СПОСОБ ОДНОПОЗИЦИОННОЙ РАДИОЛОКАЦИИ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ НА ДОРОЖНОЙ СЕТИ
METHOD FOR SINGLE-POSITION RADAR LOCATION OF MOBILE OBJECTS ON ROAD NETWORK

Объектом изобретения является способ однопозиционной радиолокации подвижных объектов - источников радиосигнала на дорожной сети. Предлагаемый способ относится к области радиолокации и радионавигации, поскольку класс задач такого типа лежит в основе определения оценок местоположения объектов.
Известен способ радиолокации объектов - источников радиосигнала на плоскости [1]. Его недостатком является необходимость измерения углов прихода электромагнитных волн (пеленгов) из двух разнесенных в пространстве измерительных пунктов, положение которых известно. Такой способ не обеспечивает однозначного определения оценки местоположения в случае выхода из строя одного из пеленгаторов.
Известен также способ радиолокации объектов - источников радиосигнала на плоскости [2], заключающийся в измерении углов прихода электромагнитных волн (пеленгов) из двух разнесенных в пространстве измерительных пунктов, положение которых известно, определении координат местоположения объекта как точки пересечения линий положения, соответствующих измеренным пеленгам. Он также ориентирован на обязательное использование двух разнесенных пеленгаторов радиоизлучения и теряет свою работоспособность при выходе из строя одного из них.
Цель изобретения: обеспечение возможности однозначного местоопределения подвижного объекта, привязанного к дорожной сети (априорное описание которой задается, например, в виде электронной карты), на основе измерения на одном измерительном пункте:
- пеленга объекта по его электромагнитному излучению в момент времени t;
- пеленга объекта по его электромагнитному излучению в момент времени (t+Δt);
автономного измерения скорости перемещения объекта вдоль дороги в момент времени t; кодирования сигнала, пропорционального измеренной скорости; передачи полученного кода по радиоканалу передачи данных на измерительный пункт, на котором после приема и декодирования получают значение измеренной скорости.
Сущность изобретения состоит в следующем. Каждый элемент дорожной сети описывают параметрической зависимостью (Фиг.1)
<mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><msubsup><mi>F</mi><mn>1</mn><mi>i</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mtext> </mtext><mo>,</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><msubsup><mi>F</mi><mn>2</mn><mi>i</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mtext> </mtext><mo>,</mo><mtext> </mtext><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>I</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover><mtext> </mtext><mo>,</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
где I - количество элементов дорожной сети; e - имеет смысл натурального параметра или длины пути [3-6].
К форме (1) можно приближенно перейти, если описание элементов дорожной сети задано в виде массивов
<mrow><mrow><mo>{</mo><mrow><msubsup><mi>X</mi><mi>r</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>0,</mn><msub><mi>M</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>}</mo></mrow><mtext> </mtext><mo>,</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>X</mi><mi>r</mi><mi>i</mi></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><mn>1</mn><mi>r</mi></mrow><mi>i</mi></msubsup></mrow></mtd><mtd><mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><mn>2</mn><mi>r</mi></mrow><mi>i</mi></msubsup></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow><mo>,</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
используемых, в частности, при формировании электронных карт. В этом случае
<mrow><msub><mi>e</mi><mrow><mi>i</mi><mi>r</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><mo>∑</mo><mrow><msubsup><mrow /><mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mi>r</mi></msubsup><msqrt><mrow><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>Δ</mi><msubsup><mi>X</mi><mi>m</mi><mi>i</mi></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>Δ</mi><msubsup><mi>X</mi><mi>m</mi><mi>i</mi></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></msqrt></mrow></mstyle><mtext> </mtext><mo>,</mo><mtext> </mtext><msub><mi>e</mi><mrow><mi>i</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mo>=</mo><mn>0,</mn><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
где
<mrow><mi>Δ</mi><msubsup><mi>X</mi><mi>r</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>X</mi><mi>r</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>−</mo><msubsup><mi>X</mi><mrow><mi>r</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mi>i</mi></msubsup><mtext> </mtext><mo>,</mo><mtext> </mtext><mi>r</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>M</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover><mo>.</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>4</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
Из (2), (3) следует дискретный аналог (1)
<mrow><mrow><mo>{</mo><mrow><msubsup><mi>X</mi><mi>r</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>,</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>i</mi><mi>r</mi></mrow></msub><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>0,</mn><msub><mi>M</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover><mo>,</mo><mtext> </mtext><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>I</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>}</mo></mrow><mo>,</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>5</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
на основании которого возможно приближенное представление (1).
