УЛУЧШЕННАЯ РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

1. Способ определения положения устройства относительно активных наземных ориентиров, содержащий
передачу импульса, имеющего поляризацию и первую частоту несущего сигнала от устройства;
прием обратного сигнала в течение периода времени, где обратный сигнал включает в себя обратный модулированный импульс от активного наземного ориентира, а упомянутый прием включает в себя прием предпочтительно обратных сигналов, имеющих упомянутую поляризацию; и
обработку обратного сигнала, с тем чтобы выделить обратный модулированный импульс из обратного сигнала и определить дальность от упомянутого устройства до упомянутого активного наземного ориентира.
2. Способ по п.1, в котором поляризацию выбирают из группы, состоящей из линейной поляризации, эллиптической поляризации, правосторонней эллиптической поляризации, левосторонней эллиптической поляризации, правосторонней круговой поляризации и левосторонней круговой поляризации.
3. Способ по п.1, дополнительно содержащий использование, по меньшей мере, одной антенны с предпочтительной поляризацией как для передачи, так и для приема.
4. Способ по п.1, в котором обратный модулированный импульс является амплитудно-модулированным.
5. Способ по п.1, в котором обратный модулированный импульс является частотно-модулированным и имеет, по меньшей мере, вторую частоту несущего сигнала, и в котором модуляция частоты обратного модулированного импульса сдвигает вторую частоту несущего сигнала относительно первой частоты несущего сигнала на величину, превышающую полосу частот, соответствующих доплеровским сдвигам, связанным с относительным перемещением устройства и объектов в зоне их радиолокационного обнаружения.
6. Способ по п.5, в котором модуляция обратного модулированного импульса характеризуется центральной частотой.
7. Способ по п.5, в котором модуляция обратного модулированного импульса представляет собой модуляцию прямоугольной волной с основной частотой.
8. Способ по п.7, в котором прямоугольная волна закодирована для исключения неопределенности во времени прихода обратного модулированного импульса.
9. Способ по п.8, в котором прямоугольная волна закодирована с использованием технологии, выбранной из группы, которая состоит из амплитудной манипуляции, квадратурной амплитудной модуляции, частотной манипуляции без разрыва фазы, частотной манипуляции, фазовой манипуляции, дифференциальной фазовой манипуляции, квадратурной фазовой манипуляции, манипуляции с минимальным сдвигом, гауссовской манипуляции с минимальным сдвигом, фазово-импульсной модуляции, амплитудно-импульсной модуляции, широтно-импульсной модуляции, модуляции кодами Уолша, модуляции “золотыми” кодами, модуляции кодами Баркера, модуляции псевдослучайными шумоподобными последовательностями и кодами без постоянной составляющей, имеющими автокорреляцию, равную 1, при нулевом временном смещении и, по существу, близкую к нулю при ненулевом временном смещении.
10. Способ по п.8, в котором прямоугольную волну периодически кодируют для различения траекторий передачи в оба конца, которые кратны периоду повторения переданного импульса.
11. Способ по п.1, дополнительно содержащий прием множества обратных модулированных импульсов в обратном сигнале, причем множество обратных модулированных импульсов соответствует множеству активных наземных ориентиров; и обработку обратного сигнала для того, чтобы выделить соответствующий обратный модулированный импульс из обратного сигнала и определить дальность от устройства до соответствующего активного наземного ориентира.
12. Способ по п.11, в котором модуляция обратного модулированного импульса от соответствующего активного наземного ориентира отличается от модуляции, используемой, по меньшей мере, множеством других активных наземных ориентиров.
13. Способ по п.12, в котором обратный модулированный импульс от соответствующего активного наземного ориентира является частотно-модулированным и имеет, по меньшей мере, вторую частоту несущего сигнала, и в котором модуляция частоты обратного модулированного импульса сдвигает вторую частоту несущего сигнала относительно первой частоты несущего сигнала на величину, превышающую полосу частот, соответствующих доплеровским сдвигам, связанным с относительным перемещением устройства и объектов в зоне радиолокационного обнаружения.
14. Способ по п.13, в котором модуляция обратного модулированного импульса представляет собой модуляцию прямоугольной волной с основной частотой, а множество активных наземных ориентиров имеют соответствующие различные основные частоты.
