×
26.08.2017
217.015.d8f1

Результат интеллектуальной деятельности: Способ навигации движущихся объектов

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области навигации движущихся объектов и может быть использовано при построении различных систем локации, предназначенных для определения местоположения движущихся объектов (ДО), управления их движением и обеспечения навигации ДО. Достигаемый технический результат - повышение точности навигации. Указанный результат достигается за счет того, что используют эталонную карту местности как априорную информацию о навигационном поле, выбирают участок местности (мерный участок), находящийся в пределах эталонной карты, составляют текущую карту путем вычисления плановых координат мерного участка на основе измерений дальностей с помощью многолучевого режима измерения при помощи радиоволн, находящихся в одной плоскости, и излучаемых в виде лучей, из которых первым излучают центральный, а потом - левый и правый боковые относительно центрального, при этом центральный луч перпендикулярен направлению движения движущихся объектов, плоскость лучей повернута вокруг центрального луча на угол равный 45 градусов относительно направления движения движущихся объектов, определяют разности результатов многолучевых измерений наклонных дальностей, определяют углы эволюции движущихся объектов по азимуту, крену и тангажу в динамике на основе анализа значений спектра доплеровских частот, возникающих при измерениях дальностей по каждому лучу, причем для анализа значений доплеровских частот используют массив значений средних доплеровских частот для каждого строба дальности по каждому лучу, полученный по измерениям спектров доплеровских частот для каждого луча, значение и знак углов азимута, крена и тангажа при каждом цикле измерений дальностей определяют изменением положения измеренного массива средних доплеровских частот относительно массива средних доплеровских частот, соответствующего нулевым значениям углов азимута, крена и тангажа, сравнивают значения плановых координат текущей и эталонной карт, вычисляют слагаемые показателя близости для всех возможных положений движущегося объекта, проводят поиск экстремума показателя близости, вычисляют высоты движущихся объектов в координатах мерного участка в точке определения местоположения движущихся объектов в плановых координатах мерного участка, вычисляют сигнал коррекции траектории движения, управляют движением движущихся объектов путем коррекции их местоположения по трем координатам эталонной карты (плановые координаты и высота) в координатах мерного участка за время движения движущихся объектов над мерным участком. 10 ил.

Изобретение относится к области навигации движущихся объектов и может быть использовано при построении различных систем локации, предназначенных для определения местоположения движущихся объектов, управления их движением и обеспечения навигации движущихся объектов.

Известен способ навигации движущихся объектов (ДО) [1]. Способ навигации [1] осуществляется следующим образом.

Используют информацию эталонной карты местности, установленной на ДО до начала движения, о навигационном поле земли.

Выбирают необходимый участок местности эталонной карты, который представляет собой мерный участок и определяется величиной допустимых отклонений местоположения ДО от заданного (квадрат неопределенности).

Составляют текущую карту путем измерения параметров мерного участка с помощью трех лучей радиоволн, расположенных в одной плоскости, которая находится перпендикулярно направлению движения ДО.

Лучи радиоволн циклически излучают следующим образом. Первым излучают луч, направление распространения которого расположено в плоскости, ортогональной плоскости горизонта мерного участка, или в плоскости, которая находится под углом к плоскости горизонта мерного участка (первый луч). Далее излучают лучи, направление распространения которых не совпадает с направлением распространения первого луча, причем направления распространения одной части лучей находятся слева (по направлению движения ДО) от первого луча, а другой части - справа (по направлению движения ДО) от первого луча.

Вычисляют параметры мерного участка (высоту до поверхности мерного участка в точках пересечения лучей с поверхностью мерного участка в точках измерений) на основе измерений дальностей с помощью лучей радиоволн от ДО до поверхности мерного участка.

Проводят вычисления, аналогичные описанным выше, по эталонной карте для каждого возможного положения ДО (для каждой гипотезы) внутри квадрата неопределенности.

Вычисляют для всех гипотез внутри квадрата неопределенности слагаемые показателя близости.

Проводят по завершении всех измерений поиск экстремума показателя близости.

Определяют поправки к координатам местоположения ДО в плановых координатах мерного участка на основе анализа взаимных смещений эталонной и текущей карт местности мерного участка (смещение экстремума показателя близости от центра квадрата неопределенности).

Вычисляют высоту ДО над поверхностью мерного участка в координатах мерного участка (в точке определения местоположения ДО в плановых координатах мерного участка).

Выдают поправки к координатам местоположения ДО в плановых координатах мерного участка по трем координатам.

Управляют движением ДО путем коррекции их местоположения по трем координатам по мере прохождения мерного участка.

