Способ разрешения многозначности результатов измерений при определении местоположения подвижного объекта фазовыми или частотными радиотехническими системами (ртс)

Союз СоветсиниСоциапистичвсиикРеспублнн ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1 885946) Дополнительное к. санд-ву(51) М. 2)Заявле 1 о 80 (21) 2990819/1860155 м заявки с присоеднн 3 Ъеу еаниыЯ кемитет СР(23) Приорит ео дел етеи Опубликовано 30 181, Бюллетеньия описания 30.1 1.81) Авторы изобретен нженеров геодеэиЬ, ии 71) Заявител осковский ордена Ленин аэрофотосъемки) СПОСОБ РАЗРЕШЕНИЯ МНОГОЗНАЧНОСТИРЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИМЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ОБЬЕКТАФАЗОВЫМИ ИЛИ ЧАСТОТНЫМИ РАДИОТЕХНИЧЕСКИМСИСТЕМАМИ (РТС) Изобретение относится к радиоло"кационной технике и предназначенодля разрешения многозначности результатов измерений радиотехническимисистемами (РТС), работающими в час".;:тотном режиме измерений, а такжев режимах фазового зонда и радиолага,Известен способ разрешения многозначности результатов измерений приопределении местоположения подвиж"ного объекта фазовыми или частотнымирадиотехническими системами (РТС),основанный на измерении фазовых иличастотных характеристик, созданногоими электромагнитного поля, и сопротивлении их с результатами геоде"зических измерений 111.Однако известный способ не даетвозможности разрешить многозначностьпри прохождении базисов радиотехни"ческой системы и их продолжений надсушей и акваториями с малыми глубинами, опасными для маневрированияподвижного объекта,Цель изобретения - ускорениеразрешения многозначности результатов измерений в любой точке зоныдействия РТС,Для достижения поставленной целив способе разрешения многозначности результатов измеренйй при определении местоположения подвижногоРбъекта фазовыми или частотными радиотехническими системами (РТС)основанном на измерении фазовых иличастотных характеристик, созданногоими электромагнитного поля, и сопоставлении их с результатами геодезических измерений, измеряют в начальной точке разность фаз или начальную частоту по каждому каналу РТС,затем измеряют приращения разностиФаз или приращения количества циклов допплеровской частоты по каждому каналу РТС в течение выбранного интервала времени следованияподвижного объекта по локсодромии,нормальной к изолиниям одного из ка85946 5 10 Э 20 23 ЗО 35 ЛО ЛЗ 50 3 8налов и проходящей через начальнуюточку, синхронно измеряют приращениягеодезических координат и путем ихсопоставления судят о значности фазовых или частотных измерений .На фиг.1 приведена структурнаяэлектрическая схема устройства,на фиг. 2 - графическое представление способа, на фиг. 3 - схема расположения базисных станций, пунктовпривязки и точек наблюдений наФиг. 4 - график результатов сходимости итерационного процесса в зависимости от радиуса зоны приближенныхначальных координат.Устройство содержит приемоиндика-катор 1, выход которого подключен кпервому входу электронной вычислительной машины (ЭВМ) 2, второй входкоторой соединен с выходом гирокомпаса 3, вход которого соединен спервым выходом датчика 4 времени,третий и четвертый выходы которогоподключены соответственно к входуприемоиндикатора 1, лага 5 и третьему входу ЭВМ 2, четвертый вход которой соединен с выходом лага 5,Сущность предлагаемого способасостоит в следующем.Подвижный объект направляют полинии АРР(фиг. 2). В точке Р в момент прохождения подвижным объектомначальной точки оператор включаетдатчик 4 времени. Датчик 4 времениФормирует оперативные метки, которыев соответствии с заданным временнымшагом ЬЬ поступают в, приемоиндика-тор 1, гирокомпас 3, лаг 5 и ЭВИ 2.Момент поступления временной меткив указанные блоки является командойна ввод информации в ЭВИ 2 от приемоиндикатора 1, гирокомпаса 3 и лага 5.