15. Способ по п.13, в котором модуляция обратного модулированного импульса характеризуется центральной частотой, а множество активных наземных ориентиров имеют соответствующие различные центральные частоты.
16. Способ по п.12, в котором обратный модулированный импульс от соответствующего активного наземного ориентира является амплитудно-модулированным.
17. Способ по п.1, дополнительно содержащий
перемещение устройства с некоторой скоростью в конкретном направлении при выполнении приема;
обнаружение доплеровского сдвига в обратном модулированном импульсе в обратном сигнале и
определение угла между упомянутым конкретным направлением и прямой линией между устройством и активным наземным ориентиром в функции обнаруженного доплеровского сдвига.
18. Способ по п.1, дополнительно содержащий
перемещение активного наземного ориентира с некоторой скоростью в конкретном направлении при выполнении приема;
обнаружение доплеровского сдвига в обратном модулированном импульсе в обратном сигнале и
определение угла между упомянутым конкретным направлением и прямой линией между устройством и активным наземным ориентиром в функции обнаруженного доплеровского сдвига.
19. Способ по п.1, дополнительно содержащий определение положения устройства на расстояниях, превышающих пороговое значение, с использованием дальнометрии по принципу «от радара к радару» с помощью второго устройства.
20. Способ по п.19, дополнительно содержащий кодирование информации с данными, используемыми при дальнометрии по принципу «от радара к радару», в сигналах, которыми обмениваются упомянутое устройство и упомянутое второе устройство.
21. Система позиционирования, содержащая
активный наземный ориентир, который включает в себя модулятор; и
устройство, сконфигурированное для передачи электромагнитного импульса, имеющего поляризацию и первую частоту несущего сигнала, для приема обратного сигнала, включающего в себя обратный модулированный импульс от активного наземного ориентира в течение времени, для обработки обратного сигнала, чтобы выделить обратный модулированный импульс из обратного сигнала, и для определения дальности от устройства до активного наземного ориентира;
в которой устройство предпочтительно принимает обратные сигналы, имеющие поляризацию.
22. Система по п.21, в которой поляризацию выбирают из группы, состоящей из линейной поляризации, эллиптической поляризации, правосторонней эллиптической поляризации, левосторонней эллиптической поляризации, правосторонней круговой поляризации и левосторонней круговой поляризации.
23. Система по п.21, в которой устройство дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одну антенну, сконфигурированную для предпочтительного приема сигналов, имеющих упомянутую поляризацию.
24. Система по п.21, в которой устройство дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одну антенну, сконфигурированную как для предпочтительной передачи импульса, имеющего поляризацию, так и для предпочтительного приема сигналов, имеющих поляризацию.
25. Система по п.21, в которой устройство дополнительно включает в себя антенну, выбранную из группы, состоящей из линейно поляризованной антенны и антенны с круговой поляризацией.
26. Система по п.21, в которой устройство дополнительно включает в себя антенну, выбранную из группы, состоящей из биконической антенны, биконической антенны с заземленным экраном, спиральной антенны, горизонтальной всенаправленной антенны, всенаправленной антенны, полунаправленной антенны и изотропной антенны.
27. Система по п.21, в которой устройство дополнительно включает в себя декогерирующую пластину для уменьшения перекрестных помех между передающей антенной и приемной антенной, где для множества траекторий по всему диапазону траекторий от передающей антенны до приемной антенны декогерирующая пластина по существу определяет соответствующую траекторию, которая не совпадает по фазе на 180°.
28. Система по п.21, в которой активный наземный ориентир дополнительно включает в себя заземляющую пластину для уменьшения перекрестных помех между передающей антенной и приемной антенной.
29. Система по п.21, дополнительно содержащая пассивную отражательную структуру рядом с активным наземным ориентиром.
30. Система по п.29, в которой пассивную отражательную структуру выбирают из группы, состоящей из двухгранного угла и уголковой кубической структуры.
