[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2092902C1 - Method for detection of position of vehicle and device which implements said method - Google Patents

Method for detection of position of vehicle and device which implements said method Download PDF

Info

Publication number
RU2092902C1
RU2092902C1 RU93057066A RU93057066A RU2092902C1 RU 2092902 C1 RU2092902 C1 RU 2092902C1 RU 93057066 A RU93057066 A RU 93057066A RU 93057066 A RU93057066 A RU 93057066A RU 2092902 C1 RU2092902 C1 RU 2092902C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vehicle
signals
input
signal
output
Prior art date
Application number
RU93057066A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93057066A (en
Inventor
А.А. Чубыкин
Original Assignee
Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения filed Critical Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения
Priority to RU93057066A priority Critical patent/RU2092902C1/en
Publication of RU93057066A publication Critical patent/RU93057066A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2092902C1 publication Critical patent/RU2092902C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Alarm Systems (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, in particular, security devices for cars, railway equipment and other vehicles subjected to stealing, accidents, wrong destination and other emergency conditions. SUBSTANCE: method involves emission of noise-like wide-band signals from reference nodes. Superposition of signals in network of reference nodes provides navigation field in monitored region. Said wide-band signals are encoded and transmitted back by vehicle when error signal or external request are detected. Returned signals are received by reference nodes which measure time intervals between moments of emission of corresponding wide-band signal and receiving of returned signal. Reference nodes also generate information signal which contains data about decoded code of vehicle, value of measured time interval and position of reference node. This information signal is transmitted to central node which uses signals from at least two reference nodes for detection of position of vehicle. Position of vehicle is detected for large distance in network operation region. Such network may be developed using stationary and mobile self-detecting units (including cars, planes and satellites). Coordinates of all wanted vehicles may be detected in real-time mode. EFFECT: decreased cost for searching stolen or lost vehicles, increased efficiency of traffic control and crime protection. 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к технике определения местоположения транспортного средства, находящегося в нештатной ситуации, например при возникновении условий, вызывающих появление сигналов тревоги, и может быть использовано для решения задач:
определения местоположения похищенных автомобилей;
контроля дорожного движения, в частности выявления местоположения автомобилей, оказавшихся в аварийной ситуации, а также автомобилей, оторвавшихся от преследования (или внешнего наблюдения), нарушивших скоростной режим и т. п.
The invention relates to techniques for determining the location of a vehicle in an emergency, for example, when conditions arise that cause the appearance of alarms, and can be used to solve problems:
location of stolen cars;
traffic control, in particular identifying the location of cars in an emergency, as well as cars breaking away from the pursuit (or external surveillance) that violated the speed limit, etc.

контроля местоположения железнодорожных вагонов, например, потерянных в результате ошибок при формировании составов. control the location of railway cars, for example, lost as a result of errors in the formation of trains.

Известен способ защиты автомобиля от угона, при котором формируют сигнал тревоги в случае попытки открыть дверь или завести двигатель и передают этот сигнал тревоги на центральную станцию [1]
Недостаток этого способа состоит в неопределенности местоположения автомобиля, похищенного путем нападения на водителя или с использованием средств транспортировки (перевозки или буксировки) автомобиля.
A known method of protecting a car from theft, in which they generate an alarm in case of trying to open the door or start the engine and transmit this alarm to the central station [1]
The disadvantage of this method is the uncertainty of the location of the car stolen by attacking the driver or using means of transportation (transportation or towing) of the car.

Известен способ предупреждения столкновений с тревожной сигнализацией, которая по радиоканалу может транслироваться на центральную станцию [2]
Недостаток этого технического решения состоит в том, что априорная неопределенность местоположения автомобиля, оказавшегося в нештатной ситуации, не может быть уменьшена предлагаемым средством.
A known method of preventing collisions with an alarm, which can be transmitted over the air to a central station [2]
The disadvantage of this technical solution is that the a priori uncertainty of the location of the car, caught in an emergency, cannot be reduced by the proposed tool.