Недостатком способа [1] является отсутствие информации об углах эволюции движущегося объекта. Дело в том, что при движении положение ДО в пространстве - динамическое: постоянно возникают и действуют на условия измерений углы азимута, крена и тангажа [2]. Однако углы азимута, крена и тангажа ДО в моменты проведения измерений не учитываются, что снижает точность навигации ДО.

Известен способ навигации движущихся объектов (ДО) [3], выбранный за прототип. Способ навигации [3] осуществляется следующим образом.

Способ навигации [3] поясняют следующие чертежи:

- на фигуре 1 показаны две ортогональные плоскости A и B; в плоскости A расположены лучи: центральный, первый левый и первый правый; в плоскости B расположены лучи: центральный, второй левый и второй правый; указано положение плоскостей A и B относительно направления движения;

- на фигуре 2 определены углы азимута, крена и тангажа;

- на фигуре 3 показана связанная система координат движущегося объекта согласно ГОСТ 20058-80 [2], OX - продольная ось связанной системы координат ДО, OY - нормальная ось связанной системы координат ДО;

- на фигуре 4 показаны положения точек на подстилающей поверхности в плановых координатах мерного участка, до которых измеряется наклонная дальность и определяются значения доплеровских частот FД при наличии угла тангажа (черные точки - положения при отсутствии углов эволюций, черные треугольники (обозначенные как 1-4) - положения при наличии угла тангажа αТ>0 для нулевых значений углов крена и азимута αKA=0);

- на фигуре 5 показаны положения точек на подстилающей поверхности в плановых координатах мерного участка, до которых измеряется наклонная дальность и определяются значения доплеровских частот FД при наличии угла крена (черные точки - положения при отсутствии углов эволюций, черные треугольники (обозначенные как 1-4) - положения при наличии угла крена αК>0 для нулевых значений углов тангажа и азимута αТA=0);

- на фигуре 6 показаны положения точек на подстилающей поверхности в плановых координатах мерного участка, до которых измеряется наклонная дальность и определяются значения доплеровских частот FД при наличии угла азимута (черные точки - положения при отсутствии углов эволюций, черные треугольники (обозначенные как 1-4) - положения при наличии угла азимута αA>0 для нулевых значений углов тангажа и крена αTK=0).

Реализацию способа навигации ДО рассмотрим на примере составления текущей карты с помощью многолучевых измерений с использованием пяти лучей радиоволн, которые расположены в плоскостях A и B (по три в каждой плоскости) (фиг. 1).

Используют информацию эталонной карты местности, установленной на ДО до начала движения, о навигационном поле земли.

Выбирают необходимый участок местности эталонной карты, который представляет собой мерный участок и определяется величиной допустимых отклонений местоположения ДО от заданного (квадрат неопределенности).

При движении над мерным участком излучают циклически лучи радиоволн. В каждом цикле лучи радиоволн излучают последовательно в следующем порядке. Центральный луч принадлежит к двум плоскостям: А и В. Вначале излучают лучи плоскости А: первым - центральный луч, расположенный перпендикулярно направлению движения ДО (фиг. 1), вторым - первый левый луч, расположенный слева впереди относительно центрального по направлению движения ДО, третьим - первый правый луч, расположенный справа сзади относительно центрального по направлению движения ДО. Затем излучают лучи плоскости B: четвертым - второй левый луч, расположенный слева сзади относительно центрального по направлению движения ДО, пятым - второй правый луч, расположенный справа спереди относительно центрального по направлению движения ДО (фиг. 1). Угол между левыми лучами и центральным лучом равен углам между правыми лучами и центральным лучом. Плоскости A и B повернуты вокруг центрального луча на угол, равный 45 градусов, относительно продольной оси движущихся объектов и ортогональны друг другу.

Измеряют циклически дальности до рельефа местности по каждому из пяти лучей (фиг. 1).

Измеряют циклически доплеровские частоты FД, возникающие при измерениях дальностей в боковых лучах: первый и второй левые лучи и первый и второй правые лучи. Доплеровские частоты для данного цикла измерений составляют массив частот, который определяется четырьмя значениями: значениями доплеровских частот отраженных сигналов по левым (первому и второму) и правым (первому и второму) лучам соответственно (фиг. 4-6).

Определяют разности измерений дальностей первого левого и центрального лучей, первого правого и центрального лучей, второго левого и центрального лучей, второго правого и центрального лучей текущего цикла измерений, а также вычисляют разности измерений центрального луча в текущем цикле и в предыдущем.

При движении ДО действуют углы эволюций: углы крена αK, тангажа αT и азимута αA (фиг. 2).

