Патент на изобретение №2158004

(54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах определения координат источников радиоизлучения подвижных объектов. В способе используют центральный пункт (ЦП) и приемные пункты (ПП). Подвижные объекты (ПО) выполняют способными принимать управляющий сигнал (УС) и принимать и передавать широполосный сигнал (ШС), а (ПП) выполняют способными передавать и принимать (ШС). Индивидуальным кодом (ИК) для каждого ПО снабжают сигнал о состоянии ПО и УС. Принимают УС ПО, и при совпадении ИК УС и ИК ПО, а также при свободном радиоканале на первой радиочастоте для ПП и ЦП передают на сигнал о состоянии ПО на ЦП, а при несовпадении ИК УС и ИК ПО, а также при занятом радиоканале на первой радиочастоте для ПП и ЦП прекращают передачу на первой радиочастоте сигнала о состоянии ПО на ЦП. Принимают сигнал о состоянии ПО на ЦП и формируют сигнал подтверждения (СП) и УС, который снабжают ИК и кодом-признаком определения координат. Излучают на первой радиочастоте и принимают СП и УС на всех ПО и, по меньшей мере, в трех ПП. Прекращают передачу от ПО при приеме СП сигнала о состоянии ПО на ЦП, при приеме упомянутого УС формируют фазоманипулированный сигнал (ФМС) с широким спектром. Излучают последовательно во времени ФМС каждым приемным пунктом. Принимают ФМС ПО и преобразуют его в ФМС с другой центральной частотой. Ретранслируют от ПО ФМС к ПП. Принимают ФМС в ПП, корреляционно обрабатывают излученный и принятый ФМС и измеряют в каждом из ПП время задержки сигнала с минимальным временем задержки. Формируют в ПП сигналы, соответствующие временам задержек, и передают их последовательно во времени на второй радиочастоте от ПП в ЦП для вычисления дальности от ПП до ПО путем дальномерного метода местоопределения. Технический результат заключается в повышении качества и расширении функциональных возможностей. 1 с. и 7 з.п.ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах определения координат источников радиоизлучения, установленных на подвижных объектах, преимущественно для оценки местоположения подвижных милицейских групп, автомобилей служб экстренной помощи, транспортных средств инкассации, средств транспортировки ценных документов или грузов, а также в системах охранной сигнализации для определения местоположения автомобилей при их угоне.

Известен способ определения местоположения и идентификации подвижных объектов, основанный на излучении сигналов передатчиками, снабженными индивидуальными кодами и установленными на подвижных объектах, приеме этих сигналов за счет строго ограниченной энергодоступности только ближайшими к подвижным объектам приемниками, установленными на известных стационарных пунктах, передаче с приемников на пункт обработки данных о факте приема и коде принятых сигналов, где по координатам приемников, поднимающих сигналы передатчиков объектов, определяют местоположение подвижных объектов и производят их идентификацию (1).

Система, реализующая данный способ, содержит передатчики, установленные на объектах, N приемников, установленных на известных стационарных пунктах в пределах требуемого радиуса действия, пункт обработки и систему передачи информации с приемников на пункт обработки.

Ограничениями этого способа являются, во-первых, низкая точность местоопределения объектов, соизмеримая с расстоянием между ближайшими приемниками, во-вторых, низкая пропускная способность, в-третьих, ограниченный радиус действия.

Наиболее близким является способ обнаружения и идентификации подвижных объектов (ПО), включающий передачу на первой радиочастоте от подвижного объекта (ПО) сигнала о состоянии подвижного объекта, снабженного индивидуальным кодом (ИК) для каждого подвижного объекта, прием сигнала от объекта, по меньшей мере, в трех приемных пунктах (ПП), пространственно разнесенных на местности и с известными координатами, обработку сигнала в приемных пунктах для измерения времени задержки прихода сигнала в приемные пункты (ПП), излучение последовательно во времени на первой радиочастоте управляющего сигнала от центрального пункта (ЦП) для обеспечения последовательного снятия во времени информации с приемных пунктов, прием управляющего сигнала на первой радиочастоте в приемных пунктах (ПП) и передачу сигналов от ПП на второй радиочастоте в ЦП для вычисления дальности от ПП до ПО (2).

В известном способе излучают сигналы передатчиками ПО, снабженные ИК. Принимают и демодулируют сигналы в пространственно разнесенных ПП с известными координатами. Идентификацию ПО производят на основе демодуляции сигналов и расчете координат на ЦП с известными координатами по взаимным задержкам принятых в ПП сигналов ПО, скорректированных на соответствующие поправки, получаемые при калибровке. Калибровка периодически осуществляется путем излучения на первой радиочастоте из ЦП с известными координатами управляющего сигнала с опознавательным кодом калибровки. Этот сигнал принимают ПП и запоминают в виде поправок результатов сравнения полученных взаимных задержек между сигналами, принятыми в ПП, с известными расчетными величинами. Принятые в ПП сигналы ретранслируют с переносом спектра на ЦП, где эти сигналы принимают с преобразованием на единую промежуточную частоту и измеряют взаимные задержки между ними.

Ретрансляцию сигналов производят одновременно только тремя ПП в течение установленного промежутка времени, для чего с ЦП на первой радиочастоте ПО периодически излучают управляющий сигнал, снабженный индивидуальными кодами ПП. Принимают управляющий сигнал в ПП, демодулируют и при совпадении переданного кода с индивидуальным кодом ПП осуществляют ретрансляцию сигналов этим ПП. В управляющем сигнале формируют индивидуальные коды трех близлежащих ПП с последовательным перебором от цикла к циклу кодов всех ПП.

Кроме того, в установленные промежутки времени в управляющем сигнале формируют опознавательный код калибровки. ПО излучают сигналы периодически с установленной скважностью. Идентификацию подвижных объектов и опознавание кода калибровки производят на ЦП по результатам демодуляции, сравнения и формирования усредненного кода сигналов, принятых одновременно с трех ПП.

Расчет координат, идентификацию ПО и калибровку ПП производят в случае равенства нулю суммы трех измеренных значений взаимных задержек между парами сигналов, принятых с первого и второго, второго и третьего, третьего и первого ПП выбранной группы ПП и совпадения кодов сигналов, ретранслированных этими ПП. Для измерения взаимной задержки между сигналами синхронно производят их дискретизацию во времени и квантование по уровню, преобразуют полученные дискретные временные отсчеты этих сигналов в совокупность дискретных спектральных компонент и вычисляют взаимную задержку.

Сигнал о состоянии ПО в этой системе может содержать информации о типе, цвете, номерном знаке ПО и тому подобном, а само событие, соответствующее тому или иному происшествию, не оценивается. При выходе в радиоканал на первой радиочастоте конкретного ПО полагают, что с ним произошло какое-либо нежелательное событие.

Ограничениями известного технического решения являются низкие точность местоопределения, пропускная способность и функциональные возможности, что обусловлено следующими обстоятельствами.

Во-первых, принципиальные ограничения в точности местоопределения связаны с основными факторами: многолучевым характером распространения радиоволн в условиях городской застройки и уменьшением отношения сигнал-шум на входах блоков измерения задержки ЦП из-за внутрисистемных помех, обусловленных отсутствием синхронизации процессов включения передатчиков подвижных объектов, когда один или несколько ПО с перекрывающимися периодами излучения, не находящихся в зоне энергодоступности (зоне, где обеспечивается заданная точность местоопределения) трех работающих в данный момент времени ПП, повышают уровень внешних шумов на их входах. Аналогичная ситуация возникает и при калибровке системы. Все эти факторы приводят к погрешностям измерений и, следовательно, к ошибкам местоопределения.

Во-вторых, пропускная способность способа и всей системы ограничена общим временем перекрытия периодов излучения ПО, находящихся в зоне энергодоступности ПП, и периодов излучения управляющих сигналов ПП и сигналов ПО. При увеличении числа ПО и/или ПП общее время перекрытия периодов излучения увеличивается, что приводит к уменьшению времени функционирования системы в рабочем режиме и уменьшает технико-эксплуатационные возможности способа.

В-третьих, способ и система позволяют реализовать лишь определение местоположения ПО и его стандартную идентификацию, например, фамилию владельца ПО, марку, цвет, регистрационный номер автомобиля, на котором установлен передатчик ПО, при этом расширение набора сервисных услуг, предоставляемых владельцу ПО, приводит к дополнительному усложнению всей системы, а в соответствии с указанным выше ограничением это приводит к дополнительному значительному уменьшению времени функционирования системы в рабочем режиме при обработке увеличивающегося количества информационных параметров. Кроме того, в связи с большим временем обработки этих параметров сигнал о состоянии подвижного объекта характеризует только возникновение нештатной ситуации с ПО, и известный способ не позволяет оперативно информировать ЦП о конкретном событии, произошедшем с ПО, и оказать ему соответствующую помощь или услугу.

В-четвертых, в данном способе для измерения дальности и координат местоположения ПО применяется разностно-дальномерный метод местоопределения с недостаточно высокой дальностью обнаружения и идентификации ПО, что приводит к или необходимости увеличения количества ПП или к увеличению мощностных характеристик передатчиков, входящих в состав системы, или к улучшению качества приема приемников, что увеличивает стоимость системы в целом.

Решаемая изобретением задача – повышение качества и расширение функциональных возможностей без существенного увеличения арсенала используемых технических средств.