Известен способ защиты автомобиля от угона [3] состоящий в том, что осуществляют ультразвуковое сканирование внутри охраняемого автомобиля, формируют сигнал тревоги при появлении в охраняемом объекте движущихся предметов, а также при открывании (или взломе) дверей и окон, передают этот сигнал тревоги по радиоканалу на центральную станцию. There is a method of protecting a car from theft [3] consisting in the fact that they carry out ultrasonic scanning inside the guarded car, generate an alarm when moving objects appear in the guarded object, and also when opening (or breaking) doors and windows, transmit this alarm signal over the air to the central station.

Недостаток этого способа состоит в отсутствии защиты от угона без взлома и проникновения внутрь автомобиля на месте стоянки, например, путем вывоза автомобиля на платформе из зоны с известными координатами. The disadvantage of this method is the lack of protection against theft without hacking and penetration into the car at the parking place, for example, by taking the car on a platform out of the area with known coordinates.

Известен способ обнаружения и определения местоположения автомобиля, основанный на апроксимации собственного магнитного поля автомобиля магнитным полем точечного диполя [4] Предложено определение направления движения автомобиля относительно стационарных пунктов на основе определения составляющих тензора координатных изменений магнитной индукции (см. IEEE Trans. 1975, V. MAG-11, N 2, 1977, V. AES-13, N 3). A known method for detecting and determining a vehicle’s location, based on approximation of the vehicle’s own magnetic field by a point dipole magnetic field [4], it is proposed to determine the direction of a vehicle’s motion relative to stationary points based on determining the components of the tensor of coordinate changes in magnetic induction (see IEEE Trans. 1975, V. MAG -11, N 2, 1977, V. AES-13, N 3).

При реализации предложенного способа с использованием современных достижений сверхпроводниковой магнитометрии дальность обнаружения одиночных движущихся автомобилей не превысит нескольких сотен метров. When implementing the proposed method using modern advances in superconducting magnetometry, the detection range of single moving cars will not exceed several hundred meters.

Недостатками известного магнитометрического способа являются:
малая дальность действия;
низкая точность, а также разрешающая и пропускная способности;
высокая стоимость и сложность аппаратуры, связанная с необходимостью охлаждения габаритных блоков измерителей и применением очень сложных методов селекции магнитного поля обнаруживаемого диполя на фоне мешающих магнитных полей.
The disadvantages of the known magnetometric method are:
short range;
low accuracy, as well as resolution and bandwidth;
the high cost and complexity of the equipment associated with the need to cool the overall units of the meters and the use of very complex methods for selecting the magnetic field of the detected dipole against the background of interfering magnetic fields.

Известен способ определения местоположения транспортных средств, при котором излучают с опорных пунктов синхронизированные радиоимпульсы с одинаковой частотой повторения. Один из пунктов с известными координатами назначают ведущим. На транспортном средстве принимают эти импульсы и измеряют разность времени между приемом сигналов ведущего и ведомых пунктов. По каждой разности сигналов определяют соответствующую гиперболическую линию положения автомобиля, а по пересечению этих линий местоположение автомобиля [5]
Недостатки известного способа:
невозможность определения местоположения автомобиля при похищениях и в аварийных ситуациях;
заведомо высокая стоимость автомобильной аппаратуры самоопределения;
низкая точность (сотни метров) и помехозащищенность.
A known method for determining the location of vehicles in which synchronized radio pulses with the same repetition frequency are emitted from strong points. One of the points with known coordinates is assigned as the leader. The vehicle receives these pulses and measures the time difference between receiving signals from the master and slave points. For each signal difference, the corresponding hyperbolic line of the vehicle’s position is determined, and the vehicle’s location by the intersection of these lines [5]
The disadvantages of this method:
the inability to determine the location of the car during abductions and in emergency situations;
obviously high cost of self-determination automotive equipment;
low accuracy (hundreds of meters) and noise immunity.