Определяют значение и знак углов азимута, крена и тангажа при каждом цикле измерения дальностей, сравнивая массив измеренных доплеровских частот с массивом эталонных доплеровских частот.

По полученным данным о дальностях, а также об углах эволюции ДО вычисляют координаты точек измерений в системе координат, связанной с ДО (фиг. 3).

Вычисляют местные координаты проекции точки траектории ДО на плоскость плановых координат в координатах мерного участка.

Вычисляют параметры мерного участка (высоту до поверхности мерного участка в точках измерений) на основе разности измерений дальностей от ДО до поверхности мерного участка и определенных значений углов эволюций азимута, крена и тангажа (текущая карта).

Вычисляют в каждом цикле измерений для всех гипотез внутри квадрата неопределенности слагаемое показателя близости текущей и эталонной карт.

Проводят по завершении всех измерений поиск экстремума показателя близости.

Определяют поправки к координатам местоположения ДО по плановым координатам мерного участка и высоте.

Выдают поправки к координатам местоположения ДО в плановых координатах мерного участка по трем координатам с учетом углов эволюции.

Управляют движением ДО путем коррекции его местоположения по трем координатам (плановые и высота).

Недостатком способа [3] является низкая точность определения дополнительных углов отклонения по азимуту, крену и тангажу, при больших углах эволюций движущегося объекта.

Отражение от подстилающей поверхности происходит не от одной точки, а от пятна засветки. Размер пятна засветки значительно возрастает при больших углах эволюций движущегося объекта, что приводит к наличию широкого спектра доплеровских частот при измерениях дальностей.

В способе [3] значение и знак углов азимута, крена и тангажа при каждом измерении дальностей определяют путем сравнения измеренного массива значений доплеровских частот с массивом значений доплеровских частот, соответствующим нулевым значениям углов азимута, крена и тангажа для каждого из боковых лучей ортогональных плоскостей соответственно.

При измерении вместо массива значений доплеровских частот массива спектров доплеровских частот точность определения значений углов азимута, крена и тангажа в способе [3] снижается.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности навигации за счет определения углов эволюции движущегося объекта - азимута, крена и тангажа в каждом цикле измерений дальности во время движения ДО над мерным участком путем измерения спектров доплеровских частот, возникающих при измерении наклонной дальности по каждому лучу, и сокращения количества необходимых для измерения наклонных дальностей излучаемых лучей.

Технический результат достигается тем, что в способе навигации движущихся объектов, заключающемся в использовании эталонной карты местности как априорной информации о навигационном поле, выборе участка местности (мерный участок), находящегося в пределах эталонной карты, составлении текущей карты путем вычисления плановых координат мерного участка на основе измерений дальностей с помощью многолучевого режима измерения при помощи радиоволн, циклически излучаемых в виде лучей, расположенных в двух ортогональных плоскостях A и B, каждая из которых повернута вокруг центрального луча на угол равный 45 градусов относительно продольной оси движущихся объектов, а центральный луч перпендикулярен продольной оси движущихся объектов, причем лучи радиоволн сгруппированы так, что к первой ортогональной плоскости A принадлежат центральный луч, левые лучи боковые, расположенные впереди центрального луча, и правые лучи боковые, расположенный сзади центрального луча, а ко второй ортогональной плоскости B принадлежат центральный луч, левые лучи боковые, расположенные сзади центрального луча, и правые лучи боковые, расположенные впереди центрального луча по направлению движения движущихся объектов, боковые лучи, принадлежащие одной плоскости, попарно симметричны относительно центрального луча, определении разности результатов многолучевых измерений, определении угловых колебаний движущихся объектов по азимуту, крену и тангажу, причем углы эволюции - азимут, крен и тангаж, определяют в динамике на основе анализа значений доплеровских частот, возникающих при измерениях дальностей по каждому лучу, для анализа значений доплеровских частот используют массив значений доплеровских частот, получаемый по измерениям доплеровских частот левых и правых боковых лучей для каждой ортогональной плоскости A и B при каждом цикле многолучевого режима измерения, а значение и знак углов азимута, крена и тангажа при каждом измерении дальностей определяют путем сравнения измеренного массива значений доплеровских частот с массивом значений доплеровских частот, соответствующим нулевым значениям углов азимута, крена и тангажа для каждого из боковых лучей ортогональных плоскостей A и B соответственно, сравнении значений плановых координат текущей и эталонной карт, вычислении местоположения движущихся объектов по трем координатам эталонной карты (плановые координаты и высота), вычислении сигнала коррекции траектории движения и управлении движением движущихся объектов путем коррекции их местоположения по трем координатам эталонной карты (плановые координаты и высота) за время движения движущихся объектов над мерным участком, при составлении текущей карты на основе измерений дальностей с помощью многолучевого режима измерения лучи радиоволн циклически излучают только в одной из ортогональных плоскостей. При каждом измерении дальностей определяют стробы дальности, в которых находится отраженный от поверхности мерного участка сигнал. Углы эволюций - азимут, крен и тангаж, определяют на основе анализа значений спектров доплеровских частот, возникающих при измерениях дальностей по каждому лучу. Для анализа значений спектров доплеровских частот определяют средние доплеровские частоты для каждого строба дальности по каждому лучу. Используют массив значений средних доплеровских частот для каждого строба дальности по каждому лучу, получаемый при измерениях доплеровских частот левых и правых боковых лучей для данной ортогональной плоскости при каждом цикле многолучевого режима измерения. Значение и знак углов азимута, крена и тангажа при каждом измерении дальностей определяют путем сравнения измеренного массива значений средних доплеровских частот с массивом значений средних доплеровских частот, соответствующим нулевым значениям углов азимута, крена и тангажа для каждого из боковых лучей.

