air object, then the final filtering of the information is carried out to obtain an updated vector of trajectory parameters and an algorithmic covariance matrix of errors of observation parameters of receiving posts, give an accurate estimate of the trajectory parameters for clear tracking of the character and pairs meters of its flight, while at the receiving posts, the difference-ranging information on an airborne object by the time of its arrival is filtered as follows: the state vector of the trajectory is set in the form S (t) = (x, y, z, V x , V y , V z ), where V x , V y , V z are the projections of the velocity vector of the coordinates x, y, z, the coordinate information is filtered according to the dependence

Figure 00000012
, где Rn={R1,2,R1,3,R1,4} - разность дальностей прихода сигналов; τn - разности времени прихода сигналов;
Figure 00000013
порядковый номер групп пары i-ых приемных постов от источника радиолокационной информации в эти приемные посты Rn=(с*⋅τ1;c*⋅τ2*⋅τ3)T, с* - скорость света (с*≈3⋅108 м/с); далее с учетом влияния ошибок экстраполяции производят сглаживание ошибок разности времен прихода сигнала, при этом матрицу производной функции наблюдения выражают в виде
Figure 00000014
, где
Figure 00000012
, where R n = {R 1,2 , R 1,3 , R 1,4 } is the difference between the signal arrival distances; τ n is the difference in the time of arrival of signals;
Figure 00000013
the sequence number of the groups of a pair of i-th receiving posts from the source of radar information to these receiving posts R n = (s * ⋅τ 1 ; c * ⋅τ 2 ; s * ⋅τ 3 ) T , s * is the speed of light (s * ≈ 3⋅10 8 m / s); then, taking into account the influence of extrapolation errors, the errors of the difference in the time of arrival of the signal are smoothed, while the matrix of the derivative of the observation function is expressed in the form
Figure 00000014
, where

Figure 00000015
Figure 00000015

Причем прием информации от радиоизлучающего объекта и ее последующую обработку ведут на приемных постах и на центральном посту по последовательно связанным между собой блокам, которые каналами связи соединяют с устройством управления антеннами с датчиками приемных постов и устройством пространственно-временной синхронизации принятой ими информации, которую затем фильтруют.Moreover, the reception of information from a radio-emitting object and its subsequent processing are carried out at the receiving posts and at the central post through blocks connected in series with each other, which are connected by communication channels to the antenna control device with sensors of the receiving posts and the device for spatio-temporal synchronization of the information received by them, which is then filtered ...

Недостатком известного способа определения координат РИО является то, что синхронизированные между собой по времени и разнесенные на местности пары приемных постов (ПП) МПРТК через радиоприемники с частотным сканированием воздушного пространства и центральный приемный пост не позволяют измерять координаты РИО у линии, соединяющей два ПП, в секторе провала рабочей зоны МПРТК, а их отсутствие компенсируется фильтрацией данных сканирования.The disadvantage of the known method for determining the coordinates of the RIO is that the pairs of receiving posts (PP) of the MPRTK synchronized with each other in time and spaced apart on the ground through radio receivers with frequency scanning of the airspace and the central receiving post do not allow measuring the coordinates of the RIO at the line connecting two PP, in sector of the failure of the MPRTK working area, and their absence is compensated by filtering the scanned data.

Поставленная цель возможности кругового обзора и точного определения координат РИО в секторах провала рабочей зоны МПРТК во внешних углах α,β,γ, составленных прямыми линиями, соединяющими попарно каждый ПП в треугольнике их расположения, в предлагаемом способе определения координат радиоизлучающего объекта в рабочей зоне МПРТК, заключающемся в том, что синхронизированные между собой по времени и разнесенные на местности пары приемных постов МПРТК через радиоприемники с частотным сканированием воздушного пространства получают данные пассивного обнаружения РИО, включая разность Δt времени приема радиоизлучения ПП, несущую частоту f бортового радиоэлектронного средства РИО и момент t времени их пеленгации, полученные данные посылают на центральный приемный пост МПРТК, где принятые данные привязывают к центральной декартовой системе координат с началом в центральном приемном посту и к имеющимся на сопровождении МПРТК радиотехническим траекториям на множестве изолированных радиотехнических отметок, сформированном при сканировании воздушного пространства, далее на сформированном множестве радиотехнических отметок определяют координаты обнаруженного РИО путем решения разностно-дальномерной задачи по критерию максимума функции правдоподобия, а прием информации от РИО и ее последующую обработку ведут на приемных постах и на центральном посту по последовательно связанным между собой блокам, которые каналами связи соединяют с устройством управления антеннами с датчиками приемных постов и устройством пространственно-временной синхронизации принятой ими информации, которую затем фильтруют, достигается тем, что в вычислительном блоке начальных координат РИО производят измерение разности времен Δt, Δt прихода сигнала и вычисление начального приближения координат

Figure 00000016
, которые по каналам связи направляют в блок вычисления функции правдоподобия для оценки координат РИО, которые формируют по правилуThe set goal of the possibility of a circular view and accurate determination of the coordinates of the RIO in the sectors of the failure of the working area of the MPRTK in the outer corners α, β, γ, composed by straight lines connecting in pairs each PP in the triangle of their location, in the proposed method for determining the coordinates of a radio-emitting object in the working area of the MPRTK, consisting in the fact that synchronized with each other in time and spaced apart on the ground pairs of receiving posts of the MPRTK through radio receivers with frequency scanning of the airspace receive data of passive detection of the RIO, including the difference Δt of the time of receiving radio emission from the PP, the carrier frequency f of the onboard radio electronic means of the RIO and the moment t of time their direction finding, the received data is sent to the central receiving station of the MPRTK, where the received data is tied to the central Cartesian coordinate system with the origin at the central receiving station and to the radio technical trajectories supported by the MPRTK on a set of isolated radio technical marks formed when scanning the airspace, then on the formed set of radio technical marks, the coordinates of the detected RIO are determined by solving the differential-rangefinder problem according to the criterion of the maximum likelihood function, and the reception of information from the RIO and its subsequent processing are carried out at the receiving posts and at the central post by sequentially connected together blocks that communication channels connected to the antenna control unit with sensors receiving posts and device spatiotemporal synchronization they adopted the information that is then filtered, is achieved in that in the computing unit RIO initial coordinates produce measurement time difference Δt 2u, Δt 3C ward signal and calculating the initial approximation of coordinates
Figure 00000016
, which are sent through communication channels to the unit for calculating the likelihood function to estimate the coordinates of the RIO, which are formed according to the rule

Figure 00000017
Figure 00000017

где

Figure 00000018
, xi,yi - координаты местонахождения ПП, х,у - координаты РИО, Δt - разность времени прихода сигнала от РИО на 2-й и центральный ПП, Δt - разность времени прихода сигнала от РИО на 3-й и центральный ПП, Rц2 - разность расстояний ПП ц - РИО и ПП2 - РИО, Rц3 - разность расстояний ПП ц - РИО и ПП3 - РИО,
Figure 00000019
- вектор измерений разностей времен прихода сигнала от РИО на ПП, QR - ковариационную матрицу ошибок определения времени прихода сигнала от цели i-м ПП определяют какwhere
Figure 00000018
, x i , y i are the coordinates of the location of the PP, x, y are the coordinates of the RIO, Δt 2ts is the difference in the time of arrival of the signal from the RIO to the 2nd and central PP, Δt 3ts is the difference in the time of arrival of the signal from the RIO to the 3rd and central PP, R c2 - the difference between the distances PP c - RIO and PP 2 - RIO, R c3 - the difference between the distances PP c - RIO and PP 3 - RIO,
Figure 00000019
is the vector of measurements of the differences in the times of arrival of the signal from the RIO to the PP, Q R is the covariance matrix of errors in determining the time of arrival of the signal from the target of the i-th PP is determined as

Figure 00000020
, где
Figure 00000021
,
Figure 00000022
- СКО определения времени прихода сигнала от цели i-м ПП, с* - скорость света; далее данные вычислений направляют в блок решения задачи минимизации функционала:
Figure 00000023
; а затем в блок квадратичной аппроксимацию функции φ(х,у) методом Ньютона в каждой точке (xk,yk)T
Figure 00000020
, where
Figure 00000021
,
Figure 00000022
- RMSD of determining the time of arrival of the signal from the target of the i-th PP, s * - the speed of light; then the computation data is sent to the block for solving the problem of minimizing the functional:
Figure 00000023
; and then in a block quadratic approximation of the function φ (x, y) by Newton's method at each point (x k , y k ) T