Система, реализующая этот способ [5] содержит передающую аппаратуру опорных пунктов и приемную аппаратуру транспортных средств, причем аппаратура опорных пунктов состоит из последовательно соединенных эталона времени, устройства синхронизации, устройства фазового кодирования и радиопередатчика, а аппаратура транспортных средств состоит из антенного устройства, аналогового устройства обработки сигнала, устройства аналого-цифрового преобразования, устройства цифровой обработки сигнала и синхронизации, устройства управления и индикации, при этом антенное устройство соединено с первым входом аналогового устройства обработки сигнала, которое через первые вход и выход устройства аналого-цифрового преобразования связано с устройством цифровой обработки сигнала и синхронизации, первый выход устройства цифровой обработки соединен с входом устройства управления и индикации, а второй выход устройства цифровой обработки и синхронизации подключен ко вторым входам устройств аналоговой обработки и аналого-цифрового преобразования, выход устройства управления и индикации соединен со вторым входом устройства цифровой обработки сигнала и синхронизации. The system that implements this method [5] contains transmitting equipment of reference points and receiving equipment of vehicles, and the equipment of reference points consists of a serially connected time standard, a synchronization device, a phase encoding device and a radio transmitter, and the vehicle equipment consists of an antenna device, an analog device signal processing, devices for analog-to-digital conversion, devices for digital signal processing and synchronization, control devices and indicators In this case, the antenna device is connected to the first input of the analog signal processing device, which is connected to the digital signal processing and synchronization device through the first input and output of the analog-to-digital conversion device, the first output of the digital processing device is connected to the input of the control and indication device, and the second the output of the digital processing and synchronization device is connected to the second inputs of the analog processing and analog-to-digital conversion devices, the output of the control and indication device and connected to the second input of the digital signal processing and synchronization device.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ определения местоположения транспортного средства, заключающийся в том, что из мобильных (например, расположенных на искусственных спутниках Земли) или стационарных точек с известными координатами излучают широкополосные (дальномерные) навигационные сигналы, содержащие необходимую служебную и командную информацию, на транспортном средстве по данным приближенного местоположения выбирают рабочую сеть (созвездие) из 3-4 опорных пунктов, осуществляют поиск, захват и сопровождение (по частоте и фазам) сигналов выбранных опорных пунктов, сжимают широкополосные сигналы методами корреляционной обработки и определяют дальности (или псевдодальности) до точек с известными координатами, определяют на транспортном средстве местоположение по алгоритмам дальномерного местоопределения [6]
Недостатки известного способа: известный способ обеспечивает определение местоположения автомобиля непосредственно водителем, однако в нештатных ситуациях (угон, авария и т.д.) координаты транспортного средства требуются соответствующей наземной службе, поэтому недостатком известного способа является невозможность дистанционного определения координат или по крайней мере, неприемлемо низкая дальность такого дистанционного определения координат; для скрытного контроля неприемлемо использование сложной аппаратуры на автомобиле, однако при реализации известного способа возможности упрощения аппаратуры ограничены из-за необходимости решения следующих аппаратуроемких задач непосредственно на транспортном средстве:
поиск и выбор рабочей сети опорных пунктов с известными координатами,
поиск и слежение за широкополосными сигналами выбранных опорных пунктов,
вычисление местоположения.
Closest to the proposed technical solution is a method for determining the location of a vehicle, which consists in the fact that from mobile (for example, located on artificial Earth satellites) or stationary points with known coordinates emit broadband (rangefinder) navigation signals containing the necessary service and command information, on the vehicle, according to the approximate location, choose a working network (constellation) of 3-4 strong points, search, capture and the verification (in frequency and phase) of the signals of the selected reference points, compress the broadband signals by the methods of correlation processing and determine the distance (or pseudorange) to the points with known coordinates, determine the location on the vehicle using range-finding algorithms [6]
The disadvantages of this method: the known method provides the location of the vehicle directly by the driver, however, in emergency situations (theft, accident, etc.) the coordinates of the vehicle are required by the appropriate ground service, therefore, the disadvantage of this method is the inability to remotely determine the coordinates or at least is unacceptable low range of such remote positioning; for covert control it is unacceptable to use complex equipment on a car, however, when implementing the known method, the possibility of simplifying the equipment is limited due to the need to solve the following apparatus-intensive tasks directly on the vehicle:
search and selection of a working network of strong points with known coordinates,
search and tracking of broadband signals of selected reference points,
location calculation.