При этом от приемоиндикатора 1 в ЭВИ 2одновременно поступают значения приращений текущих гиперболических координат РТС, величины которых формируются путем интегрирования приращениягеометрического параметра (приращения разности расстояний или приращения дальности) от начального момен.та времени й, От гирокомпаса 3 сшагомер поступает информация о курсеподвижного объекта. От лага 5 поступает информация,о продольной и поперечной составляющих скорости подвижного объекта. В течение времени ЭВИ 2принимает значения величин: ч р СОи 5ч,. -- соиМ; д. Юс = СоивЪ . В моментЫвремени й = 1+Ай поступления оперативной метки от датчика 4 времени2.1 в ЭВИ вводятся новые значения параметров от приемоиндикатора 1, гирокомпаса 3 и лага 5, Таким образом, с момента посылки оператором начальной оперативной меткив период д Т следования подвижного объекта по ли 2нии АРР в ЭВИ 2 дискретно поступает информация о курсе подвижного объекта, его скорости и текущих приращениях координат по двум каналам радиотехнической системы, По соответствующей программе результатов измерений вычисляются искомые координаты точки Р (хрЦ 2 Р 1 РИЛМ) ), значение которых выводится на печать. Таким образом разрешается многозначность результатов измерений радиотехнической системой.Длительность периода следования;ЬТ подвижного объекта по основному и контрольному маршрутам выбирается оператором достаточно произвольно. Можно считать, что при скорости подвижного объекта (в частности судна) в пределах от 2 до 10 узлов оптимальным является период ЬТ = 0,5-4 мин. Такой выбор периода АТ связан с тем, что в течение такого интервала времени изменения измеряемых приращений гиперболических координат ьЭл.2)уьЗл,э 11 МИ.Ы 1 йцэ 1 можно считать линейными. Именно в таком предложении решаемую задачу можно рассматривать как математически корректную.После завершения маневра на маршруте РР, подвижный объект совершает маневр по линии Р В и далее на контрольном маршруте РР", начальной точкой которого является также точка Р. Взаимодействие аппаратурного комплекса и оператора на контрольном маршруте ВРР аналогично описанному для маршрута АРР , Результатом проложения подвижным объектом контрольного маршрута является вторичное получение координат точки Р (хр, уР, тц. Ял 1, Н 1 ., Сравнение координат точки Р, полученных по двум проложенным маршрутам, позволяет судить о качестве определения ее координат и правильности разрешения многозначности результатов измерений радиотехнической системой. Для случая движения судна по маршруту РР и работы приемоиндикатора в режиме, позволяющем проводить частотные измерения в фазовом5 8859поле радиотехнической системы, будем иметь систему уравнений:(г - г ) = (гг - г )+ -"ЬГ 4 гэ Л ,где г, гг г г, гд гэ - расстояния от базисных станций 1, 2 и3 соответственно до точек Р и Р,Ь 14э М 2 э- приращения количествациклов допплеровской частоты на интервале времени ьТ 1 аЛ - длина волны приведенной час"тоты,к " коэффициент преобразованиячастоты.При обработке результатов иэмерений в плоской прямоугольной системекоординат систему (1) можно представить в виде:ЪЕ,1(хх У 4уЭхр, УР) = О,а(ха Уг. хЭ уэхр УР) = О, 2 агде х 1х хэ у 1у уЭ- координа"ты базисных станцийхр УР хр у - координаты под-.вижного объекта в точках Р . и Р((фиг. 2),25В системе Г 2)х -ахи. = Хр+ ч; д Т" со 5 (сС.рр )р ур+ду,= ур+ чдТсоэ (сарр ),где АТ = т(Ы)Й)сарр - курс линии РР;Зач - скорость подвижного объекР( )х р Ур 35 4 а Гг(хг, у;хэ УЭ хР УР"дУФт), = Рг.( Л 1 У 4 Э у хУРхрр .ду, ) -(арг 1 ах)дхр+зЬгРчр)дар 15 аСЗ)рр (г.Э)р (5 а где дуИЯ идф 1 рр- измеренные значе"ния приращении разностей расстоянийв фазовых циклах на линии РР . Зна"чения дщрр и дфоп )рропределяют иэследующих выражений: Я- "Р - ХР 1 + АХр где та,Разложим в ряд Тейлора функции Г 1и Г в точке Р (хр , у" ), ограни"чиваясь членами первого порядка ма"лости;Р 4(хз .