УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ТРЕХМЕРНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

1. Устройство (10) трехмерного позиционирования с
- базовой станцией (12) вторичного радара, которая предназначена для измерения дальности до ретрансляторов (14) и имеет по меньшей мере одну радарную антенну (16),
- GNSS-приемником (18), который предназначен для измерения GNSS-сигналов, и имеет GNSS-приемную антенну (20),
- инерциальным измерительным блоком (22), который предназначен для определения положения GNSS-приемной антенны, а также по меньшей мере одной радарной антенны в общей системе координат относительно нулевой точки, и
- интегрирующим процессором (24, 30, 31), в который подводятся измерения псевдодальности GNSS-приемника, радарные измерения дальности и измеренные инерциальным измерительным блоком (22) перемещения устройства относительно осей общей системы координат, и который определяет трехмерную позицию общей опорной точки путем объединения подведенных измерений и данных, при этом с учетом измеренных перемещений производится компенсация плеча.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что базовая станция (12) вторичного радара выполнена для того, чтобы работать в С-диапазоне частот (IEEE) и использовать FMCW-радарные сигналы для измерения дальности.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что предусмотрена инерциальная навигационная система (23), которая имеет инерциальный измерительный блок (22), и интегрирующий процессор (24, 30, 31) выполнен для выполнения внеоперационной области (28) системы (12) вторичного радара трехмерного позиционирования с первой объединенной навигацией на базе измерений псевдодальности GNSS-приемника (18) и инерциальных навигационных измерений инерциальной навигационной системы (23) и для выполнения в пределах операционной области (28) базовой станции (12) вторичного радара трехмерного позиционирования со второй объединенной навигацией на базе радарных измерений дальности, измерений псевдодальности GNSS-приемника (18) и инерциальных навигационных измерений инерциальной навигационной системы (23).
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что интегрирующий процессор (24, 30, 31) имеет нелинейный фильтр (36, 37) для обработки измерений псевдодальности GNSS-приемника, IMU-данных и радарных измерений дальности.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что предусмотрен нелинейный фильтр (36) для определения корректирующих данных INS-навигационного решения из измерений псевдодальности GNSS-приемника и радарных измерений дальности, и интегрирующий процессор (30) выполняет алгоритм бесплатформенной инерциальной навигационной системы, который на основании корректирующих данных и измеренных инерциальным измерительным блоком (22) перемещений устройства относительно осей общей системы координат определяет трехмерную позицию.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что нелинейный фильтр (37) выполнен для определения трехмерной позиции на основании измерений псевдодальности GNSS-приемника, радарных измерений дальности и INS -навигационного решения, и определенная трехмерная позиция для калибровки объединяется по каналу обратной связи с инерциальной навигационной системой (23) устройства.
7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что нелинейный фильтр (36, 37) аппроксимирует наклонную дальность между по меньшей мере одной радарной антенной (16) и одним ретранслятором (14) посредством нелинейной функции, прежде всего в особом случае посредством квадратичной функции, прежде всего в особом случае наклонная дальность r аппроксимируется с использованием следующей нелинейной функции:
где  - трехмерный вектор позиции в момент времени k между ретранслятором ТР и устройством U, где  - текущая точка приближения, где  - вектор частной производной от r в точке , и где  - матрица второй частной производной от r в точке .
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что нелинейный фильтр (36, 37) для решения нелинейной проблемы фильтрации использует для оптимизации нелинейный способ оптимизации, прежде всего сигма-точечный фильтр Калмана или фильтр 2-го порядка.
9. Устройство по одному из пп.4-8, отличающееся тем, что нелинейный фильтр (36, 37) реализует модель состояния, которая в зависимости от применения устройства имеет линейные или нелинейные уравнения состояния.
10. Способ трехмерного позиционирования со следующими шагами:
- прием радарных измерений дальности базовой станции (12) вторичного радара, которая предназначена для измерения дальности до ретрансляторов (14) и имеет по меньшей мере одну радарную антенну (16),
- прием измерений псевдодальности GNSS-приемника (18), который предназначен для измерения GNSS-сигналов и имеет GNSS-приемную антенну (20),
- прием измерений перемещения инерционного измерительного блока (22), который предназначен для того, чтобы определять положение GNSS-приемной антенны, а также по меньшей мере одной радарной антенны в общей системе координат относительно нулевой точки, и
- определение трехмерной позиции общей опорной точки путем объединения измерений псевдодальности GNSS-приемника, радарных измерений дальности и измерений перемещения инерциального измерительного блока с учетом компенсации плеча между опорной точкой, GNSS-приемной антенной, по меньшей мере одной радарной антенной и инерциальным измерительным блоком.
11. Способ по п.10, далее отличающийся следующими шагами:
- нелинейная фильтрация (36) для определения корректирующих данных INS-навигационного решения из принятых измерений псевдодальности и принятых радарных измерений дальности и
- выполнение алгоритма (38) бесплатформенной инерциальной навигационной системы для определения трехмерной позиции на основании корректирующих данных и принятых измерений перемещения или
- нелинейная фильтрация (37) для определения трехмерной позиции на основании принятых измерений псевдодальности, принятых радарных измерений дальности и принятого INS-навигационного решения.
12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что нелинейная фильтрация (36, 37) включает в себя аппроксимацию наклонной дальности между по меньшей мере одной радарной антенной (16) и одним ретранслятором (14) посредством нелинейной функции, прежде всего в особом случае квадратичной функции, прежде всего в особом случае аппроксимации наклонной дальности r с использованием следующей нелинейной функции:
где  - трехмерный вектор позиции в момент времени k между ретранслятором ТР и устройством U, где  - текущая точка приближения, где  - вектор частной производной от r в точке , и где  - матрица второй частной производной от r в точке .
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что нелинейная фильтрация (36, 37) для решения нелинейной проблемы фильтрации использует для оптимизации нелинейный способ оптимизации, прежде всего сигма-точечный фильтр Калмана или фильтр 2-го порядка.
14. Компьютерная программа для выполнения способа согласно одному из пп.10-13.
15. Компьютерный программный продукт, включающий в себя выполненный с возможностью машинного считывания носитель программы, на котором записана компьютерная программа согласно п.14 в форме выполненных с возможностью электронного и/или оптического считывания управляющих сигналов.