Таким образом, основным недостатком известного способа является его сложность. Thus, the main disadvantage of this method is its complexity.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является система, реализующая этот способ [6] Указанная система содержит аппаратуру транспортного средства и аппаратуру опорного пункта, причем аппаратура транспортного средства состоит из антенного устройства, подключенного к входу приемника, который соединен с первым входом системы селекции и обработки сигналов, выход этой системы через устройство измерения дальности (псевдодальности) подключен к первому входу вычислительного комплекса, первый выход вычислительного комплекса через устройство поиска и сопровождения связан со вторым входом системы селекции и обработки сигналов, а второй выход вычислительного комплекса связан с блоком индикации и управления, выход этого блока подключен ко второму входу вычислительного комплекса; аппаратура опорного пункта содержит последовательно соединенные эталон времени, систему формирования навигационного сигнала, систему псевдошумового кодирования, передающее устройство. The closest in technical essence and the achieved effect is a system that implements this method [6] This system contains the equipment of the vehicle and the equipment of the reference point, and the equipment of the vehicle consists of an antenna device connected to the input of the receiver, which is connected to the first input of the selection system and signal processing, the output of this system through a range measuring device (pseudorange) is connected to the first input of the computing complex, the first output of the computing to The complex through the search and tracking device is connected to the second input of the signal selection and processing system, and the second output of the computer complex is connected to the display and control unit, the output of this block is connected to the second input of the computer complex; the equipment of the reference point contains a time standard connected in series, a navigation signal generating system, a pseudo noise coding system, and a transmitting device.

Недостатком этой системы является ее сложность, низкая оперативность определения координат, а также невозможность их дистанционного определения. The disadvantage of this system is its complexity, the low efficiency of determining the coordinates, as well as the impossibility of their remote determination.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы, реализующей предлагаемый способ определения местоположения транспортного средства, где 1 - подсистема транспортного средства, 2 подсистема опорного пункта, 3 - подсистема центрального опорного пункта, 4 передающее устройство ответного сигнала, 5 приемное устройство запросного сигнала, 6 устройство формирования кода транспортного средства, 7 формирователь кода сигнала тревоги, 8 широкополосная антенна, 9 оптимальный приемник шумоподобного сигнала, 10 селектор кодов транспортного средства, 11 устройство селекции кодов, 12 устройство измерения временных интервалов, 13 устройство формирования сообщения, 14 передающее устройство опорного пункта данных, 15 передающее устройство запросного сигнала, 16 генератор шумоподобного кода, 17 устройство селекции кодов сигнала тревоги, 18 приемное устройство канала передачи данных, 19 вычислительное устройство, 20 устройство управления и индикации, 21 передающее устройство центрального опорного пункта, 22 приемное устройство опорного пункта, 23 декодирующее устройство. In FIG. 1 is a structural diagram of a system that implements the proposed method for determining the location of a vehicle, where 1 is a vehicle subsystem, 2 reference point subsystem, 3 is a central reference point subsystem, 4 response signal transmitting device, 5 request signal receiving device, 6 vehicle code generating device means, 7 alarm code generator, 8 broadband antenna, 9 optimal noise-like signal receiver, 10 vehicle code selector, 11 devices in the selection of codes, 12 a device for measuring time intervals, 13 a device for generating a message, 14 a transmission device for a data reference point, 15 a transmission device for a request signal, 16 a noise-like code generator, 17 a device for selecting alarm codes, 18 a receiving device for a data transmission channel, 19 a computing device , 20 control and indication device, 21 transmitting device of the central strong point, 22 receiving device of the strong point, 23 decoding device.

На фиг. 2 представлен пример выполнения устройства формирования кодов сигналов тревоги транспортного средства 6, где 241.24n-1 - вентильное устройство, 251.25n-1 кодирующее устройство (например, линия задержки с отводами), 26 суммирующее устройство.In FIG. 2 shows an example of a device for generating alarm codes for a vehicle 6, where 24 1 .24 n-1 is a valve device, 25 1 .25 n-1 is an encoding device (for example, a delay line with taps), 26 is an adder.

На фиг. 3 представлены примеры выполнения устройств селекции кодов 10, 11 и 17, где 271.27N линия задержки с отводами, 281.28N селектор "m из m" (каскад совпадений), 291.29N вентильное устройство (схема совпадения), 301. 30N устройство управления (триггер), 311.31N устройство задержки, 321.32N линия задержки с отводами, 3311 33Nn-1 вентильное устройство (каскад совпадений), mi число импульсов в коде i-го транспортного средства (i=1.N), N число охраняемых транспортных средств.In FIG. Figure 3 shows examples of the implementation of devices for selecting codes 10, 11 and 17, where 27 1 .27 N delay line with taps, 28 1 .28 N selector "m of m" (cascade of matches), 29 1 .29 N valve device (matching scheme ), 30 1 . 30 N control device (trigger), 31 1 .31 N delay device, 32 1 .32 N delay line with taps, 33 11 33 Nn-1 valve device (cascade of matches), m i number of pulses in the code of the ith vehicle (i = 1.N), N is the number of protected vehicles.

