Способ определения расстояния между запросчиком и ответчиком

(19) 111) Я 13/08 с 1) 5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ОМ ИДЕТЕЛЬСТВ АВТ и свя, с,зобретение отнй технике и можоздании радио ля траекторий осится к радиоэлектет быть использовано технических систем летательных аппараопределения псевдоанный, например, в что дитах,при сконтротов.Известен спосо дальности, реализ евль- она ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР1 ГОСПАТЕНТ СССР), (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ЗАПРОСЧИКОМ И ОТВЕТЧИ;КОМ(57) Использование: радиотехника, в радиотехницеских системах контроля траекторийлетательных аппаратов для определениярасстояния между запросчиком и ответчиком, Сущность изобретения заключается вформировании на запросчике сигналов несущей частоты запроса и сигналов дальности, модуляции сигнала, несущей частоты. запроса сигналами дальности с последующим его излучением, приеме на ответчикеизлученного запросциком сигнала с последующей его демодуляцией и выделении сигналов дальности, формировании на ответчике сигнала несущей частоты ответа споследующей его модуляцией сигналамидальности и излучением, приеме на запросцике излученного ответчиком сигнала с последующей его демодуляцией и выделениемответных сигналов дальности, При этом назапросчике формируют сигналы дальности,когерентные эталонной частоте запросчика,в ответчике формируют сигналы псевдодальности, когерентные собственной эталонной частоте, сигналы псевдодальностиуплотняют ссигналами дальности, модулируют сигнал несущей частоты ответа уплотненными сигналами, на запросчикевыделяют сигналы псевдодальности, измеряют задержку выделенных сигналов псев-додальности, результаты измерений. узапоминают, измеряют сдвиг во временифазы сигнала эталонной частоты ответчикаотносительно фазы сигнала эталонной частоты запросчика путем вычитания из вели-чины задержки сигнала псевдодальностиполовины величины задержки сигнала даль- аности, измеренных при минимуме ионосферной погрешности, и вычисляют поООрасчетной формуле расстояние между запросчиком и ответчиком,Д глобальной навигационной системе 6 1 чАЧЯТАВ (США),заключающийся в том, с летательного аппарата излучают два ра осигнала на разнесенных несущих часто которые модулированы одной и той же пс дослучайной последовательностью имп сов, сформированной от бортового атал1786457выделяют сигналы дальности, Одновременно на ответчике формируют из собственнойэталонной частоты ответчика несущую частоту ответа и сигналы псевдодальности аналогично сигналам дальности в запросчике, Выделенные сигналы дальности уплотняют со сформированными сигналами псевдо- дальности, уплотненными сигналами мОдулируют сигнал несущей частоты ответа, модулированный сигналами дальности и псевдодальности сигнал ответа усиливают и излучают обратно.Уплотнение сигналов дальности и псевдодальности осуществляют так, чтобы в последующем при приеме ответного сигнала в запросчике их можно было разделить. Для этого известны различные методы уплотнения, например квадратурное уплотнение, частотное уплотнение, временное уплотнение.Принимаемцй в запросчике ответный сигнал демодулируют, раздельно выделИют сигналы дальности и сигналы псевдодальности и измеряют их задержку по отношению к формируемым в запросчике сигналам дальности, Результаты измерений запомийают и подвергают в дальнейшем математической обработке на ЭВМ, При этом определяют сдвиг по времени фазь 1 сигнала эталонной частоты ответчика относительно фазы сигнала эталонной частоты запросЧика путем вычитания из задержки сигнала псевдодальности половины задержки сигнала дальности. Для уменьшения погрешности, обусловленной неодновременностЬЮ излучения с ответчика сигналов дальностй и сигналов псевдодальности, осуществляют приведение результатов измерения .задержки сигналов псевдодальности к момейтЬм выделенйя в ответчике сигналов дальности путем интерполяции результатов измерений задержки сигналов псевдодальности на указанныемоменты времени,После этого дальность вычисляют йо следующей формуле: где С-скорость расйространения радиосигналов в вакууме;гп - отношение несущей частоты ответа к несущей частоте запроса;тд - задержка ответного сигнафа дальности относительно запросного, измЬ- рейная на запросчике;т дд - задержка сигнала псевдодальности относительно запросного сигнаа дальности, измеренная на запросчике; частоты, излученные сигналы принимают наизмерительном пункте, демодулируют и выделяют сигналы псевдодальности по каждой из несущих частот, формируют отсобственного эталона частоты измерительного пункта вторую псевдослучайную посл едовател ь ность импул ьсов, аналогичнопервой, сформированной на борту, и измеряют задержку выделенных сигналов псевдодальности относительйо второй 10псевдослучайной последовательности импульсов, по результатам измерений определяют псевдодальность.