Figure 00000024
Figure 00000024

где

Figure 00000025
- матрица первых частных производных функции,
Figure 00000026
- матрица вторых частных производных функции φ(х,у), (xk,yk)T - начальное приближение плоскостных координат х,у, при k=1 приравнивают
Figure 00000027
, на последующих итерациях их уточняют,
Figure 00000028
- номер итерации, Τ - математический символ транспонирования; откуда данные вычислений направляют в блок определения координат РИО, где для квадратичного функционала φ(х,у) точку (xk,yk)T принимаю за точку минимума, а минимум такой функции из любой начальной точки достигают за один шаг метода Ньютона; в случае линейной аппроксимации матрицу F(xk,yk) принимают единичной, и поиск выражают в градиентный; для нелинейной унимодальной функции, отличной от квадратичной, точки последовательности при
Figure 00000029
асимптотически приближают к минимуму; условие окончания поиска принимают градиентным методомwhere
Figure 00000025
- the matrix of the first partial derivatives of the function,
Figure 00000026
is the matrix of the second partial derivatives of the function φ (x, y), (x k , y k ) T is the initial approximation of the plane coordinates x, y, for k = 1 they are equated
Figure 00000027
, at subsequent iterations they are refined,
Figure 00000028
- iteration number, Τ - mathematical symbol of transposition; from where the computation data is sent to the unit for determining the coordinates of the RIO, where for the quadratic functional φ (x, y) I take the point (x k , y k ) T as a minimum point, and the minimum of such a function from any starting point is reached in one step of Newton's method; in the case of a linear approximation, the matrix F (x k , y k ) is taken to be one, and the search is expressed in a gradient; for a nonlinear unimodal function other than quadratic, the point of the sequence at
Figure 00000029
asymptotically approach the minimum; the search termination condition is accepted by the gradient method

Figure 00000030
Figure 00000030

где ε - задаваемая необходимая точность расчета, а функционал φ(х,у) преобразуют следующим образомwhere ε is the specified required calculation accuracy, and the functional φ (x, y) is transformed as follows

Figure 00000031
Figure 00000031

где С, Ν, K - константы, которые вычисляют по правилам:where С, Ν, K are constants calculated according to the rules:

Figure 00000032
Figure 00000032

Figure 00000033
Figure 00000033

Figure 00000034
Figure 00000034

а затем частные производные определяют по формулам:and then the partial derivatives are determined by the formulas:

Figure 00000035
Figure 00000035

Figure 00000036
Figure 00000036

Figure 00000037
Figure 00000037

Figure 00000038
Figure 00000038

Figure 00000039
Figure 00000039

где l - параметр, который подбирают с учетом необходимой точности вычисления производной при условии - чем точнее необходимо вычислить производную, тем меньше должно быть l и недопустима соизмеримость разности значений функции φ(х,у) или l с абсолютной погрешностью вычисления.where l is a parameter that is selected taking into account the required accuracy of calculating the derivative, provided that the more accurately it is necessary to calculate the derivative, the less l should be and the commensurability of the difference between the values of the function φ (x, y) or l with the absolute calculation error is inadmissible.

Предлагаемое изобретение позволяет заменить поиск численных значений координат РИО по максимуму функции правдоподобия

Figure 00000040
на поиск минимума дифференцируемого функционала φ(х,у) в секторах провала рабочей зоны приемных постов многопозиционного радиотехнического комплекса пассивной локации.The proposed invention makes it possible to replace the search for the numerical values of the RIO coordinates by the maximum likelihood function
Figure 00000040
on the search for the minimum of the differentiable functional φ (x, y) in the sectors of the failure of the working zone of the receiving posts of the multi-position radio-technical complex of passive location.

Использование дифференцируемого функционала φ(х,у) в свою очередь позволяет применить квадратичную аппроксимацию дифференцируемой функции φ(х,у) в каждой точке (xk,yk) центральной базы данных измерений ПП, а также применить метод Ньютона для обеспечения требуемой крутизны дифференцируемой функции φ(х,у) и повышения точности измерений координат РИО. Регистрация численных значений (х,у) координат РИО, соответствующих точке минимума функционала φ(х,у), в виде истинных значений (х,у) координат РИО позволяет решить проблему измерения координат РИО в секторах провала рабочей зоны приемных постов многопозиционного радиотехнического комплекса. В целом указанные технические преимущества позволяют решить проблему измерения координат РИО в секторе провала рабочей зоны МПРТК и, как следствие, обеспечить требуемую точность измерений в указанной зоне.The use of the differentiable functional φ (x, y), in turn, makes it possible to apply a quadratic approximation of the differentiable function φ (x, y) at each point (x k , y k ) of the central database of PP measurements, as well as to apply Newton's method to ensure the required slope of the differentiable function φ (x, y) and increasing the accuracy of measurements of the coordinates of the RIO. Registration of the numerical values (x, y) of the RIO coordinates, corresponding to the minimum point of the functional φ (x, y), in the form of the true values (x, y) of the RIO coordinates allows solving the problem of measuring the RIO coordinates in the sectors of the failure of the working zone of the receiving posts of the multi-position radio engineering complex. In general, the indicated technical advantages make it possible to solve the problem of measuring the coordinates of the RIO in the sector of the dip of the working zone of the MPRTK and, as a result, to ensure the required measurement accuracy in the specified zone.

2. Известно устройство радиотехнического комплекса пассивной локации с последовательным сканированием радиоизлучений воздушных объектов, состоящее из приемных постов с информационными датчиками станции радиотехнической разведки, способных измерять в азимутальной плоскости направления движения воздушных объектов с излучающими радиоэлектронными средствами и фиксировать момент перехода импульсов от излучающих средств при смене направления движения воздушного объекта, сканировать по частоте и определять местоположение воздушного объекта путем решения разностно-дальномерной задачи и оснащенных электронных блоков автозахвата в стробе размером2. There is a known device for a radio-technical complex of passive location with sequential scanning of radio emissions from air objects, consisting of receiving posts with information sensors of an electronic intelligence station, capable of measuring in the azimuthal plane the direction of movement of air objects with emitting radio-electronic means and fixing the moment of transition of pulses from emitting means when changing direction the movement of an airborne object, scan in frequency and determine the location of an airborne object by solving a differential-rangefinder problem and equipped with electronic auto-capture units in a strobe of size

Figure 00000041
, где x,y,z - координаты воздушного объекта, xэ,yэ,zэ - экстраполированные координаты воздушного объекта, а также блока трассового сопровождения воздушных объектов с фильтром Калмана динамики воздушных объектов, достигается тем, что фильтр динамики воздушных объектов на каждом из приемных постов составлен из электронного блока установки вектора состояния воздушного объекта S(t)=(x,y,z,Vx,Vy,Vz), где Vx,Vy,Vz - проекции вектора скорости координат x, y, z производящего фильтрацию координатной информации по зависимостям
Figure 00000041
, where x, y, z are the coordinates of the air object, x e , y e , z e are the extrapolated coordinates of the air object, as well as the block of route tracking of air objects with the Kalman filter of the dynamics of air objects, is achieved by the fact that the filter of the dynamics of air objects on each from receiving posts is composed of an electronic unit for setting the state vector of an air object S (t) = (x, y, z, V x , V y , V z ), where V x , V y , V z are the projections of the velocity vector of coordinates x, y, z filtering coordinate information by dependencies

Figure 00000042
Figure 00000042

где Rn=(R1,2,R1,3,R1,4) - разность дальностей прихода сигналов τn;

Figure 00000043
порядковый номер групп пары i-x приемных постов от источника радиолока-ционной информации в эти приемные посты Rn=(с*⋅τ1*⋅τ2*⋅τ3)T, с* - скорость света (с*≈3⋅108 м/с); далее с учетом влияния ошибок экстраполяции производят сглаживание ошибок разности времен прихода сигнала, при этом матрицу производной функции наблюдения выражают в виде
Figure 00000044
, гдеwhere R n = (R 1,2 , R 1,3 , R 1,4 ) is the difference between the arrival distances of the signals τ n ;
Figure 00000043
the sequence number of the groups of a pair of ix receiving posts from the source of radar information to these receiving posts R n = (s * ⋅τ 1 , s * ⋅τ 2 , s * ⋅τ 3 ) T , s * - the speed of light (s * ≈ 3⋅10 8 m / s); then, taking into account the influence of extrapolation errors, the errors of the difference in the time of arrival of the signal are smoothed, while the matrix of the derivative of the observation function is expressed in the form
Figure 00000044
, where