На фиг. 4 представлен пример выполнения декодера запроса 23, где 34 - селектор кода запроса, 35 вентильное устройство, 36 линия задержки с отводами, 37 каскад совпадений. In FIG. 4 shows an example of executing a request decoder 23, where 34 is a request code selector, 35 is a gate device, 36 is a delay line with taps, 37 is a cascade of matches.

На фиг. 5 представлены временные диаграммы, поясняющие работу системы, где S15 сигнал на выходе передатчика 15, SBX9 - ретранслированный сигнал на входе приемника 9 (суперпозиция неразрешенных по времени сложных радиоимпульсов, образованных из импульсов S15 при кодировании в устройствах 6 и 7, а также вследствие многолучевого распространения сигналов в городских условиях, т.е. вследствие переотражений сигналов зданиями и сооружениями, дифракционных огибаний препятствий и т. п. ), S9 сигнал на выходе приемника 9 (последовательность сжатых импульсов), S10ij код j-го сигнала тревоги на i-том контролируемом транспортном средстве, т.е. на i-том выходе селектора 10, S12i сигнал на выходе селектора первого импульса из пачки 12, S17j сигнал на выходе j-го канала селектора кодов тревоги 17, То длительность радиоимпульса, τo временное разрешение (τo>kτи\, k=1,1.2), τи длительность сжатого импульса, τ1 и τ2 время распространения радиоимпульса до транспортного средства и обратно (τ1 = τ2), Tп период следования импульсов [Tп≅ sup(τ1+ τ2)], Ti длительность кода i-го транспортного средства.In FIG. 5 is a timing diagram explaining the operation of the system, where S 15 the signal at the output of the transmitter 15, S BX9 is the relay signal at the input of the receiver 9 (a superposition of time-unresolved complex radio pulses generated from S 15 pulses when encoded in devices 6 and 7, and due to multipath propagation in urban areas, i.e., due to signal reflections by buildings and constructions, obstacles and diffraction of the diffraction m. p.), S 9 to a signal output of the receiver 9 (a sequence of compressed pulses), S 10ij od alarm j-th to i-th vehicle-controlled, ie, at the i-th output of the selector 10, S 12i the signal at the output of the first pulse selector from the packet 12, S 17j the signal at the output of the j-th channel of the alarm code selector 17, Then the duration of the radio pulse, τ o time resolution (τ o > kτ and \, k = 1,1.2), τ and the duration of the compressed pulse, τ 1 and τ 2 the propagation time of the radio pulse to the vehicle and vice versa (τ 1 = τ 2 ), T p the pulse repetition period [T p ≅ sup (τ 1 + τ 2 )], T i the duration of the code of the i-th vehicle.

Работает система, реализующая предлагаемый способ, следующим образом. The system that implements the proposed method works as follows.

Каждая подсистема 2 излучает широкополосные псевдошумовые (ПШ) радиоимпульсы S15 (см. фиг. 5). Эти импульсы принимаются всеми подсистемами транспортных средств 1, находящихся в зоне действия опорного пункта. Одновременно с излучением каждого импульса на опорном пункте запускаются счетчики времени устройства 12.Each subsystem 2 emits broadband pseudo-noise (PN) radio pulses S 15 (see Fig. 5). These pulses are received by all subsystems of vehicles 1 located in the coverage area of the reference point. Simultaneously with the emission of each pulse at the reference point, the time counters of the device 12 are started.