Реализацию способа навигации ДО рассмотрим на примере составления текущей карты с помощью многолучевых измерений с использованием в каждой из плоскостей A и B трех лучей радиоволн.

Способ навигации ДО поясняют следующие чертежи:

- на фигуре 1 показаны две ортогональные плоскости A и B; в плоскости A расположены лучи: центральный, первый левый и первый правый; в плоскости B расположены лучи: центральный, второй левый и второй правый; указано положение плоскостей А и В относительно направления движения;

- на фигуре 2 определены углы азимута, крена и тангажа;

- на фигуре 3 показана связанная система координат движущегося объекта согласно ГОСТ 20058-80 [2], OX - продольная ось связанной системы координат ДО, OY - нормальная ось связанной системы координат ДО;

- на фигуре 4 показаны положения точек на подстилающей поверхности в плановых координатах мерного участка, до которых измеряется наклонная дальность и определяются значения доплеровских частот FД при наличии угла тангажа (черные точки - положения при отсутствии углов эволюций, черные треугольники (обозначенные как 1-4) - положения при наличии угла тангажа αТ>0 для нулевых значений углов крена и азимута αKA=0);

- на фигуре 5 показаны положения точек на подстилающей поверхности в плановых координатах мерного участка, до которых измеряется наклонная дальность и определяются значения доплеровских частот FД при наличии угла крена (черные точки - положения при отсутствии углов эволюций, черные треугольники (обозначенные как 1-4) - положения при наличии угла крена αK>0 для нулевых значений углов тангажа и азимута αTA=0);

- на фигуре 6 показаны положения точек на подстилающей поверхности в плановых координатах мерного участка, до которых измеряется наклонная дальность и определяются значения доплеровских частот FД при наличии угла азимута (черные точки - положения при отсутствии углов эволюций, черные треугольники (обозначенные как 1-4) - положения при наличии угла азимута αA>0 для нулевых значений углов тангажа и крена αTK=0).

- на фигуре 7 показана плоскость A; в которой расположены лучи: центральный, первый левый и первый правый; указано положение плоскости относительно направления движения;

- на фигуре 8 показаны положения точек на подстилающей поверхности в плановых координатах мерного участка, до которых измеряется наклонная дальность и определяются значения спектра доплеровских частот при наличии угла тангажа (черные точки - положения при отсутствии углов эволюций, черные треугольники (обозначенные как 1-2) - положения при наличии угла тангажа αT>0 для нулевых значений углов крена и азимута αKA=0);

- на фигуре 9 показаны положения точек на подстилающей поверхности в плановых координатах мерного участка, до которых измеряется наклонная дальность и определяются значения спектра доплеровских частот при наличии угла крена (черные точки - положения при отсутствии углов эволюций, черные треугольники (обозначенные как 1-2) - положения при наличии угла крена αK>0 для нулевых значений углов тангажа и азимута αTA=0);

- на фигуре 10 показаны положения точек на подстилающей поверхности в плановых координатах мерного участка, до которых измеряется наклонная дальность и определяются значения спектра доплеровских частот при наличии угла азимута (черные точки - положения при отсутствии углов эволюций, черные треугольники (обозначенные как 1-2) - положения при наличии угла азимута αA>0 для нулевых значений углов тангажа и крена αTK=0);

Способ навигации реализуется следующим образом.