Figure 00000045
Figure 00000045

блока вычисления экстраполированного значения вектора состояния Sk+1=FΔtS(t), блока определения коэффициента усиления k, блока уточнения вектора состояния и алгоритмической ковариационной матрицы, а также блока оценки работы фильтра при сглаживании разности времен прихода сигнала на станции радиотехнической разведки. [Патент №2599259 «Способ Бондаренко А.В. получения радиотехнической информации и радиотехнический комплекс для его осуществления» от 05.11.2015, Бюл. №28 от 10.10.2016].a unit for calculating the extrapolated value of the state vector S k + 1 = F Δt S (t), a unit for determining the gain k, a unit for refining the state vector and an algorithmic covariance matrix, and a unit for evaluating the filter operation when smoothing the difference in signal arrival times at an electronic intelligence station. [Patent No. 2599259 “Method Bondarenko A.V. receiving radio technical information and a radio technical complex for its implementation "from 05.11.2015, Bul. No. 28 of 10/10/2016].

Известное устройство радиотехнического комплекса пассивной локации с последовательным сканированием радиоизлучений воздушных объектов при треугольном расположении приемных постов (ПП) на местности не позволяет производить сплошное круговое сканирование радиоизлучений от воздушных объектов из-за наличия открытых окон отсутствия сканирования в трех внешних углах, образованных линиями соединения трех ПП.The known device of the radio engineering complex of passive location with sequential scanning of radio emissions from air objects with a triangular arrangement of receiving posts (PP) on the ground does not allow continuous circular scanning of radio emissions from air objects due to the presence of open windows without scanning in the three outer corners formed by the connection lines of three PP ...

Сущность изобретения поясняется графическими материалами: на фиг.1 - блок-схема работы устройства управления антеннами определения координат радиоизлучающего объекта в рабочей зоне МПРТК; на фиг.2 представлен рисунок, поясняющий принцип измерения координат РИО в секторе провала рабочей зоны трехпозиционного МПРТК; на фиг.3 - уточнение начального приближения координат РИО; на фиг.4 - зависимости среднеквадратических ошибок (СКО) измерений плоскостных координат σх,у РИО от ошибок измерения времени прихода сигнала στ; на фиг.5 представлена блок-схема алгоритма решения разностно-дальномерной задачи.The essence of the invention is illustrated by graphic materials: Fig. 1 is a block diagram of the operation of the antenna control device for determining the coordinates of a radio-emitting object in the working area of the MPRTK; figure 2 shows a figure explaining the principle of measuring the coordinates of the RIO in the sector of the failure of the working area of the three-position MPRTK; figure 3 - refinement of the initial approximation of the coordinates of the RIO; figure 4 - the dependence of the root-mean-square errors (RMS) of measurements of in-plane coordinates σ x, RIO from errors in measuring the time of arrival of the signal σ τ ; Fig. 5 shows a block diagram of an algorithm for solving the difference-ranging problem.

Устройство для определения координат радиоизлучающего объекта в рабочей зоне многопозиционного пассивного радиотехнического комплекса состоит из приемных постов 2 ПП ц , ПП2 и ПП3 (фиг.2) с информационными датчиками 1 (фиг.1) станции радиотехнической разведки, способных измерять в азимутальной плоскости направление движения воздушного радиоизлучающего объекта (РИО) 13 с излучающими радиоэлектронными средствами, сканировать по частоте и определять местоположение воздушного объекта 13, оснащенных антеннами 3 (фиг.1), составленных в треугольник (фиг.2) на местности и синхронизированных между собой в пространстве и во времени посредством применения абонентского терминала 4 ГЛОНАСС и устройства 5 пространственно-временной синхронизации, и ПП ц , с фильтрами 6, причем фильтры 6 связаны с блоком 7 вычисления начальных координат с измерением разностей времен Δt и Δt и вычисления начального приближения координат

Figure 00000046
РИО, соединенного каналами связи с блоком 8 вычисления функции правдоподобияAn apparatus for determining the coordinates of radio-emitting object in the work area multipoint passive radio complex consists of two receiving stations PP i, PP 2, and PP 3 (2) with information sensors 1 (1) ELINT station capable of measuring in azimuth direction the movement of an airborne radio-emitting object (RIO) 13 with emitting radio electronic means, scan in frequency and determine the location of an airborne object 13, equipped with antennas 3 (Fig. 1), arranged in a triangle (Fig. 2) on the ground and synchronized with each other in space and in time by applying the user terminal device 4 and GLONASS 5 spatio-temporal synchronization, and PP i, with the filters 6, the filter 6 are connected to the unit 7 calculating initial coordinates of the measurement time differences Δt and Δt 2u 3C and calculating an initial approximation coordinates
Figure 00000046
RIO connected by communication channels with block 8 for calculating the likelihood function

Figure 00000047
Figure 00000047

по данным определения вектора измерения разностей времен прихода сигнала according to the determination of the vector for measuring the differences in the arrival times of the signal

Figure 00000048
Figure 00000048

где xi, yi - координаты ПП; x,у - координаты РИО;

Figure 00000049
- разность времени прихода сигнала от РИО на 2-ой и центральный ПП;
Figure 00000050
- разность времени прихода сигнала от РИО на 3-ий и центральный ПП; Rц2 - разность расстояний ПП ц - РИО и ПП2 - РИО; - разность расстояний ПП ц - РИО и ПП3 - РИО; с* - скорость света, и данным ковариационной матрицы ошибок определения времени прихода сигнала от цели i-м ППwhere x i , y i - PP coordinates; x, y - coordinates of RIO;
Figure 00000049
- the difference in the time of arrival of the signal from the RIO to the 2nd and central PP;
Figure 00000050
- the difference in the time of arrival of the signal from the RIO to the 3rd and central PP; R c2 - the difference between the distances PP c - RIO and PP 2 - RIO; - the difference between the distances PP c - RIO and PP 3 - RIO; c * is the speed of light, and the data of the covariance matrix of errors in determining the time of arrival of the signal from the target by the i-th PP

Figure 00000051
, где Rn - разности дальностей от источника радиолокационного излучения РИО 13 до приемного поста (ПП);
Figure 00000022
- среднеквадратическая ошибка (СКО) определения времени прихода сигнала от РИО i-м ПП; τi - разность прихода сигналов, измеряемая парой ПП, и
Figure 00000021
; последовательно соединенного через блок 9, решения задачи минимизации дифференцируемого функционала
Figure 00000051
, where R n - the difference between the ranges from the source of radar radiation RIO 13 to the receiving post (PP);
Figure 00000022
- root-mean-square error (RMS) of determining the time of arrival of the signal from the RIO of the i-th PP; τ i is the difference in the arrival of signals measured by a pair of PPs, and
Figure 00000021
; connected in series through block 9, solving the problem of minimizing the differentiable functional

Figure 00000052
Figure 00000052

с блоком 10 квадратичной аппроксимации функции φ(х,у) в точке (xk,yk) по методу Ньютона в видеwith block 10 of the quadratic approximation of the function φ (x, y) at the point (x k , y k ) by Newton's method in the form

Figure 00000053
Figure 00000053

где

Figure 00000054
- матрица первых частных производных функции, а
Figure 00000055
- матрица вторых частных производных функции φ(х,у); (xk,yk)T - начальное приближение плоскостных координат х,у, (при k=1 приравнивается
Figure 00000056
, а на последующих итерациях (xk,yk)T уточняется); k=1,5 - номер итерации; Τ - математический символ транспонирования, и окончательно с блоком 11 определения координат РИО по условиюwhere
Figure 00000054
is the matrix of the first partial derivatives of the function, and
Figure 00000055
- the matrix of the second partial derivatives of the function φ (x, y); (x k , y k ) T is the initial approximation of the plane coordinates x, y, (for k = 1 it is equated
Figure 00000056
, and at subsequent iterations (x k , y k ) T is refined); k = 1.5 - iteration number; Τ - the mathematical symbol of transposition, and finally with the block 11 for determining the coordinates of the RIO by the condition