В дежурном режиме каждый радиоимпульс, прошедший устройства 8 и 5, дополняется аналогичными импульсами в устройстве 6, т.е. из каждого радиоимпульса формируется кодовая группа, однозначно определяющая данное транспортное средство. Минимальный дискрет кодирования должен соответствовать условию τo≥ 1,1...2τи, (здесь τи длительность сжатого радиоимпульса). В случаях появления сигналов тревоги от соответствующих датчиков (в качестве датчиков сигналов тревоги могут использоваться: противоугонные устройства, датчики сигнализации об опасности опрокидывания транспортного средства, системы предупреждения столкновений с тревожной сигнализацией и др.) открываются вентили 24 устройства 7, на которые поступают сигналы тревоги Tj, и к кодовой пачке радиоимпульсов добавляются импульсы, задержанные в линиях задержки 25, в соответствии с кодами сигналов тревоги.In standby mode, each radio pulse passing through devices 8 and 5 is supplemented by similar pulses in device 6, i.e. from each radio pulse a code group is formed that uniquely identifies a given vehicle. The minimum coding discrete must correspond to the condition τ o ≥ 1.1 ... 2τ and , (here τ and the duration of the compressed radio pulse). In cases of occurrence of alarms from the respective sensors (anti-theft devices, vehicle rollover hazard warning sensors, collision avoidance alarm systems, etc.) can be used as alarm sensors, valves 24 of device 7 are opened, to which T alarms are received j , and pulses delayed in the delay lines 25 are added to the radio burst code packet in accordance with the alarm codes.

Могут использоваться псевдошумовые коды, например, со свойством "не более одного совпадения", чтобы обеспечить эффективное разделение этих кодов (в устройствах 10 и 12, см. ниже) после сжатия и детектирования радиоимпульсов (см. например, М.Б. Свердлик. Оптимальные дискретные сигналы. М. Сов. радио, 1975). Pseudo-noise codes, for example, with the “no more than one match” property, can be used to ensure effective separation of these codes (in devices 10 and 12, see below) after compression and detection of radio pulses (see, for example, MB Sverdlik. discrete signals. M. Sov. radio, 1975).

Суперпозиция радиоимпульсов (в общем случае неразрешенных) излучается через устройства 4 и 8. Аналогично ретранслируются сигналы всех опорных станций 2, находящихся в зоне приема соответствующего ретранслятора 1. Каждый опорный пункт 2 излучает псевдошумовые (например, фазоманипулированные) радиоимпульсы в соответствии со своим ПШ-кодом и/или своим частотным литером. Для реализации малогабаритной широкополосной автомобильной антенны 8 могут использоваться технические решения, рассмотренные, например, в обзоре "Широкополосные малогабаритные антенны УКВ диапазона", Зарубежная радиоэлектроника, 1990, N 2, с. 54-60. A superposition of radio pulses (generally unresolved) is emitted through devices 4 and 8. Similarly, the signals of all reference stations 2 located in the reception zone of the corresponding relay 1 are relayed. Each reference point 2 emits pseudo-noise (for example, phase-shifted) radio pulses in accordance with its PN code and / or its frequency letter. To implement a small-sized broadband automobile antenna 8, technical solutions can be used, considered, for example, in the review "Broadband small-sized antennas of the VHF range", Zabayrebna Radioelectronics, 1990, N 2, p. 54-60.

В интересах затруднения ликвидации приемопередающих антенн 8 целесообразно использование нескольких антенн, замаскированных под внешние элементы транспортного средства. In the interests of the difficulty of eliminating transceiver antennas 8, it is advisable to use several antennas disguised as external elements of the vehicle.

Ретранслированные радиоимпульсы принимаются устройством 9 (S на фиг. 5), в котором сжимается каждый импульс с внутриимпульсной модуляцией, соответствующей коду генератора 16. Сжатие этих импульсов может проводиться с помощью согласованного фильтра или корреляционного приемника (см. например, ТИИЭР, 1983, т. 71, N 10, с. 75-93; Я.Д. Ширман. Разрешение и сжатие сигналов. М. Сов. радио, 1974). На выходе приемника 9 появляется последовательность разрешенных импульсов. Селектор кодов 10 обеспечивает выделение импульсов, временные интервалы между которыми соответствуют кодам транспортных средств, ретранслирующих сигналы данного опорного пункта. Последовательность импульсов на соответствующем выходе устройства 28i соответствует коду сигнала тревоги Tj на i-ом транспортном средстве S10ij. Эта последовательность поступает на входы селекторов импульсов 11 и 17. Первый импульс пачки S10ij проходит через открытое вентильное устройство 29i и поступает на вход управляющего устройства (триггера) 30i, которое формирует сигнал (перебрасывается) запирания вентильного устройства 29i. Тот же импульс, пройдя линию задержки 31i (Tзад= Tп, здесь Tп период следования импульсов передатчика 15), возвращает устройство 30i в исходное положение, т.е. на выходе триггера 30i формируется сигнал, открывающий вентиль 29i. Первый импульс, выделенный из пачки, останавливает счет в соответствующем канале (счетчике) устройства измерения 12. Величина измеренного интервала