Будем использовать корреляционно-экстремальный способ навигации (КЭСН), основанный на сравнении текущих карт местности с эталонными картами той же местности, в основе которого лежит определение местоположения ДО с последующим управлением движением ДО путем коррекции их местоположения. Эталонные карты устанавливают на ДО до момента начала движения над заданной поверхностью местности, а текущие карты получают во время движения ДО. По отклонениям эталонных карт местности от текущих в заданной точке траектории движения ДО определяют отклонение фактической траектории от заданной, по которому вырабатывают сигнал коррекции траектории движения и управляют движением движущихся объектов путем коррекции их местоположения.

Сравнение эталонной и текущей карт осуществляют на основе вычисления функционалов, достигающих глобального экстремума при полном совмещении изображений указанных карт. Для обработки полученной при движении ДО информации используют разностные алгоритмы, основанные на вычислении разностей измеренных наклонных дальностей текущей карты.

За время движения над мерным участком определяют текущую карту местности, для составления которой используют данные об измеренных значениях дальности с помощью лучей радиоволн, а также значения скорости и углов эволюций ДО (тангаж, крен и азимут) - априори известные данные, полученные другими средствами (инерциальная система ДО) до проведения указанных ниже измерений.

Исходными данными для вычислений в КЭСН являются:

- эталонная карта, представляющая собой массив данных о рельефе местности;

- база данных зависимости значений и знаков углов азимута, крена и тангажа от изменения массива значений средних доплеровских частот для каждого строба дальности по каждому лучу по сравнению с массивом значений средних доплеровских частот для каждого строба дальности по каждому лучу при нулевых значениях углов азимута, крена и тангажа (массив значений эталонных значений средних доплеровских частот для каждого строба дальности по каждому лучу);

- текущая карта, представляющая собой массив измеренных дальностей по всем лучам, полученных в каждом измерении для двух ортогональных плоскостей A и B.

Излучают циклически лучи радиоволн. В каждом цикле лучи радиоволн излучают последовательно в следующем порядке. Лучи в плоскости A излучают: первым - центральный луч, расположенный перпендикулярно направлению движения ДО (фиг. 7), вторым - первый левый луч, расположенный слева впереди относительно центрального по направлению движения ДО, третьим - первый правый луч, расположенный справа сзади относительно центрального по направлению движения ДО. Угол между первым левым лучом и центральным лучом равен углу между первым правым и центральным лучами. Плоскость A повернута вокруг центрального луча на угол, равный 45 градусов, относительно продольной оси движущихся объектов.

Измеряют циклически дальности до поверхности мерного участка по каждому из трех лучей (фиг. 7).

При каждом измерении дальностей определяют стробы дальности, в которых находится отраженный от поверхности мерного участка сигнал,

Измеряют циклически спектры доплеровских частот , возникающие при измерениях дальностей в боковых лучах.

Определяют средние доплеровские частоты для каждого строба дальности по каждому боковому лучу.

Средние доплеровские частоты для каждого строба дальности по каждому лучу для данного цикла измерений составляют массив средних доплеровских частот, который состоит из двух составляющих: значений средних доплеровских частот отраженных сигналов по первому левому и первому правому лучам соответственно.

Определяют разности измерений дальностей первого левого и центрального лучей, первого правого и центрального лучей, а также вычисляют разности измерений центрального луча в текущем цикле и в предыдущем.

При движении ДО действуют углы эволюций: углы крена αK, тангажа αT и азимута αA (фиг. 2).

Определяют значение и знак углов азимута, крена и тангажа при каждом цикле измерения дальностей, сравнивая массив измеренных средних доплеровских частот с массивом эталонных средних доплеровских частот.

По полученным данным о дальностях, а также об углах эволюции ДО вычисляют координаты точек измерений в системе координат, связанной с ДО (фиг. 3).

Вычисляют местные координаты проекции точки траектории ДО на плоскость плановых координат в координатах мерного участка.

Вычисляют в каждом цикле измерений для всех гипотез внутри квадрата неопределенности слагаемое показателя близости текущей и эталонной карт.

Проводят по завершении всех измерений поиск экстремума показателя близости.

Вычисляют высоту до поверхности мерного участка на основе разности измерений дальностей от ДО до поверхности мерного участка и определенных значений углов эволюций азимута, крена и тангажа.

Определяют поправки к координатам местоположения ДО по плановым координатам мерного участка и высоте.

Выдают поправки к координатам местоположения ДО в плановых координатах мерного участка по трем координатам с учетом углов эволюции.

Управляют движением ДО путем коррекции его местоположения по трем координатам (плановые и высота).