Технический результат, который может быть получен при реализации заявленного способа, – повышение точности местоопределения подвижного объекта, увеличение зоны обслуживания без увеличения количества приемных пунктов или улучшения энергетических характеристик используемой в способе аппаратуры, увеличение пропускной способности способа и количества одновременно обслуживаемых подвижных объектов, увеличение сервисных возможностей.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном способе, включающем передачу на первой радиочастоте от подвижного объекта сигнала о состоянии подвижного объекта, снабженного индивидуальным кодом для каждого подвижного объекта, прием сигнала от объекта, по меньшей мере, в трех приемных пунктах, пространственно разнесенных на местности и с известными координатами, обработку сигнала в приемных пунктах для измерения времени задержки прихода сигнала в приемные пункты, излучение последовательно во времени на первой радиочастоте управляющего сигнала от центрального пункта для обеспечения последовательного снятия во времени информации с приемных пунктов, прием управляющего сигнала на первой радиочастоте в приемных пунктах и передачу сигналов от приемных пунктов на второй радиочастоте в центральный пункт для вычисления дальности от приемных пунктов до подвижного объекта, согласно изобретению подвижные объекты выполняют способными принимать управляющий сигнал и принимать и передавать широкополосный сигнал, а приемные пункты выполняют способными передавать и принимать широкополосный сигнал, передают на первой радиочастоте от подвижного объекта сигнал о состоянии подвижного объекта, дополнительно снабженный кодом-признаком состояния, дополнительно принимают сигнал о состоянии подвижного объекта в других подвижных объектах и блокируют их передачу сигналов о состоянии подвижных объектов, принимают сигнал о состоянии от подвижного объекта на центральном пункте, при приеме сигнала о состоянии подвижного объекта в центральном пункте блокируют передачу им на первой радиочастоте сигналов подвижным объектам и приемным пунктам, формируют в центральном пункте сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом подвижного объекта, и управляющий сигнал, который дополнительно снабжают кодом-признаком определения координат, излучают центральным пунктом сигнал подтверждения и управляющий сигнал на первой радиочастоте, принимают на первой радиочастоте сигнал подтверждения и управляющий сигнал на всех подвижных объектах и, по меньшей мере, в трех приемных пунктах, при приеме сигнала подтверждения на подвижном объекте, передавшем сигнал о состоянии подвижного объекта, прекращают передачу сигнала о состоянии этого подвижного объекта, а при приеме управляющего сигнала остальными подвижными объектами после окончания управляющего сигнала раз блокируют их передачу сигналов о состоянии подвижных объектов, при приеме управляющего сигнала в приемных пунктах формируют фазоманипулированный сигнал с широким спектром и с первой центральной частотой, отличной от первой радиочастоты и второй радиочастоты, дополнительно излучают последовательно во времени фазоманипулированный сигнал каждым приемным пунктом, принимают фазоманипулированный сигнал подвижным объектом, передавшим сигнал о состоянии подвижного объекта, и преобразуют его в фазоманипулированный сигнал со второй центральной частотой, отличной от первой центральной частоты, от первой радиочастоты, от второй радиочастоты и с сохранением спектра фазоманипулированного сигнала с первой центральной частотой, ретранслируют подвижным объектом фазоманипулированный сигнал со второй центральной частотой, принимают фазоманипулированный сигнал со второй центральной частотой, по меньшей мере, в трех приемных пунктах, ранее излучивших фазоманипулированный сигнал с первой центральной частотой, корреляционно обрабатывают в приемных пунктах на одной промежуточной частоте излученный и принятый фазоманипулированные сигналы и измеряют в каждом из приемных пунктов время задержки сигнала с минимальным временем задержки, формируют в приемных пунктах сигналы, соответствующие временам задержек, и передают их последовательно во времени на второй радиочастоте от приемных пунктов в центральный пункт для вычисления дальности от приемных пунктов до подвижного объекта путем дальномерного метода местоопределения.

Возможны дополнительные варианты осуществления способа, в которых:
– скважность сигналов о состоянии подвижного объекта для каждого из подвижных объектов выбирают различной;
– код-признак состояния в сигнале о состоянии подвижного объекта выбирают общим для всех подвижных объектов, а в качестве кодов-признаков используют отдельные коды, характеризующие постановку подвижного объекта на регистрацию, или снятие подвижного объекта с регистрации, или дорожно-транспортное происшествие, или вызов медицинской помощи, или вызов эвакуатора подвижного объекта, или определение маршрута следования, или присутствие в регистрационном списке.

В дополнение к предыдущему варианту возможны варианты осуществления способа, в которых:
– при постановке подвижного объекта на регистрацию, или при снятии подвижного объекта с регистрации, или при дорожно-транспортном происшествии, или при вызове медицинской помощи, или при вызове эвакуатора, или при определении маршрута следования, или при определении присутствия подвижного объекта в регистрационном списке, при приеме сигнала о состоянии подвижного объекта в центральном пункте запоминают индивидуальный код такого подвижного объекта для регистрации центральным пунктом соответствующего события, излучают центральным пунктом на первой радиочастоте сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом подвижного объекта, принимают и запоминают сигнал подтверждения в подвижном объекте для регистрации подвижным объектом подтверждения приема центральным пунктом информации о событии;
– при определении присутствия подвижного объекта в регистрационном списке в центральном пункте формируют сигнал присутствия, снабженный индивидуальным кодом и кодом-признаком присутствия, излучают на первой радиочастоте сигнал присутствия центральным пунктом, принимают на первой радиочастоте сигнал присутствия в подвижном объекте, формируют в подвижном объекте сигнал подтверждения присутствия с индивидуальным кодом и с дополнительно введенным кодом-признаком подтверждения присутствия, передают его на первой радиочастоте, принимают центральным пунктом на первой радиочастоте сигнал подтверждения присутствия и запоминают в центральном пункте индивидуальный код такого подвижного объекта для регистрации присутствия подвижного объекта;
– при определении маршрута следования подвижного объекта управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом и кодом-признаком определения координат, излучают на первой радиочастоте с задержкой после окончания сигнала подтверждения на время излучения фазоманипулированных сигналов на первой центральной частоте всеми приемными пунктами и ретрансляцию фазоманипулированного сигнала подвижным объектом на второй центральной частоте, при этом излучение сигнала управления повторяют через заданные промежутки времени.

В дополнение к основному варианту осуществления способа возможен вариант, в котором при измерении времени задержки сигнала с минимальным временем задержки выделяют все поступившие сигналы относительно порогового уровня шумов в каналах с фиксированными номерами, настроенных на задержки, кратные длительности элементарного импульса модулирующей функции фазоманипулированного сигнала, затем выделяют сигнал, соответствующий минимальной задержке, дополнительно используют нониусные каналы с фиксированными номерами и с настройкой по задержке, равной части длительности элементарного импульса модулирующей функции, выделяют сигнал, соответствующий минимальной задержке, в нониусном канале, а время задержки определяют по нониусному каналу с максимальным уровнем сигнала, при этом фиксированный номер нониусного канала принимают соответствующим численной величине времени задержки сигнала.

В дополнение к предыдущему варианту осуществления способа возможен вариант, в котором корреляционную обработку излученного и принятого фазоманипулированного сигнала производят в каналах с фиксированными номерами путем одновременного перемножения принятого фазоманипулированного сигнала с копиями модулирующей функции излученного фазоманипулированного сигнала, причем копии задерживают на равные промежутки времени относительно момента времени, равного суммарной задержке в приемном пункте и подвижном объекте, перемноженные сигналы фильтруют в полосе, равной обратной величине длительности модулирующей функции, детектируют по амплитуде, интегрируют в течение длительности модулирующей функции и сравнивают с пороговым уровнем шумов.

В предложенном способе обнаружения и идентификации подвижных объектов использованы следующие действия, направленные на решение поставленной задачи.

Применение для измерения времени задержки дальномерного метода и сложного фазоманипулированного сигнала с широким спектром, его оптимальной обработки, обеспечивающей на выходе корреляционного канала максимально возможного пикового отношения сигнала к среднеквадратическому значению шума и подавление сосредоточенных помех, позволяет увеличить дальность действия системы, сократить число приемных пунктов при сохранении точности и повысить пропускную способность. Использование свойств сложного фазоманипулированного сигнала, обеспечивающих возможность разделения лучей в многолучевых каналах связи для выделения прямого луча, т.е. луча с наименьшей задержкой, позволяет в условиях городской застройки повысить точность измерения задержки сигнала. Исключение режима калибровки в установленные промежутки времени (в сравнении с ближайшим аналогом) обеспечивает повышение пропускной способности при увеличении точности измерений времени запаздывания сигнала. В данном случае при ширине спектра сигнала, составляющей единицы мегагерц, и технически реализуемом изменении времени запаздывания сигнала в аппаратуре за счет дестабилизирующих факторов в пределах единиц процентов от обратной величины ширины полосы пропускания, погрешность составляет тысячные доли микросекунд, что несущественно и позволяет осуществлять только первоначальную калибровку в заводских условиях при изготовлении системы. Регламентация режима излучения на основе опознавания занятости радиоканала, направленная на исключение одновременной работы на одной частоте нескольких источников с перекрывающимися периодами излучения, позволяет повысить точность измерений за счет исключения внутрисистемных помех.

Разделение информационно-управляющего и измерительного каналов при сохранении числа рабочих частот с введением в информационно-управляющую подсистему кодов-признаков, характеризующих состояние подвижных объектов, позволяет независимо осуществлять первичный радиоконтакт с одними подвижными объектами при определении координат других подвижных объектов, расширить набор услуг, предоставляемых владельцу подвижного объекта, и определять в зависимости от состояния подвижного объекта приоритет предоставления измерительного канала, например, при экстренном вызове скорой медицинской помощи.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его осуществления с ссылками на прилагаемые фигуры.

Фигура 1 изображает структурную блок-схему системы, реализующую заявленный способ;
фиг. 2 – функциональную схему центрального пункта;
фиг. 3 – функциональную схему приемного пункта;
фиг. 4 – функциональную схему приемо-передатчика подвижного объекта;
фиг. 5 – функциональную схему блока измерения задержки;
фиг. 6 – временные диаграммы сигналов, поясняющие в целом работу системы, реализующей заявленный способ;
фиг. 7 – временные диаграммы сигналов для блока измерения задержки;
на фиг. 8 – схему варианта расположения на местности приемных пунктов при N = 7.

На фиг. 6 показаны:
а – сигнал о состоянии первого ПО; б – второго ПО; в – третьего ПО; г – четвертого ПО; д – сигналы ЦП первому, второму, третьему и четвертому ПО; е – сложные фазоманипулированные сигналы первого, второго, …, N ПП, где N – количество ПП; ж – сигнал на управляющем входе второго радиопередающего блока первого ПО; з – сигнал на управляющем входе второго радиопередающего блока второго ПО; и – ретранслированные первым и вторым ПО сложные фазоманипулированные сигналы на входах первого, второго, …, N ПП; к – сигналы первого, второго, …, N ПП с информацией о расстояниях (задержках фазоманипулированных сигналов) между первым, вторым, …, N ПП и первым ПО и между первым, вторым, …, N ПП и вторым ПО.

На фиг. 7 упрощенно показаны:
а – прямой A и отраженный B сигналы при обработке в ПП; б – зависимость уровня выходного сигнала от времени задержки входного сигнала на выходах P+1 и опорных каналов, где P – суммарное число опорных и нониусных каналов; в – уровень сигналов на выходах опорных каналов; г – зависимость уровня выходного сигнала от времени задержки входного сигнала на выходах нониусных каналов; д – уровень сигнала на выходах нониусных каналов; где t₀ – длительность элементарного импульса модулирующей функции; U – пороговый уровень; – погрешность измерения задержки сигнала.

В качестве примера, реализующего заявленный способ обнаружения и идентификации подвижных объектов, приведена система для определения их местоположения (фиг. 1).

Система (фиг. 1) содержит центральный пункт (ЦП) 1, N приемных пунктов (ПП) 2.n (n = 1, 2, …, N), причем N3, и M подвижных объектов (ПО) 3.m (m = 1, 2, …, M).