Наиболее близким к изобретению потехнической. сущности и достигаемому эффекту является запросный способ определения расстояния, который заключается втом, что в запросчике формируют сигналнесущей частоты запроса и сигналы дальности, формируют радиосигнал запроса путем 20модуляции сигнала несущей частоты запроса сигналом дальности, излучают сформированный радиосигнал запроса, принимаютего на ответчике, демодулйруют, выделяютсигналы дальйости, одновременно с этим йа 25ответчике формируют сигнал несущей час-тоты ответа, модулируют его выделеййымисигналами дальности и полученный такимобразом ответный радиосигнал излучают. обратно, принимают на запросчике, демодулируют, выделяют ответные сигналыдальности, измеряют их задержку иопредЕ-:ляют дальность,Недостатком известного техническогорешения является возникновение дополнительной погрешности измерения при распространении радиосигнала в ионосфере засчет дополнительной его задержки, обусловленной отличием скорости распространения радиосигнала в ионосфере от 40скорости в вакууме.Целью изобретения является повышение точности определения расстояния между запросчиком и ответчиком.Поставленная цель достигается усовершенствованием способа определения рас-стояния между запросчйком и ответчиком.Предложенный способ определения Драсстояния заключается в том, что в запрос- .чике несущую частоту запроса формируют 50из эталонной. частоты запроСчика, например; умножением последней в целое числораз,. Кроме того, из сигналов эталонной час-тоты зайросчика формируют сигналы дальности,например псевдослучайную 55последовательность сигналов. Сигналамидальности модулируют сигнйл несущей частоты запроса, усйливают модулированныйсигнал запроса и излучают, На ответчикесигнал запроса принймают, демадулируют, 178645710 20 25 30 35 40 45 50 55 Л Ъ - сдвиг по времени фазы сигнала эталонной частоты ответчика относительно фазы сигнала эталонной частоты запросчика, определяемый вычитанием из задержки сигнала псевдодальности половины задержки сигнала дальностй, измеренных при минимальном значении ионосферной погрешности.Отличительные признаки изобретения; на запросчике сигналы дальности формируют когерентно эталонной частоте запросчика, в ответчике формируют сигнал псевдодальности когерентно собственной эталонной частоте ответчика, перед модулированием несущей частоты ответа сигналы псевдодальности уплотняют с сигналами дальности; модуляцию,сйгнала несущей частоты ответа осуществляют уплотненными сигналами, при приеме и демодулировании ответного радиосигнала одновременно с сигналами дальности выделяют сигналы псевдодальности, измеряют задержку выделенных сигналов псевдодальности, результаты измерений запоминают, определяют сдвиг по времени фазы сигнала эталонной частоты ответчика относительно фазы сигнала эталонной частоты запросчика путем вычитания из задержки сигнала псевдодальности половины задержки сигнала дальности, измеренных при минимуме ионосферной погрешности, затем определяют дальность по приведенной выше оригинальной формуле,На чертеже представлена функциональная блок-схема устройства, реализующего данный способ.Устройство содержит ответчик 1 и запросчик 2. В состав ответчика 1 входят генератор 3 эталонной частоты, формирователь 4 сигналов псевдодальности, формирователь 5 несущей частоты ответа, приемная антенна 6, приемник 7 с демодулятором 8, устройство 9 выделения сигналов дальности, устройство 10 уплотнения сигналов, модулятор 11, усилитель 12 мощности, передающая антенна 13.В состав запросчика 2 входят передаю.