Figure 00000057
Figure 00000057

где ε - задаваемая необходимая точность расчета, после преобразования функционала φ(х,у) в следующем видеwhere ε is the specified required accuracy of the calculation, after the transformation of the functional φ (x, y) in the following form

Figure 00000058
где
Figure 00000058
where

Figure 00000059
Figure 00000059

Figure 00000060
Figure 00000060

Figure 00000061
Figure 00000061

а частные производныеand the partial derivatives

Figure 00000062
Figure 00000062

Figure 00000063
Figure 00000063

Figure 00000064
Figure 00000064

Figure 00000065
Figure 00000065

Figure 00000066
Figure 00000066

где l - параметр, который подбирают с учетом необходимой точности вычисления производной при условии - чем точнее необходимо вычислить производную, тем меньше должно быть l и недопустима соизмеримость разности значений функции φ(х,у) или l с абсолютной погрешностью вычисления.where l is a parameter that is selected taking into account the required accuracy of calculating the derivative, provided that the more accurately it is necessary to calculate the derivative, the less l should be and the commensurability of the difference between the values of the function φ (x, y) or l with the absolute calculation error is inadmissible.

Сущность предлагаемого способа определения координат радиоизлучающего объекта в рабочей зоне многопозиционного пассивного радиотехнического комплекса состоит в следующем.The essence of the proposed method for determining the coordinates of a radio-emitting object in the working area of a multi-position passive radio engineering complex is as follows.

На местности друг от друга на определенном расстоянии располагают три приемных поста ПП ц , ПП2, ПП3 (фиг.2), входящие в рабочую зону 12 трехпозиционного (многопозиционного) радиотехнического комплекса обнаружения РИО 13, несущего радиоизлучающую бортовую аппаратуру, и включающий также центральный приемный пост 1 ПП ц , функцию которого выполняет ПП1 для нахождения координат (х,у) радиоизлучающего объекта 13 (фиг.2), движущегося по траектории 14. По разностям дальностей - пересечение линий (гипербол) постоянной разности расстояний 15, 16 от РИО 13 до ПП ц , ПП2, ПП3 решают систему уравненийOn the ground, at a certain distance from each other, there are three receiving posts PP c , PP 2 , PP 3 (Fig. 2), included in the working area 12 of the three-position (multi-position) radio-technical detection complex RIO 13, carrying radio-emitting on-board equipment, and also including the central receiving post 1 PP c , the function of which is performed by PP 1 to find the coordinates (x, y) of a radio-emitting object 13 (Fig. 2), moving along a trajectory 14. By the difference in ranges - the intersection of lines (hyperbolas) of constant difference in distances 15, 16 from the RIO 13 to PP c , PP 2 , PP 3 solve the system of equations

Figure 00000067
Figure 00000067

где t - момент времени излучения сигналов, ti,

Figure 00000068
- время прихода на i-й ПП сигнала от РИО 13, Di,
Figure 00000069
- наклонные дальности от ПП до РИО 13, r=D1, с* - скорость света. Тогдаwhere t is the time instant of signal emission, t i ,
Figure 00000068
is the time of arrival at the i-th PP of the signal from RIO 13, D i ,
Figure 00000069
- slant ranges from PP to RIO 13, r = D 1 , s * - speed of light. Then

Figure 00000070
Figure 00000070

Представляют систему уравнений (1) какThe system of equations (1) is represented as

Figure 00000071
Figure 00000071

Для решения системы уравнений (2) приравнивают квадраты левой и правой частей каждого из уравнений данной системы в виде координатTo solve the system of equations (2), the squares of the left and right sides of each of the equations of this system are equated in the form of coordinates

Figure 00000072
Figure 00000072

Преобразуют уравнение (3) и представляют его в матричном видеEquation (3) is transformed and represented in matrix form

Figure 00000073
Figure 00000073

В зависимости (4) неизвестные х,у линейно выражают через r. Для решения уравнения вводят две переменные - векторы

Figure 00000074
In dependence (4), the unknowns х, у are linearly expressed in terms of r. To solve the equation, two variables are introduced - vectors
Figure 00000074

Figure 00000075
Figure 00000075

После подстановки введенных переменных уравнение (4) получают в следующем видеAfter substitution of the introduced variables, equation (4) is obtained in the following form

Figure 00000076
Figure 00000076

где

Figure 00000077
- квадраты векторов
Figure 00000078
и
Figure 00000079
соответственно,
Figure 00000080
скалярное произведение векторов
Figure 00000081
и
Figure 00000082
, а r1,2 - два вещественных корняwhere
Figure 00000077
- squares of vectors
Figure 00000078
and
Figure 00000079
respectively,
Figure 00000080
dot product of vectors
Figure 00000081
and
Figure 00000082
, and r 1,2 are two real roots

Figure 00000083
Figure 00000083

где

Figure 00000084
where
Figure 00000084

После подстановки найденных значений r в уравнении (4) находят неизвестные (х,у) координаты РИО 13. При q>0 уравнению (4) соответствует два решения. При q<0 РИО 13 находят на линии 17 соединяющей ПП ц и ПП2, а эллипс ошибок 18 измерения координат РИО 13 становится бесконечным вдоль линии 17, и уравнение (5) не имеет вещественных корней. В этом случае вычисление начального приближения плоскостных координат 20

Figure 00000085
(фиг.3) производят одним из следующих методов: сначала в уравнении (6) принимают значение q=0 [Гольдштейн А.Л. Теория принятия решений. Задачи и методы исследования операций и принятия решений. ПГТУ - Санкт-Петербург: «Учебное пособие», 2002; Моисеев Η.Н. Математические задачи системного анализа. - М: «Наука», 1981], а далее находят комплексные корни уравнения (6)After substitution of the found values of r in equation (4), the unknown (x, y) coordinates of the RIO 13 are found. For q> 0, equation (4) corresponds to two solutions. When q <0, RIO 13 is found on line 17 connecting PP c and PP 2 , and the error ellipse 18 of measuring coordinates of RIO 13 becomes infinite along line 17, and equation (5) has no real roots. In this case, the calculation of the initial approximation of the plane coordinates 20
Figure 00000085
(figure 3) produced by one of the following methods: first, in equation (6) take the value q = 0 [Goldstein A.L. Decision making theory. Tasks and methods of operations research and decision making. PSTU - St. Petersburg: "Textbook", 2002; Moiseev Η.N. Mathematical problems of system analysis. - M: "Science", 1981], and then find the complex roots of the equation (6)

Figure 00000086
Figure 00000086

где α - действительная часть комплексного корня уравнения (7), ib - мнимая часть.where α is the real part of the complex root of equation (7), ib is the imaginary part.

Из уравнения (7) выделяют действительную часть комплексных корней -

Figure 00000087
. Так как полученные корни
Figure 00000088
лежат на линии 17, соединяющей пары постов ПП ц и ПП2 МПРТК, симметрично от местоположения РИО 13, то
Figure 00000089
20 вычисляют по следующему уравнению
Figure 00000090
From equation (7), the real part of the complex roots is distinguished -
Figure 00000087
... Since the roots obtained
Figure 00000088
lie on line 17, connecting the pairs of posts PP c and PP 2 MPRTK, symmetrically from the location of RIO 13, then
Figure 00000089
20 is calculated by the following equation
Figure 00000090

Далее выполняют уточнение решения и составляют функцию правдоподобия для оценки координат разностно-дальномерным методом. Для этого находят вектор измерений разностей времен прихода сигнала:Further, the solution is refined and a likelihood function is made to estimate the coordinates by the difference-ranging method. For this, the vector of measurements of the differences in the signal arrival times is found:

Figure 00000091
Figure 00000091

где

Figure 00000092
- время прихода сигналов от РИО 13 на ПП ц , ПП2 и ПП3;
Figure 00000093
,
Figure 00000094
- разность времени прихода сигналов измеряют парой ПП2, ПП ц и парой ПП3, ПП ц ;
Figure 00000095
- разности расстояний ПП ц - РИО и ПП2 - РИО, ПП ц - РИО и ПП3 - РИО соответственно.where
Figure 00000092
- the time of arrival of signals from RIO 13 to PP c , PP 2 and PP 3 ;
Figure 00000093
,
Figure 00000094
- the difference in the time of arrival of signals is measured by a pair of PP 2 , PP c and a pair of PP 3 , PP c ;
Figure 00000095
- the difference between the distances PP c - RIO and PP 2 - RIO, PP c - RIO and PP 3 - RIO, respectively.