ЦП 1 (фиг. 2) имеет приемную антенну (ПрА) 4, первый и второй радиоприемные блоки (РПрБ) 5 и 6, первый и второй демодуляторы (ДМ) 7 и 8, блок опознавания кода объекта (БОКО) 9, блок обнаружения сигнала (БОС) 10, управляющий блок (УБ) 11, генератор кодов объектов (ГКО) 12, радиопередающий блок (РПБ) 13, антенный коммутатор (АК) 14, приемо-передающую антенну (ППА) 15, блок индикации (БИ) 16, запоминающее устройство (ЗУ) 17 и блок расчета координат (БРК) 18. РПрБ 6, ДМ 8, ЗУ 17, БРК 18 соединены последовательно. РПрБ 5, ДМ 7, БОКО 9 соединены последовательно. ГКО 12, РПБ 13, АК 14 соединены последовательно. Выход БОКО 9 соединен с входом ГКО 12 через первый вход и первый выход (управляющий) УБ 11. Выход РПрБ 5 соединен со вторым входом УБ 11 через БОС 10. Выход БРК 18 соединен с третьим входом УБ 11. Первый выход АК 14 соединен с входом РПрБ 5. Второй вход/выход (режим прием/передача) АК 14 соединен с ППА 15. Второй выход УБ 11 соединен со вторым входом РПБ 13. Третий выход УБ 11 соединен со вторым входом АК 14. Четвертый выход УБ 11 соединен с входом БИ 16. Пятый выход УБ 11 соединен со вторым входом (управляющим) БРК 18. Шестой выход УБ 11 соединен со вторым входом (управляющим) ЗУ 17.

Каждый ПП 2. n (фиг. 3) содержит первую и вторую приемные антенны 19 и 20, первый и второй радиоприемные блоки (РПрБ) 21 и 22, демодулятор (ДМ) 23, блок опознавания кодов (БОК) 24, управляющий блок (УБ) 25, блок измерения задержки (БИЗ) 26, первый и второй радиопередающие блоки (РПБ) 27 и 28, первую и вторую передающие антенны (ПА) 29 и 30. РПрБ 21, ДМ 23, БОК 24 соединены последовательно. Выход БОК 24 соединен с первым входом РПБ 27 через первый вход и первый выход (управляющий) УБ 25. РПрБ 22 соединен с первым входом (сигнальным) БИЗ 26. Второй и третий выход УБ 25 соединен со вторым и третьим входом (управляющими) БИЗ 26, соответственно. Первый выход БИЗ 26 соединен с первым входом РПБ 28, а второй выход БИЗ 26 соединен со вторым входом (сигнальным) РПБ 27. Четвертый выход УБ 25 соединен со вторым входом (управляющим) РПБ 28.

Каждый передатчик подвижного объекта 3.m (фиг. 4) содержит приемную антенну (ПрА) 31, первый и второй радиоприемные блоки (РПБ) 32 и 33, демодулятор (ДМ) 34, блок обнаружения сигнала (БОС) 35, блок опознавания кода объекта (БОКО) 36, управляющий блок (УБ) 37, генератор кода объекта (ГК) 38, первый и второй радиопередающие блоки (РПБ) 39 и 40, антенный коммутатор (АК) 41, приемо-передающую антенну (ППА) 42 и передающую антенну (ПА) 43. РПБ 32, ДМ 34, БОКО 36 соединены последовательно. ГК 38, РПБ 39, АК 41 соединены последовательно. Первый выход БОКО 36 соединен с входом ГК 38 через первый вход и первый выход (управляющий) УБ 37, соответственно. Выход РПБ 32 соединен со вторым входом УБ 37 через БОС 35. Второй выход УБ 37 соединен со вторым входом (управляющим) РПБ 39. Третий выход УБ 37 соединен со вторым входом (управляющим) АК 41. Первый выход АК 41 соединен с входом РПБ 32, а второй выход/вход АК 41 (режим передачи/приема) соединен с ППА 42. Выход РПБ 33 соединен с первым входом (сигнальным) РПБ 40. Второй выход БОКО 36 соединен со вторым входом РПБ 40, выход которого соединен с ПА 43.

Кроме того, блок измерения задержки БИЗ 26 (фиг. 3) имеет следующие технические средства (фиг. 5): генератор последовательности максимальной длины (ГПМД) 44, линию задержки с P отводами (ЛЗ) 45, (где P – число отводов, равное суммарному числу опорных и нониусных каналов), P+1 перемножителей (ПМ) 46. i (i = 1, 2, …, P+1), P+1 полосовых фильтров (ПФ) 47.i (i = 1, 2, …, P), P+1 амплитудных детекторов (АД) 48.i (i = 1, 2, …, P), P+1 интеграторов (И) 49.i (i = 1, 2, …, P+l) и решающий блок (РБ) 50. Первый вход БИЗ 26 (Вх. 1) – сигнальный, второй и третий входы (Вх.2 и Вх.3) являются входами управления и соединены со вторым и третьим выходом УБ 25, соответственно. Второй выход ГПМД 44 соединен с входом ЛЗ 45. БИЗ 26 имеет P+1 параллельную цепь, выполненную из последовательно соединенных ПМ 46.i, ПФ 47.i, АД 48.i, И 49.i. Первые входы ПМ 46.i всех параллельных цепей объединены общей шиной и являются первым входом (сигнальным), подсоединенным к выходу РПрБ 22 (фиг. 3), ЛЗ 45 (фиг. 5) имеет P отводов (выходов), каждый из которых соединен со вторыми входами каждого ПМ 46.i (i = 1, 2, …, P) для P цепей, а первый выход ГПМД 44 соединен со вторым входом (P+1)-го ПМ 46.P+1 параллельной цепи. Вход ГПМД 44 является вторым входом БИЗ 26. Выходы И 49 P+1 цепи соединены каждый с P+1 входом РБ 50, отдельные два входа управления которой также соединены отдельными цепями со вторым и третьим выходом УБ 25. Первый выход РБ 50 соединен общей шиной со вторыми входами И 49 каждой P+1 цепи и предназначен для приведения И 49 в исходное состояние для осуществления процесса интегрирования. Второй выход РБ 50 является сигнальным и предназначен для передачи сигнала с номером выделенного канала с наименьшей задержкой.

Функциональные связи между блоками (фиг. 2-5) показаны стрелками.

Система (фиг. 1) в соответствии с заявленным способом реализует следующие действия.

При изменении состояния подвижных объектов ПО 3.m, где m – порядковый номер ПО 3 (например, постановка на регистрацию, снятие с регистрации, экстренный вызов милиции, скорой медицинской помощи, сигнализация о дорожно-транспортном происшествии, вызов эвакуатора автомобиля, несанкционированное вскрытие и угон автомобиля и т.д.), в ПО 3 формируются индивидуальные коды для идентификации ПО 3 и коды-признаки состояния ПО 3, конкретные значения которых выбирают общими для всех ПО 3 (соответственно различными по выполняемым функциям, например, постановка на регистрацию или вызов скорой помощи, но одинаковыми по своей закодированной характеристике для всей системы). Каждый из кодов-признаков состояния соответствует некоторому новому состоянию ПО 3.m. в сравнении с предыдущим. Практически передача сигнала о состоянии подвижного объекта осуществляется при нажатии кнопки, соответствующей данному событию, на пульте управления аппаратуры ПО, а при угоне автомобиля при срабатывании датчика.

Для регистрации в системе (фиг. 1) производится опознавание занятости радиоканала. При свободном радиоканале передатчики ПО 3.m периодически с установленной скважностью излучают сигналы о состоянии ПО 3.m на первой радиочастоте с центральной частотой f и шириной спектра F, содержащие их индивидуальные и коды-признаки состояния в течение фиксированных интервалов времени t. При большом количестве ПО 3, обслуживаемых системой, существует вероятность одновременного излучения сигналов о состоянии подвижного объекта 3 двумя или более ПО 3.m, когда опознавание их индивидуальных кодов и кодов-признаков состояния становится невозможным.

За счет естественных различий в периоде следования радиосигналов ПО 3.m их взаимное положение в каждом периоде повторения будет изменяться случайно, поэтому в некоторый момент времени радиоканал окажется свободным для ПО 3. k*, где .k* – конкретный номер ПО, с некоторым, например, меньшим периодом T(k). Этот ПО 3.k* начинает излучение на первой радиочастоте и канал на этой радиочастоте f становится занятым для других ПО 3.m.

Принимают сигнал этого ПО 3.k* в ЦП 1, демодулируют, опознают индивидуальный и код-признак состояния, передают этому ПО 3.k* на частоте f шириной спектра F сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.k*. При приеме сигнала подтверждения ПО 3.k* прекращает периодическое излучение. Сигнал подтверждения передается с целью оповещения ПО 3.k*, что его состояние зафиксировано в ЦП 1. Этот сигнал для данного ПО 3.k* является одновременно сигналом блокировки, которая снимается самостоятельно при последующем изменении состояния ПО 3.k* (или при запросе его присутствия в регистрационном списке с ЦП 1).

Из ЦП 1 вслед за сигналом подтверждения передают управляющий сигнал. Этот управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат, является также управляющим сигналом для ПП 2. n. При окончании управляющего сигнала канал на радиочастоте f становится свободным для других ПО 3.m.

Управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат, принимают и обрабатывают в ПО 3.k* и в N ПП 2, демодулируют, опознают индивидуальный код в ПО 3.k*, опознают код-признак определения координат в ПО 3.k* и в N ПП 2. После обработки управляющего сигнала в N ПП 2 последовательно в установленные для каждого ПП 2.n промежутки времени однократно ПП 2.n излучают фазоманипулированные сигналы с центральной частотой f_с и шириной спектра f_c в течение фиксированных интервалов времени t_c. Принимают фазоманипулированные сигналы всех ПП 2.n в ПО 3.k*, подвергают преобразованию по частоте с сохранением спектра и ретранслируют на частоте f_р в течение интервала времени t_p, причем t_p= Nt_c, где N – общее число ПП 2.n (поскольку все N ПП 2.n обрабатывают управляющий сигнал с кодом-признаком определения координат – синхронизирующий сигнал с момента окончания которого осуществляют последовательную работу все N ПП 2.n).

Ретранслированные сигналы принимают в каждом ПП в промежуток времени, установленный каждому ПП 2.n для приема фазоманипулированного сигнала. Корреляционно обрабатывают в ПП 2.n на одной промежуточной частоте излученный и принятый фазоманипулированные сигналы и измеряют в каждом из ПП 2 время задержки сигнала с минимальным временем время задержки _i(i = 1,2,3,…N, где i – порядковый номер ПП 2.n, в котором измерено время задержки, а N – общее число ПП 2) принятого сигнала относительно модулирующей функции излученного на частоте f_с фазоманипулированного сигнала. Далее последовательно, в заданные для каждого ПП 2 промежутки времени излучают сигналы на второй радиочастоте с центральной частотой f_и и шириной спектра f_и, содержащие численные значения времен задержек _i, в течение фиксированных интервалов времени t_и. Принимают эти сигналы в ЦП 1, демодулируют, выделяют численные значения времен задержек _i, и по значениям времен задержек _i рассчитывают расстояния R_i между каждым ПП 2.n и ПО 3.k* дальномерным методом. По рассчитанным расстояниям R_i определяют местоположение (координаты) ПО 3.k*.