Для каждого элемента дорожной сети рассчитывают зависимость значений пеленга от натурального параметра
<mrow><msup><mi>α</mi><mi>i</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>g</mi><mrow><mo>[</mo><mrow><mfrac><mrow><msubsup><mi>F</mi><mn>2</mn><mi>i</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>2</mn><mi>u</mi><mi>n</mi></mrow></msub></mrow><mrow><msubsup><mi>F</mi><mn>1</mn><mi>i</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msub><mi>x</mi><mrow><mn>1</mn><mi>u</mi><mi>n</mi></mrow></msub></mrow></mfrac></mrow><mo>]</mo></mrow><mtext> </mtext><mo>,</mo><mtext> </mtext><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>I</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover><mtext> </mtext><mo>,</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>6</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
1un
2un
где x, x - координаты измерительного пункта.
Соотношения (6) составляют преобразованные априорные данные о структуре дорожной сети в привязке к измерительному пункту. Отметим, что характеристики (6) являются уникальными и каждая из них описывает соответствующий элемент дорожной сети.
Проводимые измерения:
изм
изм
- α(t), α(t+Δt) - пеленги объекта в моменты времени соответственно t и (t+Δt), определяемые из одной пространственной точки, в которой расположен измерительный пункт;
изм
- ν - скорость перемещения объекта вдоль дороги, величина которой на [t,t+Δt], полагается неизменной.
изм
изм
Отметим, что пеленги α(t), α(t+Δt) определяют на измерительном пункте по сигналу, излучаемому объектом и содержащему его опознавательный код, скорость определяют на объекте, а пропорциональный ей сигнал кодируют и полученный код передают по радиоканалу передачи данных на измерительный пункт, на котором после приема и декодирования определяют значение измеренной скорости.
изм
По измеренному пеленгу α(t) из решения уравнений
<mrow><msup><mi>α</mi><mi>i</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>α</mi><mrow><mi>и</mi><mi>з</mi><mi>м</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mtext> </mtext><mo>,</mo><mtext> </mtext><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>I</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>7</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
для элементов дорожной сети определяют множество корней
<mrow><msubsup><mi>e</mi><mi>i</mi><mo>*</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msubsup><mi>e</mi><mi>i</mi><mo>*</mo></msubsup><mtext> </mtext><mo>,</mo><mtext> </mtext><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>I</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover><mo>,</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>8</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
соответствующих множеству оценок возможного местоположения объекта
<mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><mn>1</mn><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>F</mi><mn>1</mn><mi>i</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>e</mi><mi>i</mi><mo>*</mo></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mtext> </mtext><msubsup><mi>x</mi><mrow><mn>2</mn><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>F</mi><mn>2</mn><mi>i</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>e</mi><mi>i</mi><mo>*</mo></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mtext> </mtext><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>I</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>9</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
изм
Координаты (9) определяют точки пересечения линии положения пеленгатора, соответствующей пеленгу α(t), и элементов дорожной сети (Фиг.1).
Такая множественность оценок местоположения, в частности, имеет место, если в двухпунктной пеленгационной системе, реализующей известный способ локации, один из пеленгаторов выходит из строя.