Ковариационную матрицу ошибок определения времени прихода сигнала от цели i-м ПП записывают в видеThe covariance matrix of errors in determining the time of arrival of the signal from the target of the i-th PP is written in the form

Figure 00000096
Figure 00000096

где Rn - разности дальностей от источника радиолокационной информации до ПП;

Figure 00000097
- СКО определения времени прихода сигнала от РИО 13 i-м ПП; τn - разность времени прихода сигналов, измеряемая парой ПП, где
Figure 00000098
.where R n - the difference between the ranges from the source of radar information to the PP;
Figure 00000097
- RMS for determining the time of arrival of the signal from the RIO 13 of the i-th PP; τ n is the difference in the time of arrival of signals, measured by a pair of PPs, where
Figure 00000098
...

Затем осуществляют реализацию способа функции правдоподобия для оценки координат РИО 13Then, the likelihood function method is implemented to estimate the coordinates of the RIO 13

Figure 00000099
Figure 00000099

где

Figure 00000100
; xi,yi - координаты ППi; х,у - координаты РИО 13; Δt - разность времени прихода сигнала от РИО 13 на ПП2 и ПП ц ; Δt - разность времени прихода сигнала от РИО 13 на ПП3 и ПП ц ; Rц2 - разность расстояний ПП ц - РИО и ПП2 - РИО; Rц3 - разность расстояний ПП ц - РИО и ПП3 - РИО;
Figure 00000101
- вектор измерений разностей времен прихода сигнала от РИО 13 на ПП; a QR - ковариационную матрицу ошибок определения времени прихода сигнала от цели i-м ПП определяют какwhere
Figure 00000100
; x i , y i - coordinates of PP i ; x, y - coordinates RIO 13; Δt 2ts - the difference in the time of arrival of the signal from the RIO 13 to the PP 2 and PP c ; Δt 3ts - the difference in the time of arrival of the signal from RIO 13 to PP 3 and PP c ; R c2 - the difference between the distances PP c - RIO and PP 2 - RIO; R c3 - the difference between the distances PP c - RIO and PP 3 - RIO;
Figure 00000101
- vector of measurements of the time differences of arrival of the signal from RIO 13 to the PP; a Q R - the covariance matrix of errors in determining the time of arrival of the signal from the target of the i-th PP is determined as

Figure 00000102
, где
Figure 00000103
;
Figure 00000104
- СКО определения времени прихода сигнала от цели i-м ПП.
Figure 00000102
, where
Figure 00000103
;
Figure 00000104
- RMS deviation of the time of arrival of the signal from the target of the i-th PP.

Далее оценку координат разностно-дальномерной задачи по критерию максимума функции правдоподобия (8) заменяют решением задачи минимизации дифференцируемого функционала видаFurther, the estimate of the coordinates of the difference-ranging problem by the criterion of the maximum likelihood function (8) is replaced by the solution of the problem of minimizing the differentiable functional of the form

Figure 00000105
Figure 00000105

При дифференцируемости φ(х,у) в точке (xk,yk) 19 (фиг.3) применяют метод Ньютона для квадратичной аппроксимации функционала, при этом задачу поиска координат (xk,yk) 19 РИО 13 записывают в видеWhen φ (x, y) is differentiable at the point (x k , y k ) 19 (Fig. 3), Newton's method is used for the quadratic approximation of the functional, while the problem of finding coordinates (x k , y k ) 19 RIO 13 is written in the form

Figure 00000106
Figure 00000106

где

Figure 00000107
- матрица первых частных производных функции, а
Figure 00000108
- матрица вторых частных производных функции φ(х,у); (xk,yk)T - начальное приближение плоскостных координат х,у; при k=1 приравнивают
Figure 00000109
20, на последующих итерациях их уточняют;
Figure 00000110
- номер итерации; Τ - математический символ транспонирования.where
Figure 00000107
is the matrix of the first partial derivatives of the function, and
Figure 00000108
- the matrix of the second partial derivatives of the function φ (x, y); (x k , y k ) T is the initial approximation of the plane coordinates x, y; for k = 1 equate
Figure 00000109
20, they are refined at subsequent iterations;
Figure 00000110
- iteration number; Τ is the mathematical symbol for transposition.

Для квадратичного функционала φ(х,у) точку

Figure 00000111
19 считают точкой минимума, следовательно, минимум такой функции из любой начальной точки достигают за один шаг метода Ньютона. В случае линейной аппроксимации матрицу F(xk,yk) принимают единичной, и поиск вырождают в градиентный. Для нелинейной унимодальной функции, отличной от квадратичной, точки последовательности при
Figure 00000112
асимптотически приближают к минимуму.For a quadratic functional φ (x, y) the point
Figure 00000111
Figure 00000111
19 is considered a minimum point, therefore, the minimum of such a function from any starting point is reached in one step of Newton's method. In the case of linear approximation, the matrix F (x k , y k ) is taken to be one, and the search degenerates into a gradient one. For a nonlinear unimodal function other than quadratic, the points of the sequence at
Figure 00000112
asymptotically approach the minimum.

Далее функционал φ(х,у) преобразуют следующим образомNext, the functional φ (x, y) is transformed as follows

Figure 00000113
Figure 00000113

где С, Ν, K - константы, вычисленные по правиламwhere С, Ν, K are constants calculated according to the rules

Figure 00000114
Figure 00000114

Figure 00000115
Figure 00000115

Figure 00000116
Figure 00000116

а затем находят частные производныеand then find the partial derivatives

Figure 00000117
Figure 00000117

Figure 00000118
Figure 00000118

Figure 00000119
Figure 00000119

Figure 00000120
Figure 00000120

Figure 00000121
Figure 00000121

где l - параметр, подбираемый с учетом необходимой точности вычисления производной.where l is a parameter selected taking into account the required accuracy of calculating the derivative.

Чем точнее вычисляют производную, тем меньше должно быть l. Недопустимо, чтобы разность значений функции φ(х,у) или l была соизмерима с абсолютной погрешностью вычисления.The more accurately the derivative is calculated, the less l should be. It is unacceptable that the difference between the values of the function φ (x, y) or l is commensurate with the absolute calculation error.

Поиск численных значений (х,у) координат РИО 13 заканчивают по правилуThe search for the numerical values (x, y) of the coordinates RIO 13 ends according to the rule

Figure 00000122
Figure 00000122

где ε - задаваемая необходимая точность расчета; а результаты численных значений (х,у) координат РИО 13, соответствующих точке минимума функционала φ(х,у), регистрируют в виде истинных значений (х,у) координат РИО 13 в секторах провала - эллипсы ошибок 18 (фиг.2) рабочей зоны приемных постов многопозиционного радиотехнического комплекса.where ε is the specified required calculation accuracy; and the results of the numerical values (x, y) of the coordinates of the RIO 13, corresponding to the minimum point of the functional φ (x, y), are recorded in the form of the true values (x, y) of the coordinates of the RIO 13 in the failure sectors - the error ellipses 18 (Fig. 2) of the working zones of receiving posts of a multi-position radio engineering complex.

В предлагаемом способе при проведении последовательных итераций находят последовательные приближения х,у. Количество итераций ограничивают максимальным значением эллипса ошибок 18 измерения координат РИО 13, являющимся наиболее оптимальным значением при достаточно грубом начальном приближении.In the proposed method, when conducting successive iterations, successive approximations x, y are found. The number of iterations is limited by the maximum value of the error ellipse 18 for measuring the coordinates of the RIO 13, which is the most optimal value for a sufficiently rough initial approximation.