узхр урх,у )Р (хОР, УО; х, у, х уд)+ (4)(х рУ р, х,У ,Хз,У ьХрр дУррвектор ЮЧсвободдй,ь ных членов . причем 144, = Ы 4.э(ицлер) д%.г(вьчисл 1 1 4 г ъ=Иг э(иэллер) 14 д э (вьцфсл)велич ины 144 (, л)и 4 ( дходят фор муле (1) с использованием приближенных значений координат точки Из изложенного следует, что, из"мерив приращение циклов допплеров"ской частотыИи д Нг Э по каждомуканалу РТС на интервале дТ, можноопределить исходные координаты начальной точки движения подвижногообъекта т,е. разрешить многозначность по каждому из каналов системы,Предлагаемый способ можно испольэовать также при работе приемоиндикатора в фазовом режиме для раэре"шения многозначности результатовфазовых измерений (фиг. 2). В этомслучае в точке Р будем иметь:в точке Р1где Х(,1 Р ТР ь)ри Х(15)Р О 2 Р)Р - значения гиперболических координат вточках Р и Рпо первому и второмуканалам системы,Аг - линейные эквивалентыфазовых циклов.Образуем разности гиперболическихкоординат1,ъ)рр ил)р слМр "Значения свободных членов получают из выражений: Лд - (лир(вычиск)и,з)рр Ььмер)"Ъ (2 р ЯЬйисз) -Ьд(2 МРР(и )М(1.Ъ)РР(рыцисл) %2 ЮрР (Вычисл)определяют по формуле (ч) с использованием приближенных значений координат хР , у,о оДальнейшее решение задачи по определению координат в фазовом методе строится по схеме, приведеннойдля частотного метода измерений.Й так, предлагаемый итерационныйметод позволяет устранить многознач, ость результатов как при частотном,так и при фазовом методе измерений,Таким образом, использование предлагаемого способа разрешения многоз ачности результатов измерений приопределении местоположенияподвижногообъекта фазовыми или частотными радиотехническими системами позволитсущественно ускорить разрешение мноноэнацности результатов измерений в,.юбой точке зоны действия РТС, на60-803 сократить затрачиваемое нанее время и средства, и исключить необходимость создания стационарнойопорной геодезической сети на поверхно=ти мооя при удалении от берега1 о 150-300 км. В случаях же, когда.аличие такой сети является необходимым, предлагаемый способ позволитопределить координаты ее пунктов приотсутствии береговых геодезическихпунктов или видимости на них с пунктов морской сети, Все это приведетк значительному сокращению непроизводительных затрат времени и средствпри выполнении любых морских работ с использованием для них геодеэичесой привязки фазовых или частотных радиотехнических систем, при работе на подвижном объекте в фазовом и частотном режимах измерений,Формула изобретения1 О Способ разрешения многозначностирезультатов измерений при определении местоположения подвижного объекта фазавыми или частотными радиотехническими системами (РТС), основанный на измерении фазовых или частотных характеристик, созданного имиэлектромагнитного поля, и сопостав, лении их с результатами геодезических измерений, о т л и ч а ю щ и й 20 с я тем, что, с целью ускоренияразрешения многозначности результатов измерений в любой точке эоныдействия РТС, измеряют в начальнойточке разность фаэ или начальнуюр 5 частоту по каждому каналу РТС, затем измеряют приращения разности фазили приращения количества циклов допплеровской частоты по каждому каналу РТС в тецение выбранного интервазо ла времени следования подвижногооб.ьекта по локсодромии, нормальнойк изолиниям одного из каналов и проходящей через начальную точку, синхронно измеряют приращения геодезических координат и путем их сопоставления судят о эначности Фазовых иличастотных измерений,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРпо заявке Иф 2733527/10кл. О 01 С 3/02, 31,101979885946 Редактор И.Тыв еее ю акаэ Филиал ППП "Патент",.г.Ужгород, ул,Проектная 7/67 ВНИИ и 1 130Составитель Е.ПроэоровскаяТехред Т Иаточка Корректор Г Решетник Тираж 735 Государственного ком елам иэобретений и о Москва, Ж, Раушс Подпистета СССРкрытийая наб д. 4