изм
изм
изм
Покажем, что измерение скоростного параметра ν(t)=ν дает возможность сделать оценку местоположения однозначной. После кодирования сигнала, пропорционального ν, передачи полученного кода по радиоканалу передачи данных от объекта на измерительный пункт, приема и декодирования определяют:
- значение приращения натурального параметра или путь, пройденный объектом за время Δt
<mrow><mi>Δ</mi><mi>e</mi><mo>=</mo><msub><mi>ν</mi><mrow><mi>и</mi><mi>з</mi><mi>м</mi></mrow></msub><mi>Δ</mi><mi>t</mi><mtext> </mtext><mo>;</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>10</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
- множество возможных значений пеленга, соответствующих моменту времени (t+Δt)
<mrow><msubsup><mi>α</mi><mi>Δ</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>=</mo><msup><mi>α</mi><mi>i</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>e</mi><mi>i</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>+</mo><mi>Δ</mi><mi>e</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>11</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Отметим, что для различных элементов дорожной сети зависимости (6) являются различными. Таким образом, значения (11) будут отличаться друг от друга.
изм
Принятие решения о местоположении объекта осуществляют в результате сравнения возможных для каждого элемента дорожной сети значений пеленгов, определяемых из (11), и измеренного значения пеленга α(t+Δt), идентифицированного по опознавательному коду с объектом,
<mrow><msup><mi>i</mi><mo>*</mo></msup><mo>=</mo><mi>arg</mi><msub><mrow><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>I</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow></msub><mrow><mo>{</mo><mrow><mtext> </mtext><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>α</mi><mrow><mi>и</mi><mi>з</mi><mi>м</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mi>Δ</mi><mi>t</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msubsup><mi>α</mi><mi>Δ</mi><mi>i</mi></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow><mo>}</mo></mrow><mtext> </mtext><mo>.</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>12</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Таким образом, оценку местоположения объекта определяют как
<mrow><msubsup><mi>x</mi><mn>1</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>F</mi><mn>1</mn><mrow><mi>i</mi><mo>*</mo></mrow></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>e</mi><mrow><mi>i</mi><mo>*</mo></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mtext> </mtext><msubsup><mi>x</mi><mn>2</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>F</mi><mn>2</mn><mrow><mi>i</mi><mo>*</mo></mrow></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>e</mi><mrow><mi>i</mi><mo>*</mo></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow><mo>)</mo></mrow><mtext> </mtext><mo>.</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>13</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
изм
изм
Необходимо отметить, что автономное измерение (измерения ν) с последующим кодированием сигнала, пропорционального ν, передачей полученного кода по радиоканалу передачи данных на измерительный пункт носит фрагментарный характер и проводят лишь в начале процесса сопровождения объекта и после того как объект минует какую-либо точку пересечения элементов дорожной сети. Как только задача различения оказывается решенной (определен элемент дорожной сети, на котором находится объект), дальнейшее сопровождение может проводиться лишь по результатам измерений пеленга.
Сравнительный анализ заявляемого способа и известного способа локации местоположения объекта на плоскости.
1. Измерение пеленгов в заявляемом способе осуществляют из одной пространственной точки, в которой располагается измерительный пункт, тогда как в известном способе пеленгаторов два и они разнесены по пространству.
2. Измерение пеленгов в заявляемом способе проводят одним пеленгатором для двух моментов времени по сигналам, содержащим опознавательный код объекта, тогда как в известном способе измерения проводят одновременно двумя пеленгаторами.
3. В заявляемом способе дополнительно проводят автономное измерение скорости перемещения объекта вдоль дороги.
4. В заявляемом способе сигнал, пропорциональный измеренной скорости, кодируют и полученный код передают по радиоканалу передачи данных на измерительный пункт, на котором после приема и декодирования определяют значение измеренной скорости.
5. В заявляемом способе задействована априорная информация о структуре дорожной сети, представленная, например, в виде электронных карт.
Рассмотрим пример.
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mn>1</mn><mn>1</mn></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>e</mi><msqrt><mn>2</mn></msqrt></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mn>2</mn><mn>1</mn></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>e</mi><msqrt><mn>2</mn></msqrt></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mn>1</mn><mn>2</mn></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>e</mi><msqrt><mn>5</mn></msqrt></mrow><mn>5</mn></mfrac></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mn>2</mn><mn>2</mn></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>e</mi><mn>2</mn><msqrt><mn>5</mn></msqrt></mrow><mn>5</mn></mfrac></mrow>
Пусть I=2 и
,
,
,
(фиг.2).