Численные значения (х,у) координат РИО 13, удовлетворяющие правилу (9), запоминают и выдают потребителю радиотехнической информации, например, в диспетчерскую службу управления воздушным движением (УВД) и радиотехнической разведки (РТР). Ниже представлен алгоритм решения разностно-дальномерной задачи.The numerical values (x, y) of the RIO 13 coordinates that satisfy rule (9) are memorized and given to the consumer of radio technical information, for example, to the air traffic control (ATC) and radio technical intelligence (RTR) dispatch service. Below is an algorithm for solving the difference-ranging problem.

Впервые разработан способ определения местоположения РИО в секторах провала рабочей зоны многопозиционного радиотехнического комплекса и определения сходимости результатов измерений координат РИО в зависимости от ошибок измерения времени прихода сигнала στ от РИО на приемные посты МПРТК.For the first time, a method has been developed for determining the location of the RIO in the sectors of the failure of the working zone of a multi-position radio engineering complex and for determining the convergence of the results of measurements of the coordinates of the RIO, depending on the errors in measuring the time of arrival of the signal σ τ from the RIO at the receiving posts of the MPRTK.

Для квадратичного функционала φ(х,у) точка (xk+1,yk+1)T является точкой минимума. Следовательно, минимум такой функции из любой начальной точки достигается за один шаг метода Ньютона. В случае линейной аппроксимации матрица F(xk,yk) становится единичной, и поиск вырождается в градиентный. Для нелинейной унимодальной функции, отличной от квадратичной, точки последовательности при

Figure 00000123
асимптотически приближают к минимуму.For a quadratic functional φ (x, y), the point (x k + 1 , y k + 1 ) T is a minimum point. Consequently, the minimum of such a function from any starting point is achieved in one step of Newton's method. In the case of linear approximation, the matrix F (x k , y k ) becomes unit, and the search degenerates into a gradient one. For a nonlinear unimodal function other than quadratic, the points of the sequence at
Figure 00000123
asymptotically approach the minimum.

В способе задают следующие наиболее трудные условия для измерения координат РИО: 1) РИО расположен на одной линии, соединяющей два ПП ц и ПП3 (фиг.2) радиотехнического комплекса; 2) ошибка измерения времени прихода сигнала σ=0…60 (нс) с шагом 1 (нс); количество реализаций случайного процесса для каждого στ - 1000; 3) количество шагов по поиску координат РИО методом Ньютона - не более 5.The method set following the most difficult conditions to measure coordinates RIO 1) RIO is located on a line connecting two of PP i and PP 3 (2) radio complex; 2) measurement error of the signal arrival time σ = 0 ... 60 (ns) with a step of 1 (ns); the number of realizations of the random process for each σ τ - 1000; 3) the number of steps to find the coordinates of the RIO by Newton's method - no more than 5.

Результаты моделирования и оценки среднеквадратических ошибок определения плоскостных координат σх,у РИО от ошибок измерения времени прихода сигнала στ, представлены на фиг.4.The results of modeling and estimation of the root-mean-square errors in determining the in-plane coordinates σ x, y RIO from errors in measuring the time of arrival of the signal σ τ , are presented in Fig. 4.

Анализ зависимостей, представленных на фиг.4, показывает, что при отсутствии ошибок измерений разности прихода сигналов на ПП МПРТК ошибки определения координат РИО в месте провала рабочей зоны радиотехнического комплекса минимальны. Однако при ошибках измерения разности прихода сигналов ПП, что имеет место на практике, СКО определения плоскостных координат РИО существующим способом 21 (фиг.4) в 5…10 раз превышают СКО для предлагаемого способа 22 (фиг.4).The analysis of the dependencies shown in Fig. 4 shows that in the absence of measurement errors of the difference in the arrival of signals to the PP MPRTK, the errors in determining the coordinates of the RIO in the place of the failure of the working zone of the radio engineering complex are minimal. However, in case of errors in measuring the difference in the arrival of the SP signals, which takes place in practice, the RMS of determining the plane coordinates of the RIO by the existing method 21 (Fig. 4) is 5 ... 10 times higher than the RMS for the proposed method 22 (Fig. 4).

Величина ошибки определения местоположения объекта при нахождении ее в секторе ±5° относительно линии, соединяющей пару ПП, при использовании разработанного способа в 1,5…10 раз (в зависимости от

Figure 00000124
), меньше соответствующей величины для существующих способов определения координат РИО, что позволяет устранить ситуацию провала рабочей зоны МПРТК.The magnitude of the error in determining the location of the object when it is in the sector ± 5 ° relative to the line connecting the pair of PPs, when using the developed method, is 1.5 ... 10 times (depending on
Figure 00000124
) is less than the corresponding value for the existing methods for determining the coordinates of the RIO, which makes it possible to eliminate the situation of the failure of the working area of the MPRTK.

Claims (46)