Управление движением ДО производится в темпе поступления измеренной информации, но с более высокой точностью, поскольку по мере прохождения мерного участка осуществляется коррекция местоположения ДО с учетом поправок на действующие углы эволюций.

Рассмотрим предложенный алгоритм подробнее.

В каждом цикле измерений используют три луча (фиг. 7), которые дают три значения дальности до поверхности мерного участка и два спектра доплеровских частот (центральный луч дает доплеровские частоты, близкие к нулю).

При каждом измерении дальностей определяют стробы дальности, в которых находится отраженный от поверхности мерного участка сигнал, и средние доплеровские частоты (доплеровские центроиды) для каждого строба дальности по каждому боковому лучу.

При отсутствии углов эволюций ДО, когда αTKA=0, значения средних доплеровских частот для обоих боковых лучей равны между собой и определены как (фиг. 8-10).

При наличии углов эволюций ДО значения средних доплеровских частот для каждого луча изменяются (происходит их смещение):

- при действии угла тангажа, когда αT≠0, для нулевых значений углов крена и азимута αKA=0 происходит смещение точек пересечения лучей с поверхностью относительно направления движения; положения точек на подстилающей поверхности в плановых координатах мерного участка, до которых измеряется наклонная дальность и определяются значения спектра доплеровских частот , принимают значения, обозначенные черными треугольникам с номерами 1-2 на фиг. 8;

- при действии угла крена, когда αK≠0, для нулевых значений углов тангажа и азимута αTA=0 происходит смещение точек пересечения лучей с поверхностью относительно направления движения; положения точек на подстилающей поверхности в плановых координатах мерного участка, до которых измеряется наклонная дальность и определяются значения спектра доплеровских частот , принимают значения, обозначенные черными треугольникам с номерами 1-2 на фиг. 9;

- при действии угла азимута, когда αA≠0, для нулевых значений углов крена и тангажа αKT=0 происходит смещение точек пересечения лучей с поверхностью относительно направления движения; положения точек на подстилающей поверхности в плановых координатах мерного участка, до которых измеряется наклонная дальность и определяются значения спектра доплеровских частот , принимают значения, обозначенные черными треугольникам с номерами 1-2 на фиг. 10.

По сдвигу (изменению) массива измеренных средних доплеровских частот относительно массива средних доплеровских частот, соответствующих нулевым значениям углов азимута, крена и тангажа, определяют и фиксируют значение и знак углов азимута, крена и тангажа при каждом цикле измерения дальностей. Сдвиг (изменение) массивов средних доплеровских частот определяют по двум боковым лучам в каждом цикле измерений.

Определяют в каждом цикле измерений значения и знаки углов азимута, крена и тангажа по базе данных зависимости значений и знака углов азимута, крена и тангажа от изменения (сдвига) массива значений измеренных средних доплеровских частот относительно массива значений эталонных средних доплеровских частот.

Моделирование рассмотренного способа (при скорости движении ДО, равной 330 м/с, и частоте излучения 10 ГГц), а также анализ состояния современной техники показали, что способ позволяет определять значения углов эволюций с точностью не менее 0,1°.

Важно отметить, что рассмотренный способ навигации ДО сохраняет свои положительные свойства и при большем количестве лучей радиоволн (центральный луч остается один, а количество боковых лучей слева и справа относительно центрального увеличивается и может быть по два, по три и д.т.). При этом за счет получения дополнительной информации по доплеровским частотам повышается точность определения углов эволюции. Число используемых лучей радиоволн определяется только временем, в течение которого обеспечивается измерение местоположения ДО при движении над мерным участком поверхности.

В рассмотренном способе навигации ДО по сравнению с прототипом выполнено сокращение количества необходимых для измерения наклонных дальностей излучаемых лучей и соответственно каналов для обработки полученной информации.

Таким образом, способ навигации движущихся объектов обладает рядом существенных преимуществ перед аналогом и прототипом, поскольку значительно повышается точность навигации - повышается точность определения поправок к координатам ДО по трем координатам за счет учета действия углов эволюции ДО - азимуту, крену и тангажу при движении ДО.

Управление движением ДО осуществляется в темпе поступления измеренной информации, но с более высокой точностью, поскольку по мере прохождения мерного участка коррекция местоположения ДО осуществляется с учетом возникающих углов эволюции ДО с более высокой точностью.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент №2338158 РФ. МПК G01C 21/00 (2006.01). Способ навигации летательных аппаратов / Хрусталев А.А., Кольцов Ю.В. Егоров С.Н. // Изобретения. Полезные модели. - 2008. - Опубл. 10.11.2008. - Бюл. №31.