Независимо от состояния радиоканалов с центральными частотами f_с, f_р и f_и при свободном радиоканале с центральной частотой f другой ПО 3.l*, где l* – порядковый номер второго ПО 3.m с несколько большим периодом излучения T, начинает периодическое излучение сигнала о состоянии второго ПО 3.l*. На ЦП 1 принимают сигнал этого ПО 3.l*, демодулируют, опознают индивидуальный код и код-признак состояния определения координат, передают на первой радиочастоте f сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.l*, при приеме которого второй ПО 3.l* прекращает периодическое излучение. После окончания излучения фазоманипулированных сигналов на центральной частоте f_с всеми ПП 2 для ПО 3.l* при свободном радиоканале с центральной частотой f передают управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.l* и кодом-признаком определения координат. Далее аналогично принимают в ПО 3.l* и N ПП 2.n, излучают и ретранслируют фазоманипулированные сигналы с последующим определением координат ПО 3.l*.

В некоторый момент времени, независимо от состояния радиоканалов с центральными частотами f_с, f_р и f_и при свободном радиоканале с центральной частотой f третий ПО 3.m*, где m* – его порядковый номер, излучает сигнал, для примера снабженный индивидуальным кодом и кодом-признаком о постановке подвижного объекта на регистрацию (или снятием ПО 3 с регистрации). Этот сигнал принимают в ЦП 1, демодулируют, опознают индивидуальный код и код-признак состояния, по коду-признаку состояния определяют состояние ПО 3.m*. Результаты опознавания индивидуального кода и кода-признака состояния объекта регистрируются в ЦП 1. Далее, при свободном радиоканале с ЦП 1 на первой радиочастоте частоте f передают ПО 3.m* сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.m*, принимают его в ПО 3.m*, демодулируют, опознают индивидуальный код и прекращают периодическое излучение ПО 3.m*. Аналогичным образом осуществляют регистрацию других ПО 3.m.

Однако может возникнуть ситуация, при которой находящиеся в регистрационном списке ПО 3.m в установленные длительные промежутки времени не изменяли свое состояние и не излучали сигналы на первой радиочастоте f. В этом случае в заданные промежутки времени, например, 1 раз в сутки, с ЦП 1 на первой радиочастоте f при свободном радиоканале излучают сигналы присутствия, снабженные индивидуальным кодом тех ПО 3.m, которые не излучали сигналы о состоянии ПО 3.m, и кодом-признаком присутствия (в регистрационном списке). Приняв такой сигнал и опознав свой индивидуальный код и код-признак присутствия, четвертый ПО 3.p*, где p* – его порядковый номер, при свободном радиоканале на первой радиочастоте f излучает сигнал подтверждения присутствия, снабженный индивидуальным кодом и кодом-признаком подтверждения присутствия в системе. (Код-признак присутствия является запросом, в сигнале производимым ЦП 1. Он обеспечивает разблокировку передачи сигнала о состоянии ПО 3.p* после приема им индивидуального кода, который воспринимается как сигнал подтверждения – блокирующий сигнал. Код-признак подтверждения присутствия является ответом в сигнале состояния ПО 3.p* на запрос ЦП 1. Эти коды могут отличаться друг от друга или быть одинаковыми). Сигнал подтверждения присутствия принимают в ЦП 1, демодулируют, опознают индивидуальный код и код-признак подтверждения присутствия, регистрируют результаты опознавания в ЦП 1. Далее при свободном радиоканале с первой радиочастотой с ЦП 1 на первой радиочастоте f к четвертому ПО 3. p* излучают сигнал подтверждения центральным пунктом ЦП 1, снабженный индивидуальным кодом ПО 3.p*, при приеме и опознавании которого четвертый ПО 3.p* прекращает периодическое излучение на частоте f. Затем ЦП 1 излучают управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом четвертого ПО 3.p* и кодом-признаком определения координат, при этом управляющий сигнал излучают на первой радиочастоте f при свободном радиоканале после окончания излучения фазоманипулированных сигналов на частоте f_c всеми ПП 2.n. Далее этот управляющий сигнал аналогично принимают в четвертом ПО 3.p* и в N ПП 2, излучают и ретранслируют фазоманипулированные сигналы с последующим определением координат четвертого ПО 3. p* и регистрацией признака исправности аппаратуры четвертого ПО 3.p* в ЦП 1. Аналогичным образом осуществляют регистрацию присутствия в регистрационном списке и исправности аппаратуры других ПО 3.m, которые в установленные длительные промежутки времени не передавали сигнала о состоянии подвижного объекта.

Для обеспечения временного разделения сигналов и обеспечения нормального функционирования системы осуществляется синхронизация ее работы с использованием обычных приемов и технических средств, применяемых для этих целей в радиотехнической аппаратуре, которые не являются предметом настоящего изобретения. Далее более подробно описана работа системы для раскрытия возможности осуществления ею основных заявленных в способе действий приема и передачи сигналов и выполнения указанных функций техническими средствами.

В исходном состоянии (фиг. 4) ППА 42 каждого из ПО 3.m (фиг. 1) с помощью АК 41 отключена от выхода первого РПБ 39 и подключена к входу первого РПрБ 32. Для этого с третьего выхода УБ 38 на управляющий второй вход АК 41 постоянно подают соответствующий сигнал.

При изменении состояния ПО 3.m, когда необходимо сделать сообщение, например, поставить подвижный объект на регистрацию, или снять подвижный объект с регистрации без определения координат, или передать сообщение о дорожно-транспортном происшествии, о необходимости медицинской помощи, о вызове эвакуатора автомобиля и т.д. с определением координат, или при угоне автомобиля, сопровождении ценных грузов и т.д. с определением траектории перемещения, в УБ 37 формируется соответствующая комбинация сигналов, которая с первого выхода УБ 37 поступает на вход ГК 38, где хранится индивидуальный код именно этого ПО 3.k* и формируются коды-признаки состояния, значения которых являются одинаковыми и общими для всей системы в соответствии с заранее принятой для этого комбинацией сигналов кода.

Если радиоканал занят каким-либо другим ПО 3.m или ЦП 1, то на первой радиочастоте управляющий сигнал с центральной частотой f и шириной спектра F от другого ПО 3.m или ЦП 1 принимается ППА 42, через АК 41 поступает на вход первого РПрБ 32, где усиливается и преобразуется в сигнал с промежуточной частотой f_пр с сохранением первоначального спектра. Далее сигнал с выхода первого РПрБ 32 одновременно поступает на вход ДМ 34 и вход БОС 35. В демодуляторе 34 принимаемый сигнал демодулируется и далее поступает на вход БОКО 36, где производится сравнение полученного кода с индивидуальным кодом ПО 3. k*. При несовпадении принятого кода с индивидуальным кодом ПО 3.k* на выходе БОКО 36 сигнал совпадения отсутствует. В БОС 35 производится опознавание занятости радиоканала с центральной частотой f. На выходе БОС 35 формируется сигнал занятости радиоканала, который поступает на второй вход УБ 37, и УБ 37 по своим выходам 1, 2 и 3 запрещает излучение периодического сигнала ПО 3.k* на первой радиочастоте f.

При свободном радиоканале на первой радиочастоте f на выходе БОС 35 сигнал занятости радиоканала отсутствует и при необходимости вывода в радиоканал сигнала о своем состоянии ПО 3.k* периодически с периодом T с установленной скважностью излучают радиосигналы с центральной частотой f и шириной спектра F, содержащие его индивидуальный код и один код-признак состояния из набора общего кода. Излучение производится в течение фиксированных интервалов времени t (см. фиг. 6, а). При излучении этого сигнала радиоканал на первой радиочастоте f становится занятым, и другие ПО 3.m принимают этот сигнал, в соответствии с изложенным выше отслеживают занятость радиоканала и приостанавливают передачу сообщений о своем состоянии, исключая введение помехи в радиоканал на первой радиочастоте. Для излучения сигнала о состоянии ПО 3. k* в УБ 37 формируют периодические с периодом T с установленной скважностью в течение фиксированных интервалов времени t сигналы управления, которые с первого, второго и третьего выходов УБ 37 подают соответственно на второй вход АК 41, первый вход ГК 38 и второй вход первого РПБ 39. При приеме этих сигналов АК 41 подключает ППА 42 к выходу первого РПБ 39. Сигнал, содержащий индивидуальный и код-признак состояния, с выхода ГК 38 поступает на вход первого РПБ 39, и первый РПБ 39 включается.

Сигнал о состоянии подвижного объекта, излучаемый на первой радиочастоте f ПО 3.k*, принимается ППА 15 в ЦП 1 (фиг. 2), через АК 14 поступает на вход первого РПрБ 5, где усиливается и преобразуется в сигнал с промежуточной частотой f_пр с сохранением первоначального спектра. Далее сигнал с выхода первого РПрБ 5 поступает одновременно на входы первого ДМ 7 и БОС 10. В БОС 10 производится опознавание занятости радиоканала с центральной частотой f, формируется сигнал занятости канала, который с выхода БОС 10 поступает на второй вход УБ 11 для запрещения излучения сигнала на частоте f. В ДМ 7 производят демодуляцию сигнала, после чего демодулированный сигнал с выхода ДМ 7 поступает на вход БОКО 9, в котором производят опознавание индивидуального и кода-признака состояния ПО 3.k*.

Так как все ПО 3.m изменяют свое состояние независимо друг от друга, то существует вероятность при свободном радиоканале на первой радиочастоте одновременного излучения сигналов на частоте f двумя (или более) ПО 3.m. (в качестве примера см. фиг. 6, а и б). При одновременном поступлении сигналов о состоянии от, по меньшей мере, двух ПО 3.m. БОКО 9 не производит опознавания кодов ПО 3. m и сразу формирует сигнал ошибки. Однако за счет естественных различий в периоде следования радиосигналов ПО 3.m их взаимное положение в каждом периоде повторения изменяется случайно. Поэтому радиоканал на первой радиочастоте f окажется свободным в некоторый момент времени для первого из ПО 3.k*, у которого, например, период повторения T несколько меньше, чем у другого ПО 3.m*, для которого к моменту излучения радиоканал окажется занятым первым ПО 3.k*. Кроме того, при большом количестве используемых ПО 3.m в системе при изготовлении от партии к партии передатчиков РПБ 39 в аппаратуру закладывается возможность функционирования их с различной скважностью, что в целом уменьшает вероятность свершения события приема ЦП 1 сигнала о состоянии подвижного объекта от нескольких ПО 3.m одновременно.