- щая антенна 14 усилитель 15 мощности, приемная антенна 16, приемник 17 с демодулятором 18, модулятор 19, устройство 20 выделения сигналов дальности, устройство 21 выделения сигналов псевдодальности, формирователь 22 несущей частоты запроса, формирователь 23 сигналов дальности, устройство 24 измерения задержкй сигна- лов дальности, устройство 25 измерения задержки сигналов псевдодальности; генератор 26 эталонной частоты, вычислительное устройство 27, формирователь 28 импульсов счета, запоминающее устройство 29,При этом в ответчике 1 приемная антенна 6, приемник 7, устройство 9 выделения сигналов дальности устройство 10 уплотнения сигналов, модулятор 11, усилитель 12 мощности и передающая антенна 13 соединены последовательно, выход эталонного генератора 3 параллельно подсоединен к второму входу приемника 7, через формирователь 4 сигналов псевдодальности - к второму входу устройства 10 уплотнениясигналов и через формирователь 5 несущейчастоты ответа - к управляющему входу модулятора 11,15 В запросчике 2 эталонный генератор 26,формирователь 22 несущей частоты запро.са, модулятор 19, усилитель 15 мощности и передающая антенна 14 соединены последовательно; приемная антейна 16, приемник 17, устройство 21 выделения сигналов псевдодальности, устройство 25 измерения задержки сигналов псевдодальности, запоминающее устройство 29 и вычислительное устройство 27 соединены последовательно; выход приемника 17 через последовательно соединенные устройство 20 выделения сигналов дальности, устройство 24 измерения задержки сигналов дальности соединены также с вторым входом запоминающего устройства 29; выход генератора 26 эталонной частоты параллельно соединен с вхбдом формирователя 23 сигналов дальности, входом формирователя 28 импульсов счета и вторым входом приемника 17; выход формирователя 23 сигналов дальности параллельно соединен с управляющим входом модулятора 19, вторым входом устройства 24 измерения задержки сигналов дальности, вторым входом устройства 25 измерения задержки сигналов псевдодальности; выход формирователя 28 импульсов счета параллельно соединен с третьим входом устройства 24 измерения задержки сигналов дальности и:третьим входом устройства 25 измерения задержки сигналов псевдодальности.Применение изобретения позволит уменьшить ионосферную погрешность определения расстояния в 214 разсоответственно при минимальном и максимальном уровнях 11-летнего цикла солнечной активности.Дополнительным положительным эффектом от использования изобретения является высокоточное (с погрешностьюменее 12 нс) определение взаимного сдвига фаз генераторов эталонных частот запросчика и ответчика.где С - скорость распространения радиосигнала в вакууме;а - отношение несущей частоты ответа к несущей частоте запроса.1 1 1 1 1-Е Составитель В, СоколовРедактор . Техред М,Моргентал Корректор Л,Филь 1Заказ 246 ТираВНИИПИ Государственного комитета по изобрете НТ СССР113035, Москва, Ж, Раушск Подписноеиям и открытиям при ГКая наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 Формула изобретения Способ определения расстояния между запросчиком и ответчиком, заключающийся в формировании на запросчике сигналов несущей частоты запроса и сигналов дальности, модуляции сигнала несущей частоты запроса сигналами дальности с последующим его излучением; приеме на ответчике излученного запросчиком сигнала с последующей его демодуляцией и выделении сигналов дальности, формировании на ответчике сигнала несущей частоты ответа с последующей его модуляцией сигналами дальности и излучением, приеме на запрос- чике излученного ответчиком сигнала с по- следующей его демодуляцией и выделением ответных сигналов дальности, измерении задержки тд ответных сигналов дальности отноСитель-о сигналов дальности заросчика с последующим вычислением расстояния между запросчиком и ответчиком, о тл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения расстояния между запросчиком и ответчиком, формируют на запросчике сигналы дальности, когерентные эталонной частоте запросчика, в ответчике формируют сигналы псевдодальности, когерентные собственной эталонной частсте, сигналы псевдодальности уплотняют с сигналами дальности, модулируют сигнал несущей частоты ответа уплотненными 5 сигналами, на запросчике выделяют сигналы псевдодальности, измеряют задержку х,д выделенных сигналов псевдодальности, результаты измерений запоминают, измеряют сдвиг по времени Л Ь фазы 10 сигнала эталонной частоты ответчика относйтельно фазы сигнала эталонной частОты запросчика путем вычитания из величины задержки сигнала псевдодальности половины величины задержки сигнала дальности, 15 измеренных при минимуме ионосферойпогрешности, а расстояние О между запрос- чиком и ответчиком вычисляют по формуле