2. ГОСТ 20058-80. Динамика летательного аппарата в атмосфере. Термины, определения и обозначения. - М.: Госкомитет по стандартам, 1980. - 54 С.

3. Патент №2471152 РФ МПК G01C 21/20 (2006.01), G01S 5/02 (2010.01). Способ навигации движущихся объектов / Хрусталев А.А., Кольцов Ю.В. // Изобретения. Полезные модели. - 2012. - Опубл. 10.08.2015. - Бюл. №22 (прототип).

Способ навигации движущихся объектов, заключающийся в использовании эталонной карты местности как априорной информации о навигационном поле, выборе участка местности (мерный участок), находящегося в пределах эталонной карты, составлении текущей карты путем вычисления плановых координат мерного участка на основе измерений дальностей с помощью многолучевого режима измерения при помощи радиоволн, циклически излучаемых в виде лучей, расположенных в двух ортогональных плоскостях А и В, каждая из которых повернута вокруг центрального луча на угол равный 45 градусов относительно продольной оси движущихся объектов, а центральный луч перпендикулярен продольной оси движущихся объектов, причем лучи радиоволн сгруппированы так, что к первой ортогональной плоскости А принадлежат центральный луч, левые лучи боковые, расположенные впереди центрального луча, и правые лучи боковые, расположенные сзади центрального луча, а ко второй ортогональной плоскости В принадлежат центральный луч, левые лучи боковые, расположенные сзади центрального луча, и правые лучи боковые, расположенные впереди центрального луча по направлению движения движущихся объектов, причем боковые лучи, принадлежащие одной плоскости, попарно симметричны относительно центрального луча, определении разности результатов многолучевых измерений, определении угловых колебаний движущихся объектов по азимуту, крену и тангажу, причем углы эволюции - азимут, крен и тангаж, определяют в динамике на основе анализа значений доплеровских частот, возникающих при измерениях дальностей по каждому лучу, для анализа значений доплеровских частот используют массив значений доплеровских частот, получаемый по измерениям доплеровских частот левых и правых боковых лучей для каждой ортогональной плоскости А и В при каждом цикле многолучевого режима измерения, а значение и знак углов азимута, крена и тангажа при каждом измерении дальностей определяют путем сравнения измеренного массива значений доплеровских частот с массивом значений доплеровских частот, соответствующим нулевым значениям углов азимута, крена и тангажа для каждого из боковых лучей ортогональных плоскостей А и В соответственно, сравнении значений плановых координат текущей и эталонной карт, вычислении местоположения движущихся объектов по трем координатам эталонной карты (плановые координаты и высота), вычислении сигнала коррекции траектории движения и управлении движением движущихся объектов путем коррекции их местоположения по трем координатам эталонной карты (плановые координаты и высота) за время движения движущихся объектов над мерным участком, отличающийся тем, что при составлении текущей карты на основе измерений дальностей с помощью многолучевого режима измерения лучи радиоволн циклически излучают в одной из ортогональных плоскостей, при каждом измерении дальностей определяют стробы дальности, в которых находится отраженный от поверхности мерного участка сигнал, углы эволюций - азимут, крен и тангаж, определяют на основе анализа значений спектров доплеровских частот, возникающих при измерениях дальностей по каждому лучу, для анализа значений спектров доплеровских частот определяют средние доплеровские частоты для каждого строба дальности по каждому лучу, используют массив значений средних доплеровских частот для каждого строба дальности по каждому лучу, получаемый при измерениях доплеровских частот левых и правых боковых лучей для данной ортогональной плоскости при каждом цикле многолучевого режима измерения, а значение и знак углов азимута, крена и тангажа при каждом измерении дальностей определяют путем сравнения измеренного массива значений средних доплеровских частот с массивом значений средних доплеровских частот, соответствующим нулевым значениям углов азимута, крена и тангажа для каждого из боковых лучей.
Способ навигации движущихся объектов
Способ навигации движущихся объектов
Способ навигации движущихся объектов
Способ навигации движущихся объектов
Способ навигации движущихся объектов
Способ навигации движущихся объектов
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 501-510 из 580.
29.05.2019
№219.017.65c7

Сверхвысокочастотный генератор на основе виртуального катода с радиальным пучком

Область техники - генерирование электромагнитных волн на основе колебаний виртуального катода (ВК). Может быть использовано при создании генераторов сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения. Сущность изобретения: сверхвысокочастотный генератор на основе виртуального катода с радиальным пучком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002395132
Дата охранного документа: 20.07.2010
29.05.2019
№219.017.664c