Результаты опознавания индивидуального кода ПО 3.k* и кода-признака состояния (в качестве примера с сообщением о вызове эвакуатора автомобиля) с БОКО 9 поступают на первый вход УБ 11 (фиг. 2). В УБ 11 формируется комбинация сигналов, которая с первого выхода по шине данных поступает в ГКО 12, где хранятся индивидуальные коды и коды-признаки состояния из всего набора ПО 3.m и формируются наборы индивидуальных и дополнительных кодов-признаков состояния в соответствии с принятой комбинацией сигналов. На выходе БОС 10 сигнал занятости канала отсутствует, поэтому на частоте f излучается сигнал подтверждения с шириной спектра F в течение фиксированного интервала времени t, снабженный индивидуальным кодом первого ПО 3.k*, и управляющий сигнал в течение фиксированного интервала времени t, снабженный индивидуальным кодом первого ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат (см. фиг. 6, д). Для этого с первого, второго и третьего выходов УБ 11 соответственно на второй вход РПБ 13, второй вход АК 14 и вход ГКО 12 подают в течение фиксированного интервала времени 2t сигналы управления, при приеме которых АК 14 подключает ППА 15 к выходу РПБ 13. Сигналы подтверждения и управления с выхода ГКО 12 поступают на вход РПБ 13, и далее сигнал подтверждения и управляющий сигнал с центральной частотой f в течение интервала времени 2t поступает на ППА 15 и излучается.

Изученный сигнал подтверждения и управления одновременно (фиг. 1) принимают на первой радиочастоте f в каждом ПП 2.n и ПО 3.m системы.

В каждом ПП 2.n сигнал на первой радиочастоте с центральной частотой f в течение интервала времени 2t с ПрА 19 поступает на вход первого РПрБ 21 (фиг. 3), где усиливается и преобразуется в сигнал с промежуточной частотой f_пр с сохранением первоначального спектра. Далее с выхода первого РПрБ 21 сигнал поступает на вход ДМ 23. Демодулированный сигнал с выхода ДМ 23 поступает на вход БОК 24, где производится сравнение полученного кода-признака определения координат, которым снабжен управляющий сигнал, с имеющимся кодом в БОК 24 на наличие кода-признака определения координат. При совпадении принятого кода-признака определения координат с имеющимся в БОК 24 на выходе БОК 24 появляется сигнал совпадения, который поступает на вход УБ 25. При поступлении на вход УБ 25 сигнала совпадения с его второго и четвертого выходов соответственно на второй вход БИЗ 26 и второй вход (управляющий) второго РПБ 28, одновременно поступают сигналы длительностью t_c. При этом в первом ПП 2.n на втором и четвертом выходах УБ 25 формирование сигналов длительностью t_c осуществляют непосредственно после появления на его входе сигнала совпадения, а в каждом последующем ПП 2.n (n = 2, 3, …, N) – с задержкой на (n-1) t_c интервалов времени после появления на УБ 25 сигнала совпадения, где n – порядковый номер ПП 2.n. При поступлении сигналов длительностью t_c со второго и четвертого выходов УБ 25 на второй вход БИЗ 26 и второй вход второго РПБ 28, второй РПБ 28 включается на время t_c, а с первого выхода БИЗ 26 на первый вход второго РПБ 28 в течение интервала времени t_c поступают элементы последовательности максимальной длины, а далее сложный, фазоманипулированный сигнал с центральной частотой f_с и шириной спектра f_c в течение фиксированного интервала времени t_c с выхода второго РПБ 28 поступает на вторую ПА 30 и излучается. При этом излучение фазоманипулированного сигнала ПП 2.n (n = 1, 2, …, N) осуществляют последовательно в установленные для каждого ПП 2.n промежутки времени, равные t_c (фиг. 6, е).

Одновременно с ПП 2.n (n = 1, 2, .., N), излученные с ЦП 1 на радиочастоте f сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом первого ПО 3.k*, и управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом первого ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат (фиг. 4) принимают ППА 42 всех ПО 3.m. Принятые ППА 42 сигнал подтверждения и управляющий сигнал через АК 41 поступают на вход первого РПрБ 32. Далее производятся аналогичные действия над сигналами, осуществляемыми при опознавании занятости радиоканала с первой радиочастотой f с учетом следующего. На первом выходе БОКО 36 первого ПО 3. k* формируется сигнал совпадения индивидуального и принятого кодов (принятый код – это индивидуальный код первого ПО 3.k*, которым снабжен сигнал подтверждения). Сигнал совпадения кодов поступает на первый вход УБ 37, с получением которого в УБ 37 на первом, втором и третьем выходах прекращают формирование периодических, с периодом T, с установленной скважностью, в течение фиксированных интервалов времени t, сигналов управления. С этого момента времени ППА 42 через АК 41 постоянно подключена к входу первого РПрБ 32, первый РПБ 39 находится в выключенном состоянии, ГК 38 прекращает передачу индивидуального и дополнительного кодов на вход первого РПБ 39, а первый ПО 3. k* становится подвижным объектом в исходном состоянии (т.е. до излучения сигнала о состоянии ПО 3.k*).

После приема сигнала подтверждения ППА 42 принимает управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом первого ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат, который через АК 41 поступает на вход первого РПрБ 32. Далее с управляющим сигналом, снабженным индивидуальным кодом первого ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат, производят аналогичные действия с учетом следующего. При совпадении в БОКО 36 первого ПО 3.k* индивидуального кода и кода-признака определения координат с принятым дополнительным кодом (принятым индивидуальным кодом и кодом-признаком определения координат) на его втором выходе формируется сигнал совпадения длительностью t_p, причем t_p= Nt_c, где N – общее количество ПП2.n (поскольку все N ПП 2.n участвуют в обработке в том смысле, что временной ресурс системы затрачивается на все N ПП 2.n, хотя временную задержку фазоманипулированных сигналов могут определять только часть из них (не менее трех). Остальные ПП в отведенные для них временные интервалы t_и не будут передавать на ЦП 1 значения задержек, так как по какой-либо причине, например, очень большая дальность, низкое отношение сигнал-шум, эти задержки не измерены). Сигнал совпадения длительностью t_p со второго выхода БОКО 36 поступает на управляющий второй вход второго РПБ 40 и включает РПБ 40 на промежуток времени t_p (см. фиг. 6, ж).

Сложные фазоманипулированные сигналы с центральной частотой f_с шириной спектра f_c, излученные ПП 2.n (n = 1, 2, …, N), причем излучение производится последовательно в установленные для каждого ПП 2.n равные промежутки времени t_c, принимают ПрА 31 всех ПО 3.m. Однако обработка и ретрансляция фазоманипулированных сигналов производится только ПО 3. k*, поскольку в других ПО 3. m сигнал совпадения на втором выходе БОКО 36 отсутствует и второй РПБ не включен (фиг. 4). Далее фазоманипулированные сигналы поступают на вход второго РПрБ 33, где усиливаются и преобразуются в сигналы с промежуточной частотой f_прс с сохранением первоначального спектра. Затем фазоманипулированные сигналы поступают на первый вход (сигнальный) второго РПБ 40 и для первого ПО 3.k* преобразуются в сигналы с центральной частотой f_р с сохранением первоначального спектра. Данные фазоманипулированные сигналы с выхода второго РПБ 40 поступают на ПА 43 и излучаются в течение интервала времени t_p.
Ретранслированные первым ПО 3.k* фазоманипулированные сигналы (фиг. 3) принимают второй ПрА 20 в ПП 2.n (n = 1, 2, …, N). С выхода второй ПрА 20 этот сигнал поступает на вход второго РПрБ 22, где усиливается, преобразуется с сохранением первоначального спектра в сигнал на промежуточной частоте f_прс. С выхода второго РПрБ 22 фазоманипулированный сигнал поступает на первый вход (сигнальный) БИЗ 26. В БИЗ 26 определяют время задержки _i(i = 1,2,…,N), где i – порядковый номер ПП 2.n, а N – общее количество ПП 2. n) принятого сигнала относительно модулирующей функции последовательности максимальной длины, поступающей с первого выхода БИЗ 26 на первый вход (сигнальный) второго РПБ 28 излученного данным ПП 2.n сложного фазоманипулированного сигнала. Далее по окончанию действия сигналов на втором и четвертом выходах УБ 25 длительностью t_c на первом и третьем выходах УБ 25 формируют сигналы управления длительностью t_c. Сигнал управления с первого выхода УБ 25 поступает на первый вход (управляющий) первого РПБ 27 и включает первый РПБ 27 на время t_c. Сигнал управления длительностью t_c с третьего выхода управляющего блока 25 подают на третий вход БИЗ 26. При поступлении на третий вход БИЗ 26 сигнала управления длительностью t_c на его втором выходе формируют сигнал длительностью t_и, содержащий информацию о времени задержки _i(i = 1,2,…,N), причем t_нt_c. Этот сигнал со второго выхода БИЗ 26 поступает на второй вход первого РПБ 27 и далее радиосигнал с центральной частотой f_и и шириной спектра f_и в течение фиксированного интервала времени t_и с выхода первого РПБ 27 поступает на первую ПА 29 и излучается (можно отметить, что сигналы управления на третьем и первом выходах УБ 25 формируют после окончания сигналов на его втором и четвертом выходах, которые в ПП 2.n (n = 1, 2, …, N) формируют с задержкой на (i-1)t_c интервалов времени после появления на входе УБ 25 сигнала совпадения, поэтому излучение сигналов на центральной частоте f_и ПП 2.n (n = 1, 2, …, N) производят последовательно во времени с задержкой на it_c интервалов времени (фиг. 6, к).

Излученные на второй радиочастоте с центральной частотой f_и сигналы, содержащие информацию о задержках _i(i = 1,2,…,N), принимают ПрА 4 ЦП 1 (фиг. 2), которые далее поступают на вход второго РПрБ 6, где усиливаются и преобразуются в сигналы с промежуточной частотой f_пр с сохранением первоначального спектра. Далее сигналы с выхода РПрБ 6 поступают на второй ДМ 8, где демодулируются. Демодулированные сигналы с выхода второго ДМ 8 поступают на первый вход (сигнальный) ЗУ 17. В ЗУ 17 информация о численных значениях задержек _i(i = 1,2,…,N) от всех ПП 2.n запоминается. Для этого с шестого выхода УБ 11 на второй вход (управляющий) ЗУ 17 по шине управления через промежуток времени t_c после окончания действия сигналов управления на первом, втором и третьем выходах УБ 11 (можно отметить, что по окончании действия этих управляющих сигналов производят синхронизацию в первом ПО 3.k*, во всех ПП 2.n и первый ПП 2.n начинает излучение фазоманипулированного сигнала на частоте f_с в течение времени t_c) подают в течение промежутка времени t_c сигнал записи информации о задержке ₁ от первого ПП 2.n в первую ячейку памяти ЗУ 17. Далее в следующий промежуток времени t_c с шестого выхода УБ 11 на второй вход ЗУ 17 по шине управления подают сигнал записи информации о задержке ₂ от второго ПП 2.n во вторую ячейку памяти. Аналогичным образом в соответствующие временные интервалы производят запись информации о задержке от остальных ПП 2.n (n = 3, 4, …, N) в соответствующие N-2 ячейки памяти. Далее с выхода ЗУ 17 по шине данных численные значения задержек _i(i = 1,2,…,N) подают на первый вход данных БРК 18, переписывают в БРК 18, где на основе использования известных формул дальнометрии по задержкам, полученным в данный интервал времени Nt_c, производят расчет координат первого ПО 3. k*. Для этого после окончания формирования сигналов записи информации о задержках _i (i = 1, 2, …, N) на шестом выходе УБ 11 на пятом выходе УБ 11 формируют сигнал логической единицы, который далее подают на второй вход БРК 18. Вычисленные значения координат с выхода БРК 18 подают на третий вход УБ 11. В УБ 11 к номеру первого ПО 3.k* системы и сообщению о вызове эвакуатора автомобиля присоединяют информацию о его координатах. Из памяти УБ 11 извлекается подробная информация о ПО 3.k*, заложенная в банк данных (например, фамилия владельца ПО 3.k*, марка, цвет, регистрационный номер автомобиля и т.д.), и всю имеющуюся информацию на данный момент времени с четвертого выхода управляющего блока 11 подают на БИ 16 для визуального наблюдения.