На Фигуре 2 через Д1 и Д2 обозначены соответственно первый и второй элементы дорожной сети.
Очевидно, что приведенное описание удовлетворяет условию [3]
<mrow><mrow><mo>{</mo><mrow><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>d</mi><msup><mi>F</mi><mi>i</mi></msup></mrow><mrow><mi>d</mi><mi>e</mi></mrow></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>d</mi><msup><mi>F</mi><mi>i</mi></msup></mrow><mrow><mi>d</mi><mi>e</mi></mrow></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>}</mo></mrow><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,2</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
,
, то есть е является натуральным параметром.
1un
2un
Координаты измерительного пункта определим как X=g=7000, x=0 (здесь и далее параметры приведены в безразмерных единицах).
Тогда в соответствии с (6)
<mrow><msup><mi>α</mi><mn>1</mn></msup><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>g</mi><mrow><mo>[</mo><mrow><mfrac><mi>e</mi><mrow><mi>e</mi><mo>−</mo><mi>g</mi><msqrt><mn>2</mn></msqrt></mrow></mfrac></mrow><mo>]</mo></mrow><mo>,</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><msup><mi>α</mi><mn>2</mn></msup><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>g</mi><mrow><mo>[</mo><mrow><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>e</mi></mrow><mrow><mi>e</mi><mo>−</mo><mi>g</mi><msqrt><mn>5</mn></msqrt></mrow></mfrac></mrow><mo>]</mo></mrow><mo>.</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>14</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>α</mi><mrow><mi>и</mi><mi>з</mi><mi>м</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mn>3</mn><mn>4</mn></mfrac><mi>π</mi></mrow>
изм
Предположим, что в результате проведенных измерений получены следующие данные:
, ν=10. Откуда в соответствии с (8)
<mrow><msubsup><mi>e</mi><mn>1</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><mfrac><mrow><msqrt><mn>2</mn></msqrt></mrow><mn>2</mn></mfrac><mi>g</mi></mrow>
<mrow><msubsup><mi>e</mi><mn>2</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><mfrac><mrow><msqrt><mn>5</mn></msqrt></mrow><mn>3</mn></mfrac><mi>g</mi></mrow>
,
.
Тогда из (10) следует, что
<mrow><mi>Δ</mi><mi>e</mi><mo>=</mo><mn>10</mn><mi>Δ</mi><mi>t</mi><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>15</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
и
<mrow><msubsup><mi>a</mi><mi>Δ</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>=</mo><msup><mi>a</mi><mi>i</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mrow><msubsup><mi>e</mi><mi>i</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>+</mo><mn>10</mn><mi>Δ</mi><mi>t</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>.</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>16</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
изм
<mrow><msub><mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mi>g</mi><mn>3</mn></mfrac></mrow>
<mrow><msub><mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mn>2</mn><mn>3</mn></mfrac><mi>g</mi></mrow>
Графики зависимостей (14) представлены на Фиг.3. Принятие решения осуществляется в соответствии с (12). Например, если Δt=10 и при измерении получен результат α(t+Δt)=2.4 (Фиг.3.), то i*=2, а координаты местоположения для t определяются из (13) в соответствии с соотношениями
,
.
Структурная схема устройства, реализующего способ однопозиционной радиолокации подвижных объектов на дорожной сети, представлена на Фиг.4.
1
2
y
На Фиг.4 использованы следующие обозначения: 1 - подвижный объект, включающий 1 - блок измерения скорости (спидометр) и 1 - блок кодирования и передачи радиосигналов; 2 - блок приема радиосигналов и декодирования - пеленгатор; 3 - усилитель с коэффициентом усиления k=Δt ; 4 - блок определения значений натурального параметра, соответствующих точкам пересечения линии положения пеленгатора и элементов дорожной сети; 5 - блок суммирования; 6 - блок определения возможных значений пеленга; 7 - блок сравнения; 8 - блок выбора значения натурального параметра; 9 - блок оценки координат местоположения.