Пиридиниевый ионит для сорбции урана из растворов и пульп

Настоящее изобретение относится к сорбционной гидрометаллургии урана. Описан пиридиниевый ионит на основе сополимера стирола и дивинилбензола для сорбции урана из растворов и пульп, отличающийся тем, что в состав исходной полимерной матрицы ионита дополнительно вводят метакриловую кислоту в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002385885
Дата охранного документа: 10.04.2010
08.06.2019
№219.017.7583

Защитное устройство

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей и области применения, а также повышение надежности работы. Защитное устройство содержит нагрузку, первый полевой транзистор, сток которого соединен с первым входом питания, затвор через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690838
Дата охранного документа: 06.06.2019
08.06.2019
№219.017.7596

Понижающий конденсаторный преобразователь напряжения

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для преобразования постоянного напряжения на входе в постоянное напряжение на выходе с понижением напряжения в целое число раз. Понижающий конденсаторный преобразователь напряжения содержит два ключевых элемента (1) и (2), два...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690839
Дата охранного документа: 06.06.2019
09.06.2019
№219.017.79bf

Устройство видеонаблюдения внутренней полости герметичных объектов

Устройство предназначено для обследования герметичных объектов большого объема и может быть использовано для обследования объектов, содержащих высокотоксичные экологически опасные продукты после подрыва в них взрывного устройства. Устройство содержит герметичный телескопический корпус,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002395825
Дата охранного документа: 27.07.2010
09.06.2019
№219.017.7a81

Генератор электромагнитных импульсов

Изобретение относится к области импульсной радиотехники. Генератор электромагнитных импульсов содержит импульсный или импульсно-периодический лазер, источник напряжения, коаксиальную линию, сетчатый параболоидный анод, фотокатод, экран фотокатода, рассеиватель лазерного излучения, размещенный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002388100
Дата охранного документа: 27.04.2010
09.06.2019
№219.017.7c1d

Способ покусковой сепарации минерального сырья

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и, в частности его можно использовать в методах покусковой сепарации как радиоактивных, так и не радиоактивных руд. Способ покусковой сепарации минерального сырья по содержанию компонента включает покусковую подачу рудных кусков в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002366512
Дата охранного документа: 10.09.2009
09.06.2019
№219.017.7cf6

Способ переработки упорных руд и концентратов

Изобретение относится к способу переработки упорных руд и концентратов, содержащих золото. Способ включает обработку их хлором в присутствии воды и комплексообразователя в виде хлорида натрия с переводом золота в раствор, отделение раствора от образовавшегося осадка, промывку осадка водой с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002412262
Дата охранного документа: 20.02.2011
09.06.2019
№219.017.7d1f

Способ получения окислов урана из тетрафторида урана

Изобретение может быть использовано для конверсии тетрафторида обедненного урана. Тетрафторид урана в противоточном режиме контактирует с простым эфиром со строением RO, где R - Н, СН, CH, СН, СН, при температурах 450-550°С в течение 15-120 мин при мольном соотношении UF/эфир от 1÷2,64 до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002414428
Дата охранного документа: 20.03.2011
09.06.2019
№219.017.7e31

Поглотитель электромагнитных волн

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для поглощения электромагнитных излучений в антенно-фидерных системах и СВЧ-блоках. Технический результат предлагаемого изобретения -получение эластичного поглощающего состава, обладающего низким коэффициентом отражения в диапазоне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002402845
Дата охранного документа: 27.10.2010
Показаны записи 421-424 из 424.
25.04.2019
№219.017.3b91

Способ определения дальности до поверхности земли

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении радиолокационных систем, предназначенных для определения дальности от движущегося объекта до поверхности земли, использующих принцип отражения радиоволн. Достигаемый технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685702
Дата охранного документа: 23.04.2019
09.05.2019
№219.017.4d91

Способ навигации летательных аппаратов

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении различных радиолокационных или аналогичных систем, предназначенных для навигации летательных аппаратов с использованием радиоволн путем определения местоположения и управления движением летательных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002338158
Дата охранного документа: 10.11.2008
09.05.2019
№219.017.4f73

Способ навигации движущихся объектов

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в различных системах локации, предназначенных для определения местоположения движущихся объектов (ДО). Технический результат - повышение быстродействия и помехоустойчивости. Для достижения данного результата осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002406071
Дата охранного документа: 10.12.2010
18.05.2019
№219.017.57d4

Способ определения дальности до поверхности земли

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении различных радиолокационных систем, предназначенных для определения дальности до поверхности земли, использующих принцип отражения радиоволн (радиодальномеры или дальномеры). Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002372626
Дата охранного документа: 10.11.2009
+ добавить свой РИД