Независимо от состояния радиоканалов с центральными частотами f_с, f_р и f_и при свободном радиоканале с первой радиочастотой f другого ПО 2.l* с несколько большим периодом излучения начинает периодическое излучение (фиг. 6, б). Изученный сигнал о состоянии второго ПО 2.l* на первой радиочастоте f принимают в ЦП 1 и далее производят аналогичные действия над сигналом второго ПО 2. l*, снабженным индивидуальным кодом второго ПО 2.l* и кодом-признаком состояния, например, определения траектории движения подвижного объекта, перевозящего ценный груз. Работает в этом случае система аналогично с учетом следующего. Управляющий сигнал в течение фиксированного интервала времени t, снабженный индивидуальным кодом второго ПО 2.l* и кодом-признаком определения координат, излучают на первой радиочастоте f не сразу после окончания сигнала подтверждения, снабженного индивидуальным кодом второго ПО 2.l*, а после окончания излучения фазоманипулированных сигналов на центральной частоте f_с всеми ПП 2.n при определении координат первого ПО 3. k* (см. фиг. 6, д, ж). Для этого в УБ 11 (фиг. 2) после окончания управляющего сигнала, снабженного индивидуальным кодом первого ПО 3.k* и кодом-признаком определения координат, формируют сигнал длительностью Nt_c, запрещающий прохождение на первый, второй и пятый выходы УБ 11 управляющих сигналов для формирования сигнала управления, снабженного индивидуальным кодом второго ПО 2.l* и кодом-признаком определения координат. При этом излучение сигнала управления, снабженного индивидуальным кодом второго ПО 2.l* и кодом-признаком определения координат, повторяют через заданные промежутки времени, а рассчитанные текущие координаты хранят в ячейке памяти, отведенной для второго ПО 2.l* в УБ 11, производят вывод информации о втором ПО 2.l* в БИ 16 с обновлением текущих координат второго ПО 2.l* в установленные промежутки времени.

Аналогичные действия производят над сигналами ПО 3.m, которые осуществляют постановку на регистрацию или снятие с регистрации (входят в систему или выходят из системы), с учетом следующих действий. При приеме в ЦП 1 на первой радиочастоте f сигналов о состоянии ПО 3.m, снабженных индивидуальными кодами и кодом-признаком, о входе или выходе из системы в БОКО 9 производят опознавание индивидуального кода и кода-признака состояния (см. в качестве примера фиг. 6, в). При этом в ячейке памяти управляющего блока 11, отведенной для данного ПО 3.m*, производят регистрацию его входа или выхода из системы, далее формируют сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом данного ПО 3.m*, излучают ЦП 1 сигнал с центральной частотой f, принимают в ПО 3.m*, опознают индивидуальный код в БОКО 36 (фиг. 4) и регистрируют в УБ 37 постановку ПО 3.m* на регистрацию или снятие с регистрации. Управляющий сигнал излучают в случае необходимости определения координат ПО 3. m*. При постановке на регистрацию или снятии с регистрации в общем случае управляющий сигнал можно не излучать (фиг. 6, в). Однако, для решения задачи определения местоположения ПО 3.m* в дальнейшем уже необходимо излучить с ЦП 1 управляющий сигнал.

Аналогичные действия проводят над сигналами присутствующих в системе ПО 3. m, которые в течение установленного длительного промежутка времени не излучали сигналы на частоте f, с учетом следующих действий. В УБ 11 ЦП 1 формируют сигнал, длительность которого равна заранее установленному длительному промежутку времени. Длительность этого промежутка времени выбирается исходя их требований служб: УВД, скорой медицинской помощи и т.д. или, например, для личного автотранспорта – в пределах нескольких часов. Например, если абонент покинул ПО 3.m*, то ставит автомобиль на регистрацию. Если абонент находится в ПО 3.m*, то может снять его с регистрации. Другое абоненты могут производить аналогичные действия (изменять состояние объекта) в более короткие промежутки времени. Поэтому, длительность промежутка времени сформированного в УБ 11 сигнала выбирается исходя из тех событий, которые происходят редко, иначе система будет перегружена запросами присутствия. При совпадении в УБ 11 ЦП 1 сигнала установленного длительного промежутка времени с сигналами записи кодов ПО 3.m в ячейках памяти, соответствующих номерам ПО 3.m всей системы (при состоявшемся радиоконтакте осуществляется запись кода этого ПО 3.m, а сигнал записи совпадает с сигналом длительного промежутка времени), в УБ 11 формируют сигналы логической единицы (необходимо отметить, что данные сигналы являются признаком состоявшегося радиоконтакта с конкретными ПО 3.m) и производят запись сигналов логической единицы в соответствующие ячейки памяти УБ 11 данных о ПО 3.m для всех ПО 3.m, передавших сигналы о состоянии объекта. Далее после окончания сигнала установленного длительного промежутка времени последовательно в заданные определенные промежутки времени в УБ 11 формируют комбинации сигналов для тех ПО 3.p*, в ячейках памяти которых сигналы логической единицы отсутствуют. Комбинации сигналов (фиг. 2) с первого выхода УБ 11 подают на вход ГКО 12, где в соответствии с принятой комбинацией сигналов формируют наборы индивидуальных кодов ПО 3.p* и кода-признака присутствия в системе. Далее аналогичным образом излучают радиосигнал на первой радиочастоте с центральной частотой f (в качестве примера четвертому ПО 3.p*, см. фиг. 6, г, д), принимают его всеми ПО 3.m, опознают индивидуальный код и код-признак присутствия в БОКО 36 (фиг. 4) четвертого ПО 3.p*, аналогичным образом производят формирование в ГК 38 индивидуального кода и кода-признака подтверждения присутствия в системе. ПО 3. p* излучает соответствующий сигнал о состоянии подвижного объекта с центральной частотой f. Данный сигнал о состоянии подвижного объекта аналогичным образом принимают в ЦП 1, опознают индивидуальный код и код-признак подтверждения присутствия четвертого ПО 3.p* в БОКО 9 (фиг. 2). В УБ 11 в соответствующих ячейках памяти регистрируют состояние четвертого ПО 3. p*, формируют комбинации сигналов для ГКО 12. Далее аналогичным образом на первой радиочастоте f излучают ЦП 1 сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом четвертого ПО 3.p*, и управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом четвертого ПО 3.p* и кодом-признаком определения координат, определяют координаты четвертого ПО 3.p*. В УБ 11 в соответствующей ячейке памяти регистрируют состояние исправности четвертого ПО 3.p* и выводят результат в БИ 16 для визуального отображения информации. После установления радиоконтакта со всеми ПО 3.m, которые в течение установленного длительного промежутка времени не излучали сигналы на частоте f, и опознавания их состояния (исправен или неисправен) формируют сигнал сброса логической единицы в соответствующих ячейках памяти УБ 11 для всех ПО 3.m. Можно отметить, что с этого момента полагают, что ни один ПО 3.m не излучал сигнал о своем состоянии.

(Если бы сигнала дательного промежутка времени не было, то зарегистрированные ПО 3.m час назад, сутки назад, несколько суток назад были бы равноправны. Считалось бы, что радиоконтакт с ними был, все они исправны и присутствуют в регистрационном списке. Поэтому вызываются только те ПО 3.m, которые зарегистрированы, но не изменяли свое состояние в течение установленного длительного промежутка времени. После этого промежутка считается, что радиоконтакта ни с одним ПО 3.m не было (но текущая информация о состоянии ПО 3.m сохраняется). Затем все повторяется. Зарегистрированные несколько суток назад ПО 3.m и затем не изменяющие свое состояние (находящиеся, например, на автостоянке) в каждом длительном промежутке времени будут фиксироваться как зарегистрированные ПО 3.m, с которыми не было радиоконтакта, и затем проверяться. Другие же ПО 3.m, которые в этот длительный промежуток времени изменяли свое состояние, проверяться не будут).

Таким образом, основной особенностью заявленного способа является то, что блокировка передачи сигналов осуществляется самим фактом излучения на первой радиочастоте любого сигнала на время его действия. Так, например, ЦП 1 не может начать излучение на первой радиочастоте любого из сигналов, если его блок обнаружения сигнала БОС 10 фиксирует факт занятости радиоканала, то есть приема любого из сигналов любого подвижного объекта ПО 3.m. Это касается и любого из подвижных объектов независимо от того, кто излучает сигнал – ЦП 1 или другой ПО 3.m. Блокировка конкретного подвижного объекта ПО 3.m осуществляется сигналом подтверждения, а его разблокировка при переходе в другое состояние или по команде ЦП 1, например, при определении присутствия.

Блок измерения задержки БИЗ 26 (фиг. 3) всех ПП 3.n работает следующим образом (фиг. 5, 7).