1
1
2
2
2
изм
изм
изм
2
3
0
1
I
1
I
I+1
2I
1
I
I+1
2I
изм
0
1
0
0
1
I
1
I
1
На объекте 1 в блоке измерения скорости 1 осуществляют измерение скорости перемещения объекта вдоль элемента дорожной сети. Результат измерения с выхода блока 1 передают на вход блока кодирования и передачи радиосигналов 1. Далее с выхода блока 1 радиосигнал, содержащий код скорости перемещения объекта вдоль элемента дорожной сети, по радиоканалу передачи данных передается на вход блока 2 приема радиосигналов и декодирования - пеленгатора. Блок 1 обеспечивает излучение радиосигнала непрерывно, поддерживая функционирование радиоканала. В блоке 2 на основании обработки с учетом опознавательного кода объекта осуществляют выделение сигнала, пропорционального измеренной на объекте скорости, и определяются значения пеленгов α(t+Δt), α(t) объекта. Сигнал, пропорциональный α(t), с выхода 2 подают на вход блока 4 определения значений натурального параметра, соответствующих точкам пересечения линии положения пеленгатора и элементов дорожной сети. Функционирование бока 4 осуществляется в соответствии с (6)-(8). Выход 2 блока 2 связан со входом усилителя 3, на выходе которого, в свою очередь, в соответствии с (10) формируется сигнал, пропорциональный оценке пройденного за Δt пути. Сигнал, пропорциональный оценке пройденного за Δt пути, с выхода блока 3 подают на вход 5 блока 5 суммирования. В блоке 5 оценку пройденного пути суммируют со значениями натурального параметра, которые с выходов 4…4 блока 4 подают на входы 5…5 блока 5. Прогнозируемые значения натуральных параметров для каждого элемента дорожной сети с выходов 5…5 поступают соответственно на входы 6…6 блока 6 определения возможных значений пеленга. Возможные для каждого элемента дорожной сети значения пеленга для t+Δt рассчитывают в соответствии с (6), (11) и с выходов 6…6 блока 6 поступают на входы блока 7 сравнения. В блоке 7 возможные для каждого элемента дорожной сети значения пеленга сравнивают с измеренным значением пеленга α(t+Δt) объекта, соответствующего установленному опознавательному коду, поступающим на вход 7 блока 7 с выхода 2 блока 2. Сравнение осуществляют в соответствии с правилом (12). Его результатом является сигнал, пропорциональный индексу элемента дорожной сети, на котором находится объект. Этот сигнал поступает на входы 8, 9 соответственно блока 8 выбора значения натурального параметра и блока 9 оценки координат местоположения. В блоке 8 из значений натурального параметра, поступающих на входы 8…8 с выходов 4…4 блока 4, проводят выбор такого его значения, которое соответствует определенному в блоке 7 индексу. Сигнал, пропорциональный выбранному значению натурального параметра с выхода блока 8, поступает на вход 9 блока 9. В блоке 9 в соответствии с (13) проводят определение координат местоположения объекта.
Источники информации
1. Радиотехнические системы / под ред. Ю.М. Казаринова. М.: Академия.
2. Кондратьев B.C., Котов А.Ф., Марков Л.Н. Многопозиционные радиотехнические системы. М.: Радио и связь. 1986.
3. Дубровин Б.А., Новиков С.П., Фоменко А.Т. Современная геометрия: Методы и приложения. М.: Наука, 1986. 760 с.
4. Хуторцев В.В. Принципы пространственно-дифференциальной фильтрации параметров траекторий объектов, движущихся вдоль одномерных многообразий // Радиотехника и электроника. 1993. Т.38. №6. С.1026-1036.
5. Хуторцев В.В. Пространственно-дифференциальная фильтрация марковских процессов на одномерных стохастических многообразиях // Автоматика и телемеханика. 1994. Т.8. №6. С.117-125.
6. Хуторцев В.В. Принципы пространственно-дифференциальной адаптивной фильтрации марковских процессов на одномерных многообразиях // Радиотехника и электроника. 1994. Т.39. №8. С.1637-1646.