1. Способ определения координат радиоизлучающего объекта в рабочей зоне многопозиционного пассивного радиотехнического комплекса (МПРТК), заключающийся в том, что синхронизированные между собой по времени и разнесенные на местности пары приемных постов (ПП) МПРТК через радиоприемники с частотным сканированием воздушного пространства получают данные пассивного обнаружения радиоизлучающих объектов (РИО), включая разность Δt времени приема радиоизлучения ПП, несущую частоту ƒ бортового радиоэлектронного средства РИО и момент t времени их пеленгации, полученные данные посылают на центральный приемный пост МПРТК, где принятые данные привязывают к центральной декартовой системе координат с началом в центральном приемном посту и к имеющимся на сопровождении МПРТК радиотехническим траекториям на множестве изолированных радиотехнических отметок, сформированном при сканировании воздушного пространства, далее на сформированном множестве радиотехнических отметок определяют координаты обнаруженного РИО путем решения разностно-дальномерной задачи по критерию максимума функции правдоподобия, а прием информации от РИО и ее последующую обработку ведут на приемных постах и на центральном посту по последовательно связанным между собой блокам, которые каналами t связи соединяют с устройством управления антеннами с датчиками приемных постов и устройством пространственно-временной синхронизации принятой ими информации, которую затем фильтруют, отличающийся тем, что в вычислительном блоке начальных координат РИО производят измерение разностей времен Δt, Δt, прихода сигнала и вычисление начального приближения координат
Figure 00000125
, которые по каналам связи направляют в блок вычисления функции правдоподобия для оценки координат РИО, которые формируют по правилу
1. A method for determining the coordinates of a radio-emitting object in the working area of a multi-position passive radio technical complex (MPRTK), which consists in the fact that synchronized with each other in time and spaced apart on the ground pairs of receiving posts (PP) MPRTK through radio receivers with frequency scanning of the airspace receive passive detection data radio-emitting objects (RIO), including the difference Δt of the time of reception of radio emission from the PP, the carrier frequency ƒ of the on-board radio electronic means of the RIO and the time t of their direction finding, the received data is sent to the central receiving post of the MPRTK, where the received data is tied to the central Cartesian coordinate system with the origin in the central the receiving post and to the radio technical trajectories supported by the MPRTK on the set of isolated radio technical marks formed during scanning the airspace, then on the formed set of radio technical marks the coordinates of the detected RIO by solving the differential-range-finding problem according to the criterion of the maximum likelihood function, and the reception of information from the RIO and its subsequent processing are carried out at the receiving posts and at the central post through blocks connected in series with each other, which are connected by communication channels t to the antenna control device with sensors of the receiving posts and the apparatus space-time synchronization of the received information, which was then filtered, characterized in that in the computing unit RIO produce initial coordinate measuring time differences Δt 2u, Δt 3C, the arrival of the signal and calculating an initial approximation coordinates
Figure 00000125
, which are sent through communication channels to the unit for calculating the likelihood function to estimate the coordinates of the RIO, which are formed according to the rule
Figure 00000126
Figure 00000126
где
Figure 00000127
, где xi, yi - координаты ППi, x, у - координаты РИО, Δt - разность времени прихода сигнала от РИО на 2-й и центральный ПП, Δt - разность времени прихода сигнала от РИО на 3-й и центральный ПП, Rц2 - разность расстояний ПП ц - РИО и ПП2 - РИО, Rц3 - разность расстояний ПП ц - РИО и ПП3 - РИО,
Figure 00000128
- вектор измерений разностей времен прихода сигнала от РИО на ПП, QR - ковариационная матрица ошибок определения времени прихода сигнала от цели i-м ПП - определяют как
where
Figure 00000127
, where x i , y i are the coordinates of the PP i , x, y are the coordinates of the RIO, Δt 2ts is the difference in the time of arrival of the signal from the RIO to the 2nd and central PP, Δt 3ts is the difference in the time of arrival of the signal from the RIO to the 3rd and central PP, R c2 - the difference between the distances PP c - RIO and PP 2 - RIO, R c3 - the difference between the distances PP c - RIO and PP 3 - RIO,
Figure 00000128
is the vector of measurements of the differences in the time of arrival of the signal from the RIO to the PP, Q R is the covariance matrix of errors in determining the time of arrival of the signal from the target of the i-th PP - is determined as
Figure 00000129
, где
Figure 00000130
,
Figure 00000131
- СКО определения времени прихода сигнала от РИО i-м ПП, с* - скорость света; далее данные вычислений направляют в блок решения задачи минимизации функционала
Figure 00000129
, where
Figure 00000130
,
Figure 00000131
- RMSD for determining the time of arrival of the signal from the RIO of the i-th PP, s * - the speed of light; then the computation data is sent to the block for solving the problem of minimizing the functional
Figure 00000132
Figure 00000132
а затем в блок квадратичной аппроксимации функции φ(х,у) методом Ньютона в каждой точке (хkk)T and then into the block of quadratic approximation of the function φ (x, y) by Newton's method at each point (x k , y k ) T
Figure 00000133
Figure 00000133
где
Figure 00000134
- матрица первых частных производных функции;
where
Figure 00000134
- the matrix of the first partial derivatives of the function;
Figure 00000135
- матрица вторых частных производных функции φ(х,у), (хkk)T - начальное приближение плоскостных координат х,у, при k=1 приравнивают
Figure 00000136
, на последующих итерациях их уточняют,
Figure 00000137
- номер итерации, Τ - математический символ транспонирования; откуда данные вычислений направляют в блок определения координат РИО, где для квадратичного функционала φ(х,у) точку (хkk)T принимают за точку минимума, а минимум такой функции из любой начальной точки достигают за один шаг метода Ньютона; в случае линейной аппроксимации матрицу F(xk,yk) принимают единичной, и поиск вырождают в градиентный; для нелинейной унимодальной функции, отличной от квадратичной, точки последовательности при
Figure 00000138
асимптотически приближают к минимуму; условие окончания поиска принимают градиентным методом
Figure 00000135
is the matrix of the second partial derivatives of the function φ (x, y), (x k , y k ) T is the initial approximation of the plane coordinates x, y, for k = 1 they are equated
Figure 00000136
, at subsequent iterations they are refined,
Figure 00000137
- iteration number, Τ - mathematical symbol of transposition; from where the computational data is sent to the unit for determining the coordinates of the RIO, where for the quadratic functional φ (x, y) the point (x k , y k ) T is taken as a minimum point, and the minimum of such a function from any starting point is reached in one step of Newton's method; in the case of linear approximation, the matrix F (x k , y k ) is taken to be one, and the search degenerates into a gradient one; for a nonlinear unimodal function other than quadratic, the point of the sequence at
Figure 00000138
asymptotically approach the minimum; the search termination condition is accepted by the gradient method
Figure 00000139
Figure 00000139
где ε - задаваемая необходимая точность расчета; а функционал φ(х,у) преобразуют следующим образомwhere ε is the specified required calculation accuracy; and the functional φ (x, y) is transformed as follows
Figure 00000140
Figure 00000140
где C, N, K - константы, которые вычисляют по правиламwhere C, N, K are constants calculated according to the rules
Figure 00000141
Figure 00000141
Figure 00000142
Figure 00000142
Figure 00000143
Figure 00000143
а затем частные производные определяют по формуламand then the partial derivatives are determined by the formulas
Figure 00000144
Figure 00000144
Figure 00000145
Figure 00000145
Figure 00000146
Figure 00000146
Figure 00000147
Figure 00000147
Figure 00000148
Figure 00000148
где l - параметр, подбирают с учетом необходимой точности вычисления производной при условии - чем точнее необходимо вычислить производную, тем меньше должно быть l и недопустима соизмеримость разности значений функции φ(х,у) или l с абсолютной погрешностью вычисления.where l is a parameter, selected taking into account the required accuracy of calculating the derivative, provided that the more accurately it is necessary to calculate the derivative, the less l should be and the commensurability of the difference between the values of the function φ (x, y) or l with the absolute calculation error is inadmissible. 2. Устройство для определения координат радиоизлучающего объекта в рабочей зоне многопозиционного пассивного радиотехнического комплекса, состоящее из приемных постов с информационными датчиками станции радиотехнической разведки, способных измерять в азимутальной плоскости направление движения воздушного объекта с излучающими радиоэлектронными средствами, оснащенных антеннами, составленных в треугольник на местности и синхронизированных между собой в пространстве и по времени посредством применения абонентского терминала ГЛОНАСС и устройства пространственно-временной синхронизации с фильтрами, отличающееся тем, что фильтры связаны с блоками вычисления начальных координат с измерением разности времен Δt и Δt и вычисления начального приближения координат
Figure 00000149
радиоизлучающего объекта (РИО), соединенного каналами связи с блоком вычисления функции правдоподобия
2. A device for determining the coordinates of a radio-emitting object in the working area of a multi-position passive radio-technical complex, consisting of receiving posts with information sensors of a radio-technical reconnaissance station, capable of measuring in the azimuthal plane the direction of movement of an air object with emitting radio-electronic means, equipped with antennas arranged in a triangle on the ground and synchronized with each other in space and time by applying GLONASS subscriber terminal device and the space-time synchronization with the filters, wherein the filters associated with blocks calculating initial coordinates of the measurement time difference Δt and Δt 2u 3C and calculating an initial approximation coordinates
Figure 00000149
radio-emitting object (RIO), connected by communication channels with the unit for calculating the likelihood function
Figure 00000150
Figure 00000150
по данным определения вектора измерения разности времен прихода сигналаaccording to the determination of the vector of measurement of the difference in the arrival times of the signal
Figure 00000151
Figure 00000151
xi, yi - координаты ППi, х, у - координаты РИО, Δt - разность времени прихода сигнала от РИО на 2-й и центральный ПП, Δt - разность времени прихода сигнала от РИО на 3-й и центральный ПП, Rц2 - разность расстояний ПП ц - РИО и ПП2 - РИО, Rц3 - разность расстояний ПП ц - РИО и ПП3 - РИО, с* - скорость света, и данным ковариационной матрицы ошибок определения времени прихода сигнала i-м ППx i , y i - coordinates of the RIO i , x, y - coordinates of the RIO, Δt 2ts - the difference in the time of arrival of the signal from the RIO to the 2nd and central PP, Δt 3ts - the difference in the time of arrival of the signal from the RIO to the 3rd and central PP , R c2 is the difference between the distances PP c - RIO and PP 2 - RIO, R c3 is the difference between the distances PP c - RIO and PP 3 - RIO, s * is the speed of light, and the data of the covariance matrix of errors in determining the time of arrival of the signal of the i-th PP
Figure 00000152
, где Rn - разности дальностей от источника радиоизлучающего объекта до приемного поста (ПП);
Figure 00000153
- среднеквадратическая ошибка (СКО) определения времени прихода сигнала от РИО i-м ПП; τi - разность прихода сигналов, измеряемая парой ПП, и
Figure 00000154
; последовательно соединенного через блок решения задачи минимизации дифференцируемого функционала
Figure 00000152
, where R n is the difference between the distances from the source of the radio-emitting object to the receiving post (PP);
Figure 00000153
- root-mean-square error (RMS) of determining the time of arrival of the signal from the RIO of the i-th PP; τ i is the difference in the arrival of signals measured by a pair of PPs, and
Figure 00000154
; connected in series through a block for solving the problem of minimizing a differentiable functional
Figure 00000155
Figure 00000155
с блоком квадратичной аппроксимации функции φ(х,у) в точке (хkk) по методу Ньютона в видеwith a block of quadratic approximation of the function φ (x, y) at the point (x k , y k ) by Newton's method in the form
Figure 00000156
Figure 00000156
где
Figure 00000157
- матрица первых частных производных функции, а
Figure 00000158
- матрица вторых частных производных функции φ(х,у); (хkk)T - начальное приближение плоскостных координат х, у, (при k=1 приравнивается
Figure 00000159
, а на последующих итерациях (хkk)T уточняется);
Figure 00000160
- номер итерации; Τ - математический символ транспонирования, и окончательно с блоком определения координат РИО по условию
where
Figure 00000157
is the matrix of the first partial derivatives of the function, and
Figure 00000158
- the matrix of the second partial derivatives of the function φ (x, y); (x k , y k ) T is the initial approximation of the plane coordinates x, y, (for k = 1 it is equated
Figure 00000159
, and at subsequent iterations (x k , y k ) T is refined);
Figure 00000160
- iteration number; Τ - a mathematical symbol of transposition, and finally with a block for determining the coordinates of the RIO by the condition
Figure 00000161
Figure 00000161
где ε - задаваемая необходимая точность расчета, после преобразования функционала φ(х,у) в следующем видеwhere ε is the specified required accuracy of the calculation, after the transformation of the functional φ (x, y) in the following form
Figure 00000162
где
Figure 00000162
where
Figure 00000163
Figure 00000163
Figure 00000164
Figure 00000164
Figure 00000165
Figure 00000165
а частные производныеand the partial derivatives
Figure 00000166
Figure 00000166
Figure 00000167
Figure 00000167
Figure 00000168
Figure 00000168
Figure 00000169
Figure 00000169
Figure 00000170
Figure 00000170
где l - параметр необходимой точности вычисления производной.where l is the parameter of the required accuracy for calculating the derivative.
RU2020130134A 2020-09-14 2020-09-14 Method for determining the coordinates of a radio emitting object in the working area of a multipositional passive radio engineering complex and apparatus for implementation thereof RU2757197C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020130134A RU2757197C1 (en) 2020-09-14 2020-09-14 Method for determining the coordinates of a radio emitting object in the working area of a multipositional passive radio engineering complex and apparatus for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020130134A RU2757197C1 (en) 2020-09-14 2020-09-14 Method for determining the coordinates of a radio emitting object in the working area of a multipositional passive radio engineering complex and apparatus for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2757197C1 true RU2757197C1 (en) 2021-10-12