При поступлении сигнала длительностью t_c на второй вход (Вх.2) БИЗ (фиг. 5), являющийся объединенным входом входа ГПМД 44 и первого отдельного входа РБ 50, РБ 50 по переднему фронту этого сигнала формирует сигнал сброса, который устанавливает РБ 50 в исходное состояние. Кроме того, сформированный сигнал сброса с первого выхода РБ 50 подают на вторые управляющие входы интеграторов И 49.i (i = 1, 2, …, P+1), которые также устанавливаются в исходное состояние. Одновременно с этим ГПМД 44 в течение промежутка времени t_c генерирует два одинаковых сигнала в виде последовательности максимальной длины (ПМД). Первый сигнал ПМД с первого выхода ГПМД 44 подают на первый вход перемножителя (P+1)-го ПМ 46.P+1 и первый выход (Вых.1) БИЗ 26. Второй сигнал с задержкой относительно первого сигнала на промежуток времени, равный суммарному времени задержки первого сигнала в аппаратуре одного из ПП 2.n и одного из ПО 3.m, со второго выхода ГПМД 44 подают на вход ЛЗ 45 с P отводами (можно отметить, что суммарное время задержки в аппаратуре ПП 2. n и ПО 3.m определяют для калибровки системы в заводских условиях в отличие от ближайшего аналога). С соответствующего отвода ЛЗ 45 сигнал в виде ПМД подают на второй вход соответствующего ПМ 46.i (i = 1, 2, …, P). Причем, с каждого последующего отвода сигнал в виде ПМД подают с задержкой относительно предыдущего отвода на промежуток времени, равный L-й части длительности элементарного импульса ПМД. На объединенные вторые входы перемножителей ПМ 46.i (i = 1, 2, …, P+1), являющиеся первым входом (Вх.1) БИЗ 26, подают сложный фазоманипулированный сигнал со спектром, распределенным в широкой полосе частот. С выходов перемножителей ПМ 46.i (i = 1, 2, . . ., P+1) результаты перемножения сложного фазоманипулированного сигнала с P+1 копиями модулирующей функции, которая использовалась при формировании сложного фазоманипулированного сигнала, подают на входы соответствующих полосовых фильтров ПФ 47.i (i = 1, 2, …, P+1).

В тех из P перемножителей, в которых копии модулирующей функции и модулирующая функция фазоманипулированного сигнала со спектром, распределенным в широкой полосе частот, синхронны (или рассинхронизированы менее чем на длительность элементарного импульса модулирующей функции), производится устранение (частичное устранение) фазовой манипуляции и формируются сжатые по полосе частот различной амплитуды синусоидальные сигналы длительностью t_c и частотой f_прс. В остальных перемножителях, в том числе и в (P+1)-м ПМ 46. P+1, из-за несинхронности модулирующей функции и ее копии соответствующей свертки не происходит и на их выходах формируется широкополосный шум. Так как P+1 копия модулирующей функции соответствует отрицательной задержке, то уровень сформированного сигнала на выходе перемножителя 46.P+1 используется как оценка уровня шума в данный интервал времени t_c (уровень порога шумов).

Сигналы с выходов перемножителей ПМ 46.i (i = 1, 2, …, P+1) подаются на входы соответствующих полосовых фильтров ПФ 47.i (i = 1, 2, …, P+1), где производят выделение сжатых по полосе частот синусоидальных сигналов длительностью t_c или части спектральных составляющих широкополосного шума. Далее отфильтрованные сигналы с выходов ПФ 47.i (i = 1, 2, …, P+1) подают на входы соответствующих амплитудных детекторов АД 48.i (i = 1, 2, …, P+1), где производят выделение огибающей сигналов. Выделенные огибающие сигналов с выхода АД 48.i (i = 1, 2, …, P+1) подают на входы соответствующих интеграторов И 49.i (i = 1, 2, …, P+1), где производят их интегрирование в течение времени t_c. Результаты интегрирования с выходов И 49.i (i = 1, 2, . .., P+1) подают на соответствующие входы РБ 50.

При окончании действия сигнала длительностью t_c на втором входе (Вх.2) БИЗ 26 ГПМД 44 прекращает генерирование сигналов ПМД, а по заднему фронту этого сигнала в РБ 50 формируют два сигнала считывания. По первому сигналу считывания в РБ 50 определяют значение уровня сигнала на выходе интегратора И 49.P+1 (на выходе P+1 канала), принимают это значение за уровень шума и в соответствии с критерием Неймана-Пирсона определяют пороговый уровень, т.е. требуемое превышение сигнала над шумом (см. фиг. 7, б). Второй сигнал считывания формируют с задержкой относительно первого сигнала считывания на промежуток времени, равный промежутку времени между началом формирования ПМД на втором и первом выходах ГПМД 44. По второму сигналу считывания в РБ 50 определяют уровни сигналов на выходах P интеграторов (выходах P каналов). При многолучевом распространении радиоволн, что характерно для городских условий (для примера двухлучевом, см. фиг. 7, а), выходные сигналы превышают пороговый уровень в первом, третьем и пятом каналах (фиг. 7, б), настроенных на задержки, кратные длительности элементарного импульса модулирующей функции t₀, и являющихся опорными. Данные опорные каналы с соответствующими уровнями выходных сигналов выделяют (см. фиг. 7, в), определяют канал с меньшим номером (в данном случае первый канал) и считают, что превышение порогового уровня во всех остальных опорных каналах, за исключением следующего (в данном случае канала с номером три), обусловлено многолучевым характером распространения радиоволн. Для уточнения значения задержки сигнала используют нониусные каналы с настройкой по задержке, равной L-й части длительности элементарного импульса t₀ (для примера L = 0,5t₀, см. фиг. 7, г). Для этого выделяют нониусный канал с большим уровнем выходного сигнала (в данном случае единственный канал с номером два, см. фиг. 7, г, д) и за истинное значение задержки принимают значение задержки, соответствующее каналу с номером два.

Если бы задержка сигнала соответствовала задержке при которой пороговый уровень был превышен только в третьем опорном канале, то для уточнения значения задержки используют нониусные каналы с номерами два и четыре. При этом истинное значение задержки соответствует настройке по задержке того из каналов (каналов с номерами два, три или четыре), выходной сигнал которого имеет максимальный уровень, а при равных уровнях двух выходных сигналов (что может случиться очень редко и определяется аппаратурной точностью определения уровней сигналов в нониусных каналах) – любому из них.

Далее, при поступлении сигнала управления от УБ 25 на третий вход (Вх.3) БИЗ 26, являющийся другим отдельным входом РБ 50, на втором выходе РБ 50, являющимся вторым выходом (Вых.2) БИЗ, формируют сигнал, снабженный номером выделенного канала. Номер выделенного канала соответствует численному значению времени задержки.

Число каналов P определяется следующим образом. Исходя из требований на интервал по задержке, при котором прямой A (см. фиг. 7, а) и отраженный B лучи должны различаться, находим сдвиг по задержке 2t₀ между ортогональными (без учета порогового уровня U) опорными каналами (см. фиг. 7, б). По этому сдвигу определяется длительность элементарного импульса t₀ и ширина спектра f_c2/t₀. По требуемой дальности действия системы (расстоянию между ПО 3.m и ПП 2.n) r и найденному значению t₀ находим необходимое число опорных каналов P_о = 1 + 2r/ct₀, где c – скорость света. На практике обычно измерения дальности осуществляются до долей длительности t₀. Для заявляемого способа число нониусных каналов P_tн на интервале t₀ определяется из выражения P_tн = N_t – 1, где N_t – число долей, на которое разбит интервал t₀. При этом, сдвиг по задержке нониусных каналов составит t₀/N_t, погрешность измерения задержки 0,5t₀/N_t, число всех нониусных каналов P_н = P_tн(P₀ – 1), а число каналов P = P₀ + P_н.

Ниже приведена оценка, подтверждающая повышение точности местоопределения и пропускной способности в заявленном техническом решении по сравнению с ближайшим аналогом.

В ближайшем аналоге использован разностно-дальномерный метод местоопределения. Дисперсия оценки времени задержки сигнала (дальности) ² определяется формулой:

где – отношение удвоенной энергии сигнала E_с к спектральной плотности шума N₀ на выходе оптимального приемника,
f_эк – эквивалентная частота огибающей сигнала.

Если сигналы в каналах разностно-дальномерной системы не коррелированы, а параметр q_вых² в каналах одинаков, то дисперсия разности задержек ² определяется в соответствии с формулой:

При измерениях по двум спектральным составляющим (двум синусоидальным сигналам), разнесенным по частоте, эквивалентная частота f_эк= f_c/2. Здесь f_c – разнос по частоте или ширина спектра сигнала.

Подставив значение f_эк в (2), получим:

В ближайшем аналоге среднеквадратическая погрешность измерения взаимных задержек (разности задержек) сигналов = 0,1 мкс. при ширине спектра сигналов f_c= 30 кГц.
Для обеспечения такого значения погрешности необходимо иметь в (3) отношение сигнал-шум на выходе оптимального приемника q_вых 148. Учитывая, что E_с = P_сT_с, а N₀= P_ш/f_c, получим:

где – отношение сигнал-шум на входе приемника, P_с – мощность сигнала, P_ш – мощность шума, T_с – длительность сигнала.

При f_c= 30 кГц, T_с = 10 мс и q_вых 148 в соответствии с (4) q_вх 6. Для оценки дальности действия ближайшего аналога при мощности передатчика подвижного объекта P_по = 2 Вт, излучающего на частоте f_с = 150 МГц и имеющего антенну с коэффициентом усиления, равным единице, и стопроцентным коэффициентом полезного действия, воспользуемся квадратичной формулой Введенского для условий города:

где E_с – напряженность поля в точке приема,
K_г – коэффициент, учитывающий дополнительное затухание в условиях города,
P_по – мощность передатчика ПО 3,
r – расстояние между ПО 3 и ПП 2,
– длина волны,
h₁, h₂ – высота антенн ПО и ПП 2 над уровнем земли.

При сопротивлении нагрузки R_н = 50 Ом, действующей длине антенны (четвертьволнового вибратора) l_d= /2 в режиме согласования


или

Для определения дальности при ограничении на параметр q_вх найдем мощность шума на входе приемника P_ш:

где kT₀ = 410^-21 Вт/Гц,
K_ш – коэффициент шума приемника,
T_А – шумовая температура приемника в градусах Кельвина,
T₀ = 290 K.

Температура T_А для f_с = 150 МГц и промышленных районов города составляет 210⁴. Тогда, при K_ш = 2 из (7) находим P_ш = 8,410^-15 Вт. Так как q_вх 6, то при таком значении P_ш мощность сигнала P_с должна составлять не менее 302,410^-15 Вт. Тогда из (6) при K_г = 0,1, h₁ = 2,5 м, h₂ = 50 м находим, что расстояние r между ПО 3 и ПП 2 не должно превышать 4,9 км.

Будем полагать, что высота антенны центрального пункта (как и приемного) составляет 50 м и при ретрансляции сигналов ПО 3 существенного изменения отношения сигнал-шум не происходит. Таким образом, для семи приемных пунктов 2 (фиг. 8) площадь рабочей зоны составляет:
S = r²= 4,9²= 75,4 кв.км
с временем обзора, равным трем переключениям троек приемных пунктов (ретрансляторов сигналов).

В предложенном же способе расстояние r между ПП 2 и ПО 3 может быть увеличено до 9 км. Для примера примем f_c= 2MГw, а все остальные исходные данные оставим такими же, как у ближайшего аналога.

Из (6) при r = 9 км получим мощность сигнала на входе ПО 3 P’_с = 28,610^-15 Вт, а из (7) находим P’_ш = 56010^-15 Вт.

