Пасивна станція вимірювання координат джерел випромінювання

Пасивна станція вимірювання координат джерел випромінювання містить в собі пеленгаторну станцію, блок обробки пеленгів прямого галсу (БОППГ), блок обробки пеленгів оберненого галсу (БОПОГ), блок визначення швидкості зміни пеленга (БВШЗП) і блок визначення дальності, які розміщені на рухомому носієві, перший і другий вихід пеленгаторної станції з'єднаний з входами БОППГ і БОПОГ, перший вихід якого є першим виходом 37949 (Д.Г.Николаев, С.В.Перцов. Радиотеплолокация (пассивная радиолокация). - М.: Сов. радио, 1964). Для компенсації переміщення джерела випромінювання потрібно, щоб носій пасивної станції зробив прямий і обернений галс з постійною швидкістю і курсом, перпендикулярним до пеленгу джерела випромінювання. Пеленгаторна станція працює таким чином. На прямому галсі станція робить велике число замірів пеленгу джерела випромінювання. Ці пеленги оброблюються на прямому галсі. За цими обробленими пеленгами при оберненому галсі проводиться екстраполювання пеленгу. На оберненому галсі, який виконується з курсом, перпендикулярним до пеленгу джерела випромінювання, пеленгаторна станція робить велике число замірів пеленгу і оброблює їх. За обробленим пеленгом на оберненому галсі і за екстрапольованим пеленгом з урахуванням величини бази, пройденої носієм на оберненому і екстрапольованому галсах, вирішується дальність до джерела випромінювання тріангуляційним методом. Недолік станції - в недостатній точності вимірювання дальності джерела випромінювання при існуючих помилках пеленгування в пеленгаторній станції і виконання галсів перпендикулярними курсами до пеленгу джерела випромінювання. Найбільш близька за технічною сутностю і тому обрана за прототип, заявка № 98073426 від 1.07.1998 р. МКІ G01S 5/01, G01S 5/06. Прототип складається з пеленгаторної станції, блоку обробки пеленгів прямого галсу (БОППГ), блоку обробки пеленгів оберненого галсу (БОПОГ), блоку визначення швидкості зміни пеленгів (БВШЗП) і блоку визначення дальності, два виходи пеленгаторної станції з'єднані з входами БОППГ і БОПОГ, виходи яких з'єднані з входами БВШЗП, вихід якого з'єднаний з входом блоку визначення дальності, на другий і третій входи поступають швидкості носія на прямому і оберненому галсах, а вихід його і БОПОГ є виходами станції. Прототип працює таким чином. Носій з пасивною станцією курсом, перпендикулярним пеленгу джерела випромінювання, проводить прямий галс. На ньому пеленгаторна станція робить заміри пеленгу, які оброблюються в БОППГ, і знаходиться швидкість зміни пеленгів на прямому галсі, значення якої поступає на перший вхід в БВШЗП. На оберненому галсі пеленгаторна станція робить заміри пеленгу, які оброблюються в БОПОГ, і знаходиться швидкість зміни пеленгів на цьому галсі, значення якої поступає на другий вхід БВШЗП. В БВШЗП визначається швидкість зміни пеленга на прямому і оберненому галсах. Значення швидкості прямого і оберненого галсу поступає на другий і третій входи блоку визначення дальності. Таким чином, дальність до джерела випромінювання визначається відповідно до формули: перпендикулярними до пеленгу джерела випромінювання, що потребує витрат додаткового часу і знижує точність вимірювання дальності джерела випромінювання. В основу винаходу поставлено завдання виключення жорстких вимог щодо виконання прямого і оберненого галсів із забезпеченням при цьому за однаковий час зменшення помилок вимірювання дальностей джерела випромінювання. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в пасивну станцію вимірювання координат джерел випромінювання, що містить в собі пеленгаторну станцію, блок обробки пеленгів прямого галсу (БОППГ), блок обробки пеленгів оберненого галсу (БОПОГ), блок визначення швидкості зміни пеленга (БВШЗП) і блок визначення дальності, які розміщені на рухомому носієві, перший і другий вихід пеленгаторної станції з'єднаний з входами БОППГ і БОПОГ, перший вихід якого є першим виходом пасивної станції, перший вихід БОППГ і другий вихід БОПОГ з'єднані із відповідними входами БВШЗП, вихід якого з'єднаний з першим входом блока визначення дальності, вихід якого є другим виходом пасивної станції, яка відрізняється тим, що додатково введені блок визначення швидкості прямого галсу (БВШПГ), блок визначення швидкості оберненого галсу (БВШОГ) і суматор, на перші входи БВШПГ і БВШОГ поступають величини швидкості носія на прямому і оберненому галсах, а на другі входи цих блоків поступають величини курсу носія на прямому і оберненому галсах, при цьому виходи БВШПГ і БВШОГ з'єднані, відповідно, з першим і другим входами суматора, вихід якого з'єднаний з другим входом блока визначення дальності. Така побудова пасивної станції вимірювання координат джерел випромінювання дозволяє на прямому і оберненому галсах, які виконуються курсами, відмінними від перпендикулярного до пеленгу на джерело випромінювання, формувати такі величини швидкості носія на прямому і оберненому галсах, які відповідають тим величинам швидкості, які потрібно виконати курсами, перпендикулярними до пеленгу джерела випромінювання на прямому і оберненому галсах (БВШПГ і БВШОГ). Ці величини швидкостей поступають на суматор, де береться їх сума, і ця величина, помножена на одиницю часу, дорівнює стороні прямокутного трикутника, яка лежить проти кута трикутника, який формується як сума швидкостей зміни пеленгів, заміряних, відповідно, на прямому і обернених галсах, і помножених на ту ж одиницю часу. Це дозволяє вимірювати дальність до джерела випромінювання, виконуючи прямий і обернений галси курсами, не перпендикулярними до пеленгу джерела випромінювання, відповідно до формули: D = ( Vпр × sin К пр + Vоберн × sin Коберн ) × t × ctg( ШЗПпр + ШЗПоберн ) × t , D = ( Vпр + Vоберн ) × t × ctg( ШЗПпр + ШЗПоберн ) × t , де: Vпр, Vоберн - швидкість носія, відповідно, на прямому і оберненому галсах; Кпр, Коберн - курс носія, відповідно, на прямому і оберненому галсах; ШЗПпр, ШЗПоберн - швидкість зміни пеленга відповідно на прямому і оберненому галсах; t - одиниця часу. де: Vпр, Vоберн - швидкість носія, відповідно, на прямому і оберненому галсах; ШЗПпр, ШЗПоберн - швидкість зміни пеленга, відповідно, на прямому і оберненому галсах; t - одиниця часу. Недолік прототипу - в жорстких вимогах щодо виконання прямого і оберненого галсів курсами, 2 37949 Автору не відомі технічні рішення, які мають сукупність ознак, які збігаються з сукупністю відмінних ознак запропонованого технічного рішення, і тому він робить висновок про те, що запропоноване рішення володіє істотними відмінами. Сутність винаходу роз'яснюється малюнками, де на фіг. 1 - блок-схема пасивної станції вимірювання координат джерел випромінювання; фіг. 2 залежність середньоквадратичної помилки вимірювання дальності від дальності. Запропонована пасивна станція вимірювання координат джерел випромінювання (фіг. 1) складається з пеленгаторної станції 1, блоку обробки пеленгів прямого галсу (БОППГ) 2, блоку обробки пеленгів оберненого галсу (БОПОГ) 3, блоку визначення швидкості зміни пеленгів (БВШЗП) 4, блоку визначення швидкості прямого галсу (БВШПГ) 5, блоку визначення швидкості оберненого галсу (БВШОГ) 6, суматора 7 і блоку визначення дальності 8, два виходи пеленгаторної станції 1 з'єднані з входами БОППГ 2 і БОПОГ 3, перший вихід якого є першим виходом пасивної станції, а перший вихід БОППГ 2 і другий вихід БОПОГ 3 з’єднані з входами БВШЗП 4, вихід якого з'єднаний з першим входом блоку визначення дальності 8, вихід якого є другим виходом пасивної станції, на перші входи БВШПГ 5 і БВШОГ 6 поступають величини швидкості носія на прямому і оберненому галсах, а на другі входи цих блоків поступають величини курсу носія на прямому і оберненому галсах, при цьому виходи БВШПГ 5 і БВШОГ 6 з'єднані, відповідно, з першим і другим входами суматора 7, вихід якого з'єднаний з другим входом блоку визначення дальності 8. Робота пасивної станції вимірювання координат джерел випромінювання відбувається таким чином. Носій з пасивною