31. Система по п.21, в которой устройство дополнительно включает в себя
механизм передвижения транспортного средства для перемещения устройства в конкретном направлении с некоторой скоростью;
процессор данных;
по меньшей мере, один программный модуль, исполняемый процессором данных, причем, по меньшей мере, один программный модуль содержит команды для
обнаружения доплеровского сдвига в обратном модулированном импульсе в обратном сигнале и
определения угла между упомянутым конкретным направлением и прямой линией между устройством и активным наземным ориентиром.
32. Система по п.21, в которой активный наземный ориентир дополнительно включает в себя механизм для перемещения активного наземного ориентира в конкретном направлении с некоторой скоростью; и
устройство дополнительно включает в себя
процессор данных;
по меньшей мере, один программный модуль, исполняемый процессором данных, причем, по меньшей мере, один программный модуль содержит команды для
обнаружения доплеровского сдвига в обратном модулированном импульсе в обратном сигнале и
определения угла между упомянутым конкретным направлением и прямой линией между устройством и активным наземным ориентиром.
33. Система по п.21, в которой устройство модулирует обратный сигнал модулирующим сигналом, используемым для создания обратного модулированного импульса, с тем чтобы выделить обратный модулированный импульс из обратного сигнала.
34. Система по п.21, в которой обратный модулированный импульс является амплитудно-модулированным.
35. Система по п.21, в которой обратный модулированный импульс является частотно-модулированным и имеет, по меньшей мере, вторую частоту несущего сигнала, и в которой вторая частота несущего сигнала сдвинута относительно первой частоты несущего сигнала на величину, превышающую полосу частот, соответствующих доплеровским сдвигам, связанным с относительным перемещением устройства и объектов в зоне радиолокационного обнаружения.
36. Система по п.35, в которой обратный модулированный импульс имеет модуляцию, характеризующуюся центральной частотой.
37. Система по п.35, в которой обратный модулированный импульс имеет модуляцию прямоугольной волной с основной частотой.
38. Система по п.37, в которой прямоугольную волну кодируют для исключения неопределенности во времени прихода обратного модулированного импульса.
39. Система по п.38, в которой прямоугольную волну кодируют с использованием технологии, выбранной из группы, которая состоит из амплитудной манипуляции, квадратурной амплитудной модуляции, частотной манипуляции без разрыва фазы, частотной манипуляции, фазовой манипуляции, дифференциальной фазовой манипуляции, квадратурной фазовой манипуляции, манипуляции с минимальным сдвигом, гауссовской манипуляции с минимальным сдвигом, фазово-импульсной модуляции, амплитудно-импульсной модуляции, широтно-импульсной модуляции, модуляции кодами Уолша, модуляции “золотыми” кодами, модуляции кодами Баркера, модуляции псевдослучайными шумоподобными последовательностями и кодами без постоянной составляющей, имеющими автокорреляцию, равную 1, при нулевом временном смещении и по существу близкую к нулю при ненулевом временном смещении.
40. Система по п.38, в которой прямоугольную волну периодически кодируют для различения траекторий передачи в оба конца, которые кратны периоду повторения переданного импульса.
41. Система по п.21, дополнительно содержащая
множество активных наземных ориентиров, где обратный сигнал включает в себя множество обратных модулированных импульсов, соответствующих множеству активных наземных ориентиров; а
устройство сконфигурировано для обработки обратного сигнала с тем, чтобы выделить соответствующий обратный модулированный импульс из обратного сигнала, и определения дальности от устройства до соответствующего активного наземного ориентира.
42. Система по п.41, в которой обратный модулированный импульс от соответствующего активного наземного ориентира имеет модуляцию, отличную от модуляции, используемой, по меньшей мере, множеством других активных наземных ориентиров.
43. Система по п.42, в которой обратный модулированный импульс от соответствующего активного наземного ориентира является частотно-модулированным и имеет, по меньшей мере, вторую частоту несущего сигнала, и в которой вторая частота несущего сигнала сдвинута относительно первой частоты несущего сигнала дальше, чем полоса частот, соответствующих доплеровским сдвигам, связанным с относительным перемещением устройства и объектов в зоне радиолокационного обнаружения.
44. Система по п.43, в которой обратный модулированный импульс от соответствующего активного наземного ориентира имеет модуляцию прямоугольной волной с основной частотой, а множество активных наземных ориентиров имеют соответствующие различные основные частоты.