Family

ID=78286334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020130134A RU2757197C1 (en) 2020-09-14 2020-09-14 Method for determining the coordinates of a radio emitting object in the working area of a multipositional passive radio engineering complex and apparatus for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2757197C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114036765A (en) * 2021-11-17 2022-02-11 中国电子科技集团公司第二十八研究所 Method for quickly determining time difference positioning area and optimally distributing stations
CN117249829A (en) * 2023-08-23 2023-12-19 湖南六九零六信息科技股份有限公司 Flight path planning method of unmanned aerial vehicle platform under direction-finding cross positioning system

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5719584A (en) * 1996-09-03 1998-02-17 Harris Corporation System and method for determining the geolocation of a transmitter
WO2002091018A1 (en) * 2001-05-04 2002-11-14 Lockheed Martin Corporation System and method for narrowband pre-detection signal processing for passive coherent location applications
RU2296341C1 (en) * 2005-11-24 2007-03-27 Алексей Васильевич Терентьев Mode of definition of the coordinates of a radiation source
RU2503969C1 (en) * 2012-05-03 2014-01-10 Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Спец-Радио" (ЗАО НПП "Спец-Радио") Triangulation-hyperbolic method to determine coordinates of radio air objects in space
WO2014149092A2 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Raytheon Company Frequency difference of arrival (fdoa) for geolocation
RU2593149C1 (en) * 2015-07-29 2016-07-27 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" Adaptive method for passive radar location
RU2599259C1 (en) * 2015-11-05 2016-10-10 Алексей Викторович Бондаренко Bondarenko method of radio information obtaining and radio system for its implementation
RU2703987C1 (en) * 2018-12-26 2019-10-23 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Method of identifying position measurements and determining location of aerial objects in a multi-position radio navigation system using multibeam radio transmitters
RU2715422C1 (en) * 2019-05-20 2020-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" Method of determining coordinates of a radio emission source in three-dimensional space by a dynamic radio monitoring system
RU2717231C1 (en) * 2019-10-08 2020-03-19 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Difference-ranging method of determining coordinates of a radio-frequency source

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5719584A (en) * 1996-09-03 1998-02-17 Harris Corporation System and method for determining the geolocation of a transmitter
WO2002091018A1 (en) * 2001-05-04 2002-11-14 Lockheed Martin Corporation System and method for narrowband pre-detection signal processing for passive coherent location applications
RU2296341C1 (en) * 2005-11-24 2007-03-27 Алексей Васильевич Терентьев Mode of definition of the coordinates of a radiation source
RU2503969C1 (en) * 2012-05-03 2014-01-10 Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Спец-Радио" (ЗАО НПП "Спец-Радио") Triangulation-hyperbolic method to determine coordinates of radio air objects in space
WO2014149092A2 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Raytheon Company Frequency difference of arrival (fdoa) for geolocation
RU2593149C1 (en) * 2015-07-29 2016-07-27 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" Adaptive method for passive radar location
RU2599259C1 (en) * 2015-11-05 2016-10-10 Алексей Викторович Бондаренко Bondarenko method of radio information obtaining and radio system for its implementation
RU2703987C1 (en) * 2018-12-26 2019-10-23 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Method of identifying position measurements and determining location of aerial objects in a multi-position radio navigation system using multibeam radio transmitters
RU2715422C1 (en) * 2019-05-20 2020-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" Method of determining coordinates of a radio emission source in three-dimensional space by a dynamic radio monitoring system
RU2717231C1 (en) * 2019-10-08 2020-03-19 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Difference-ranging method of determining coordinates of a radio-frequency source

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114036765A (en) * 2021-11-17 2022-02-11 中国电子科技集团公司第二十八研究所 Method for quickly determining time difference positioning area and optimally distributing stations
CN114036765B (en) * 2021-11-17 2024-11-22 中国电子科技集团公司第二十八研究所 A method for quickly determining the time difference positioning area and optimal station layout
CN117249829A (en) * 2023-08-23 2023-12-19 湖南六九零六信息科技股份有限公司 Flight path planning method of unmanned aerial vehicle platform under direction-finding cross positioning system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106291488B (en) A kind of Radar Calibration error calibration method
US7132982B2 (en) Method and apparatus for accurate aircraft and vehicle tracking
JP4644197B2 (en) Target location method and apparatus using TDOA distributed antenna
Ostroumov et al. Accuracy improvement of VOR/VOR navigation with angle extrapolation by linear regression
CA2459944C (en) Process and system for emitter location
Ostroumov et al. Compatibility analysis of multi signal processing in APNT with current navigation infrastructure
RU2757197C1 (en) Method for determining the coordinates of a radio emitting object in the working area of a multipositional passive radio engineering complex and apparatus for implementation thereof
RU2624461C1 (en) Method of determining coordinates of object
CN107526089B (en) A passive positioning method for non-common-view radar signals based on time-delay quadratic difference
CN104297739B (en) Method for guiding photoelectric tracking equipment in navigation monitoring
Shepeta et al. Accuracy characteristics of object location in a two-position system of small onboard radars
EP3193187A1 (en) Method for calibrating a local positioning system based on time-difference-of-arrival measurements
CN104849702A (en) Error joint estimation method for GM-EPHD filtering radar system based on ADS-B data
CN109141427A (en) EKF localization method under nlos environment based on distance and angle probabilistic model
RU2660498C1 (en) Method of tracking of airborne maneuvering radiation sources according to angle information from airborne single-position electronic reconnaissance system
RU2599259C1 (en) Bondarenko method of radio information obtaining and radio system for its implementation
CN110068793A (en) A kind of positioning and tracing method
CN110907903A (en) Self-adaptive tracking processing method based on multiple sensors
RU2562616C1 (en) Method of acquiring radio information and radio system therefor
CN101014877A (en) Target localization using tdoa distributed antenna
Khudov et al. The MIMO surveillance radars system with high accuracy finding 2D coordinates
CN113933876B (en) Multi-star communication time difference positioning data fusion processing method
Abbud et al. Correction of systematic errors in Wide Area Multilateration
RU2715422C1 (en) Method of determining coordinates of a radio emission source in three-dimensional space by a dynamic radio monitoring system
Vasyliev et al. Using data of multilateration surveillance system for aircraft tracking