Сигнал и шум усиливаются в ПО 3 и излучаются. При этом мощность передатчика ППО, равная 2 Вт, распределяется между P’_с и P’_ш. Мощность, расходуемая на сигнал P_пос = 0,1 Вт, а на шум P_пош = 1,9 Вт. Так как затухание на трассе V = P’_с/P_пп = 28,610^-15/2 = 14,310^-15, то во столько раз произойдет ослабление как P_пос, так и P_пош. При этом P_с = P_посV = 1,410^-15 Вт, а P_Ш1 = P_пошV = 27,210^-15 Вт. К шуму P_ш1 добавляются шумы P’_ш приемного пункта ПП 2, так что общий шум P_ш = P_ш1 + P’_ш = 587,210^-15 Вт, а отношение сигнал/шум q_вх = 0,05.

При дальномерном способе местоопределения, как предложено в заявленном техническом решении, сигнал проходит двойное расстояние. Поэтому ошибка местоопределения в 0,1 мкс эквивалентна не 30 м как при разностно-дальномерном способе, а 15 м. Поэтому для выравнивания погрешностей в (1) должна равняться не 0,1 мкс, а 0,2 мкс.

Для предлагаемого сигнала поэтому (1) можно представить в виде:

Из (8) находим, что для обеспечения = 0,2 мкс при f_c= 2 МГц необходимо иметь q_вых = 1,4. Однако при таком значении q_вых возникают проблемы с обнаружением сигнала. Для качественного обнаружения необходимо иметь q_вых = 9…10, что приведет к уменьшению погрешности (8).

Из (4) при q_вых = 9…10, f_c= 2 МГц и T_с = 10 мс находим минимально необходимое значение q_вх, которое составляет 0,045…0,05 и согласуется с ранее рассчитанным значением для r = 9 км.

Сигнал с такими свойствами может быть реализован на основе M – последовательности с 8191 двоичными символами при длительности элементарного импульса t₀ = 1 мкс. При этом измерительные каналы должны быть сдвинуты по задержке на 0,25 мкс. Длительность сигнала при этом составит 8,191 мс.

Площадь рабочей зоны при этом (фиг. 8) составляет S = r² = 254 км.кв., а число переключений для полного обзора равно семи. Для такой рабочей зоны в ближайший аналог необходимо было бы ввести дополнительно шесть приемных пунктов. При этом общее число переключений возрастет с трех до девяти, что на два переключения больше, чем в заявляемом способе.

Принципиальное отличие предложенного способа заключается в возможности установления конкретного состояния подвижного объекта и принятия решения, адекватного этому состоянию (поломка автомобиля – вызов представителя службы ремонта или эвакуатора; дорожно-транспортное происшествие – вызов представителя ГИБДД, а при необходимости, и скорой медицинской помощи; угон автомобиля – обеспечение соответствующих служб необходимой информацией об автомобиле и его перемещении с привязкой к электронной карте города).

Предложенный способ обнаружения и идентификации подвижных объектов является достаточно гибким, т.е. имеет возможность изменять порядок обслуживания в экстренных ситуациях в соответствии с приоритетами, определяющимися состояниями подвижных объектов, осуществлять диагностический контроль исправности аппаратуры подвижных объектов и, что немаловажно, информировать владельца подвижного объекта о приеме его сообщения.

Наиболее успешно заявленный способ обнаружения и идентификации подвижных объектов может быть промышленно применим в радиотехнических системах определения координат источников радиоизлучения, преимущественно для оценки местоположения подвижных милицейских групп, автомобилей служб экстренной помощи, средств транспортировки ценных документов или грузов, а также в системах охранной сигнализации для определения местоположения автомобилей при их угоне.

Источники информации:
1. Заявка Франции N 2630565, м.п.к. G 08 B 7/06, опубл. 1988 г.

2. Патент Российской Федерации, N 2013785, м.п.к. G 01 S 13/00, опубл. 1994 г.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения и идентификации подвижных объектов, заключающийся в том, что передают на первой радиочастоте от подвижного объекта сигнал о состоянии подвижного объекта, снабженный индивидуальным кодом для каждого подвижного объекта, принимают сигнал от объекта, по меньшей мере, в трех приемных пунктах, пространственно разнесенных на местности и с известными координатами, обрабатывают сигнал в приемных пунктах для измерения времени задержки прихода сигнала в приемные пункты, излучают последовательно во времени на первой радиочастоте управляющий сигнал от центрального пункта для обеспечения последовательного снятия во времени информации с приемных пунктов, принимают управляющий сигнал на первой радиочастоте в приемных пунктах и передают сигналы от приемных пунктов на второй радиочастоте в центральный пункт для вычисления дальности от приемных пунктов до подвижного объекта, отличающийся тем, что подвижные объекты выполняют способными принимать управляющий сигнал и принимать и передавать широкополосный сигнал, а приемные пункты выполняют способными передавать и принимать широкополосный сигнал, передают на первой радиочастоте от подвижного объекта сигнал о состоянии подвижного объекта, дополнительно снабженный кодом-признаком состояния, дополнительно принимают сигнал о состоянии подвижного объекта в других подвижных объектах и блокируют их передачу сигналов о состоянии подвижных объектов, принимают сигнал о состоянии от подвижного объекта на центральном пункте, при приеме сигнала о состоянии подвижного объекта в центральном пункте блокируют передачу им на первой радиочастоте сигналов подвижным объектам и приемным пунктам, формируют в центральном пункте сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом подвижного объекта, и управляющий сигнал, который дополнительно снабжают кодом-признаком определения координат, излучают центральным пунктом сигнал подтверждения и управляющий сигнал на первой радиочастоте, принимают на первой радиочастоте сигнал подтверждения и управляющий сигнал на всех подвижных объектах и, по меньшей мере, в трех приемных пунктах, при приеме сигнала подтверждения на подвижном объекте, передавшем сигнал о состоянии подвижного объекта, прекращают передачу сигнала о состоянии этого подвижного объекта, а при приеме управляющего сигнала остальными подвижными объектами после окончания управляющего сигнала разблокируют их передачу сигналов о состоянии подвижных объектов, при приеме управляющего сигнала в приемных пунктах формируют фазоманипулированный сигнал с широким спектром и с первой центральной частотой, отличной от первой радиочастоты и второй радиочастоты, дополнительно излучают последовательно во времени фазоманипулированный сигнал каждым приемным пунктом, принимают фазоманипулированный сигнал подвижным объектом, передавшим сигнал о состоянии подвижного объекта, и преобразуют его в фазоманипулированный сигнал со второй центральной частотой, отличной от первой центральной частоты, от первой радиочастоты, от второй радиочастоты и с сохранением спектра фазоманипулированного сигнала с первой центральной частотой, ретранслируют подвижным объектом фазоманипулированный сигнал со второй центральной частотой, принимают фазоманипулированный сигнал со второй центральной частотой, по меньшей мере, в трех приемных пунктах, ранее излучивших фазоманипулированный сигнал с первой центральной частотой, корреляционно обрабатывают в приемных пунктах на одной промежуточной частоте излученный и принятый фазоманипулированные сигналы и измеряют в каждом из приемных пунктов время задержки сигнала с минимальным временем задержки, формируют в приемных пунктах сигналы, соответствующие временам задержек, и передают их последовательно во времени на второй радиочастоте от приемных пунктов в центральный пункт для вычисления дальности от приемных пунктов до объекта путем дальномерного метода местоопределения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скважность сигналов о состоянии подвижного объекта для каждого из подвижных объектов выбирают различной.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что код-признак состояния в сигнале о состоянии подвижного объекта выбирают общим для всех подвижных объектов, а в качестве кодов-признаков используют отдельные коды, постановку подвижного объекта на регистрацию, или снятие подвижного объекта с регистрации, или дорожно-транспортное происшествие, или вызов медицинской помощи, или вызов эвакуатора подвижного объекта, или определение маршрута следования, или присутствия в регистрационном списке.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при постановке подвижного объекта на регистрацию, или снятии подвижного объекта с регистрации, или при дорожно-транспортном происшествии, или при вызове медицинской помощи, или при вызове эвакуатора, или при определении маршрута следования, или при определении присутствия в регистрационном списке при приеме сигнала о состоянии подвижного объекта в центральном пункте запоминают индивидуальный код такого подвижного объекта для регистрации центральным пунктом соответствующего события, излучают центральным пунктом на первой радиочастоте сигнал подтверждения, снабженный индивидуальным кодом, принимают и запоминают сигнал подтверждения в подвижном объекте для регистрации подвижным объектом подтверждения приема центральным пунктом информации о событии.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что при определении присутствия подвижного объекта в регистрационном списке в центральном пункте формируют сигнал присутствия, снабженный индивидуальным кодом и кодом-признаком присутствия, излучают на первой радиочастоте сигнал присутствия центральным пунктом, принимают на первой радиочастоте сигнал присутствия в подвижном объекте, формируют в подвижном объекте сигнал подтверждения присутствия с индивидуальным кодом и с дополнительно введенным кодом подтверждения присутствия и передают его на первой радиочастоте, принимают центральным пунктом на первой радиочастоте сигнал подтверждения присутствия и запоминают в центральном пункте индивидуальный код такого подвижного объекта для регистрации присутствия подвижного объекта в регистрационном списке.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что при определении маршрута следования подвижного объекта управляющий сигнал, снабженный индивидуальным кодом и кодом-признаком определения координат, излучают на первой радиочастоте с задержкой после окончания сигнала подтверждения на время излучения фазоманипулированных сигналов на первой центральной частоте всеми приемными пунктами и ретрансляции фазоманипулированного сигнала подвижным объектом на второй центральной частоте, при этом излучение сигнала управления повторяют через заданные промежутки времени.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при измерении времени задержки сигнала с минимальным временем задержки выделяют все поступившие сигналы относительно порогового уровня шумов в каналах с фиксированными номерами, настроенных на задержки, кратные длительности элементарного импульса модулирующей функции фазоманипулированного сигнала, затем выделяют сигнал, соответствующий минимальной задержке, дополнительно используют нониусные каналы с фиксированными номерами и с настройкой по задержке, равной части длительности элементарного импульса модулирующей функции, выделяют сигнал, соответствующий минимальной задержке в нониусном канале, а время задержки определяют по нониусному каналу с максимальным уровнем сигнала, при этом фиксированный номер нониусного канала принимают соответствующим численной величине времени задержки сигнала.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что корреляционную обработку излученного и принятого фазоманипулированного сигнала производят в каналах с фиксированными номерами путем одновременного перемножения принятого фазоманипулированного сигнала с копиями модулирующей функции излученного фазоманипулированного сигнала, причем копии задерживают на равные промежутки времени относительно момента времени, равного суммарной задержке в приемном пункте и подвижном объекте, перемноженные сигналы фильтруют в полосе, равной обратной величине длительности модулирующей функции, детектируют по амплитуде, интегрируют в течение длительности модулирующей функции и сравнивают с пороговым уровнем шумов.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 07.04.2002

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2003

Извещение опубликовано: 27.12.2003