45. Система по п.43, в которой обратный модулированный импульс от соответствующего активного наземного ориентира имеет модуляцию, характеризующуюся центральной частотой, а множество активных наземных ориентиров имеют соответствующие различные центральные частоты.
46. Система по п.42, в которой обратный модулированный импульс от соответствующего активного наземного ориентира является амплитудно-модулированным.
47. Система по п.21, в которой активный наземный ориентир дополнительно включает в себя
приемную антенну для приема сигнала приема, соответствующего переданному электромагнитному импульсу;
усилитель для усиления сигнала приема;
генератор сигнала для создания модулирующего сигнала;
смеситель для модулирования сигнала приема модулирующим сигналом для создания модулированного сигнала передачи и
передающую антенну для передачи обратного электромагнитного модулированного импульса, соответствующего модулированному сигналу передачи.
48. Система по п.47, в которой активный наземный ориентир дополнительно включает в себя полосовой фильтр для ограничения полосы сигнала приема.
49. Система по п.47, в которой активный наземный ориентир дополнительно включает в себя съемный источник энергии.
50. Система по п.47, в которой генератор сигнала является программируемым и предназначен для хранения и исполнения команд для изменения модулирующего сигнала, созданного генератором сигнала, и изменения тем самым модуляции передаваемого модулированного импульса.
51. Система по п.47, в которой генератор сигнала является программируемым и предназначен для хранения и исполнения команд для изменения модулирующего сигнала, созданного генератором сигнала, и изменения тем самым кодирования передаваемого модулированного импульса.
52. Система по п.47, в которой передающая антенна и приемная антенна объединены в общую антенну, а активный наземный ориентир дополнительно включает в себя линию задержки и решетку передачи- приема для развязки мультиплексированных во времени сигналов приемного и передающего трактов.
53. Система по п.47, в которой передающая антенна и приемная антенна объединены в общую антенну, а активный наземный ориентир дополнительно включает в себя переключатель передачи-приема для развязки мультиплексированных во времени сигналов приемного и передающего трактов.
54. Система по п.47, в которой приемную антенну и передающую антенну выбирают из группы, состоящей из линейно поляризованной антенны и антенны с круговой поляризацией.
55. Система по п.47, в которой приемную антенну и передающую антенну выбирают, каждую, из группы, состоящей из биконической антенны, биконической антенны с заземленным экраном, спиральной антенны, горизонтальной всенаправленной антенны, всенаправленной антенны, полунаправленной антенны и изотропной антенны.
56. Система по п.21, в которой устройство дополнительно сконфигурировано для запоминания, по меньшей мере, одной калиброванной задержки для, по меньшей мере, соответствующего активного наземного ориентира, и дальность от устройства до активного наземного ориентира определяют с использованием этой калиброванной задержки.
57. Система по п.21, в которой устройство дополнительно сконфигурировано для передачи беспроводных сигналов синхронизации на активный наземный ориентир, причем сигналы синхронизации синхронизируют подачу питания на усилитель в активном наземном ориентире с упомянутым переданным импульсом.
58. Система по п.21, в которой активный наземный ориентир является люминесцентной лампой, а обратный модулированный импульс является частотно-модулированным и характеризуется центральной частотой, в два раза отличающейся от частоты переменного тока в люминесцентной лампе.
59. Система по п.21, в которой активный наземный ориентир имеет отражательную способность, зависящую от времени и пространства, на поверхности, которая определяет амплитудную модуляцию обратного модулированного импульса.
60. Система по п.59, в которой активный наземный ориентир дополнительно включает в себя механически поворачивающееся колесо.
61. Система по п.59, в которой активный наземный ориентир дополнительно включает в себя жидкокристаллический отражатель.
62. Система по п.21, дополнительно содержащая второе устройство, где положение упомянутого устройства на расстояниях, превышающих пороговое значение, определяют с использованием дальнометрии по принципу «от радара к радару» между упомянутым устройством и вторым устройством.
63. Система по п.62, в которой устройство дополнительно включает в себя модулятор и демодулятор, где модулятор и демодулятор используют для кодирования и декодирования информации с данными, используемыми при дальнометрии по принципу «от радара к радару», в сигналах, которыми обмениваются упомянутое устройство и второе устройство.