станцією виконує прямий галс. Він виконується на постійній швидкості і будь-яким курсом (навіть не перпендикулярним до пеленгу на джерело випромінювання). На прямому галсі пеленгаторна станція 1 робить велике число замірів пеленгу, які оброблюються в БОППГ 2, знаходиться швидкість зміни пеленгів на прямому галсі, значення якої поступає на перший вхід БВШЗП 4. На прямому галсі по значеннях величин швидкості і курсу прямого галса, які поступають на входи БВШПГ 5, формується значення швидкості прямого галса, з якою потрібно зробити галс перпендикулярно до пеленгу на джерело випромінювання, щоб одержати значення величин швидкості зміни пеленгів, яка дорівнює швидкості зміни пеленгів, одержаної на прямому галсі. Обернений галс може виконуватись будь-яким курсом (не обов’язково перпендикулярним до пеленгу джерела випромінювання). Курс оберненого галсу повинен відрізнятися від курсу прямого галсу на декілька десятків градусів. На оберненому галсі пеленгаторна станція 1 робить велике число замірів пеленгу джерела випромінювання, які оброблюються в БОПОГ 3, і знаходиться швидкість зміни пеленгів на оберненому галсі, значення якої з другого виходу БОПОГ 3 поступає на другий вхід БВШЗП 4. В цьому блоці знаходиться величина швидкості зміни пеленга на прямому 1 оберненому галсах, знаходиться значення котангенсу цієї величини, помноженої на одиницю часу. З виходу БВШЗП 4 ця величина поступає на перший вхід блоку визначення дальності 8. На оберненому галсі з першого виходу БОПОГ 3 поступає значення пеленгу на джерело випромінювання, яке являється першим виходом пасивної станції. На оберненому галсі за значеннями величин швидкості і курсу оберненого галса, які поступають в БВШОГ 6, формується значення швидкості оберненого галса, з якою потрібно зробити галс перпендикулярно до пеленгу на джерело випромінювання, щоб одержати значення величин швидкості зміни пеленгів, яке дорівнює швидкості зміни пеленгів, одержаної на оберненому галсі. Це значення швидкості поступає з виходу БВШОГ 6 на другий вихід суматора 7. З виходу суматора 7 величина суми швидкостей носія на прямому і оберненому галсах поступає на другий вхід блока визначення дальності 8, де ця величина помножується на одиницю часу і визначається дальність відповідно до формули: D = ( Vпр × sin К пр + Vоберн × sin Коберн ) × t × ctg( ШЗПпр + ШЗПоберн ) × t , Вихід блоку визначення дальності є другим виходом пасивної станції. Пеленгаторна станція 1 аналогічна наведеним в книзі: Кукес И.С. и др. Основи радиопеленгации.М.: Сов. радио, 1964. БОППГ 2, БОПОГ 3, БВШЗП 4, БВШПГ 5, БВШОГ 6, суматор 7 і блок визначення дальності 8 є дискретними блоками, які виконуються на інтегральних схемах серії 530, 533, 1500 та інших. Результати моделювання довели ефективність запропонованої пасивної станції вимірювання координат джерел випромінювання. Робота пасивної станції моделювалась в умовах дальнього тропосферного поширення радіохвиль (Дальнее тропосферное распространение УКВ / Под ред. Введенского. - М.: Сов. радио, 1965). Результати моделювання наведені на фіг. 2. Крива 1 відповідає роботі станції прототипу, а криві 2, 3 відповідають роботі запропонованої пасивної станції. При цьому прототип проводить прямий і обернений галси на протязі 12 хвилин перпендикулярно до пеленгу джерела випромінювання, з розворотом на 180°. Запропонована пасивна станція проводить прямий галс курсами 30° (крива 2) і 60° (крива 3), а обернений галс курсами 330° (крива 2) і 300° (крива 3) до пеленгу на джерело випромінювання на протязі 15 хвилин (крива 2) і 13 хвилин (крива 3). Як видно з даних моделювання, запропонована пасивна станція дозволяє зняти вимоги щодо виконання прямого і оберненого галсів курсами, перпендикулярними до пеленгу джерела випромінювання, і виконувати прямий і обернений галси будь-якими курсами до пеленгу джерела випромінювання. При цьому зменшуються помилки вимірювання дальності на 20%. 3 37949 Фіг. 1 4 37949 Фіг. 2 5 37949 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6