Figure 00000002

определяет дальность Ri до ретранслятора 1
Figure 00000003

где τ1 и τ2 задержки распространения импульса подсистемы 2 до ретранслятора 1 и обратно;
Ti длительность кода i-го транспортного средства;
Figure 00000004
оценка аппаратурных задержек распространения сигнала;
c скорость распространения радиоволн.Relayed radio pulses are received by device 9 (S in Fig. 5), in which each pulse is compressed with an intrapulse modulation corresponding to the code of the generator 16. These pulses can be compressed using a matched filter or a correlation receiver (see, for example, TIIER, 1983, t. 71, N 10, pp. 75-93; YD Shirman. Resolution and compression of signals. M. Sov. Radio, 1974). The output of the receiver 9 appears a sequence of allowed pulses. The code selector 10 provides the selection of pulses, the time intervals between which correspond to the codes of vehicles relaying the signals of this reference point. The pulse sequence at the corresponding output of the device 28 i corresponds to the alarm code T j on the i-th vehicle S 10ij . This sequence is fed to the inputs of pulse selectors 11 and 17. The first pulse of the packet S 10ij passes through the open valve device 29 i and is fed to the input of the control device (trigger) 30 i , which generates a signal (relayed) to lock the valve device 29 i . The same pulse, having passed the delay line 31 i (T ass = T p , here T p the pulse repetition period of the transmitter 15), returns the device 30 i to its original position, i.e. at the output of the trigger 30 i , a signal is formed that opens the valve 29 i . The first pulse extracted from the packet stops the count in the corresponding channel (counter) of the measuring device 12. The value of the measured interval
Figure 00000002

determines the range of R i to the relay 1
Figure 00000003

where τ 1 and τ 2 the propagation delay of the pulse of subsystem 2 to the relay 1 and vice versa;
T i the duration of the code of the i-th vehicle;
Figure 00000004
estimation of hardware signal propagation delays;
c propagation speed of radio waves.

Коды сигналов тревоги S17j селектируются в соответствующем канале устройства 17.Alarm codes S 17j are selected in the corresponding channel of the device 17.

В устройстве 13 формируется сообщение (кадр информационного сигала) об обнаруженных транспортных средствах. Могут быть использованы известные методологии выбора кадра сигнала (см. например, Сетевые спутниковые радионавигационные системы. М. Сов. радио, 1982, с. 118-121). In the device 13, a message is generated (informational signal frame) about the detected vehicles. Known signal frame selection methodologies can be used (see, for example, Network-based satellite radio navigation systems. M. Sov. Radio, 1982, pp. 118-121).

Для решения задачи определения местоположения транспортного средства на подсистеме центрального опорного пункта 3 структурная единица сообщения - строка L должна содержать: служебную информацию о подсистеме опорного пункта 2, т.е. его номер М и текущие координаты (если опорный пункт мобильный); код i-ого транспортного средства (однозначно определяющий его номер и атрибуты); характер сигнала тревоги (определяется кодом сигнала тревоги Tj); величину задержки

Figure 00000005
; т.о. L=L(M, Xм, Yм, i, j, τi).To solve the problem of determining the location of the vehicle on the subsystem of the central strong point 3, the structural unit of the message - line L should contain: service information about the subsystem of the strong point 2, i.e. its M number and current coordinates (if the strong point is mobile); code of the i-th vehicle (uniquely identifying its number and attributes); the nature of the alarm (determined by the alarm code T j ); delay value
Figure 00000005
; thus L = L (M, X m , Y m , i, j, τ i ).

Сообщение L по каналу 14 18 передается на подсистему центрального опорного пункта 3. В вычислительном устройстве 19 по сообщениям двух и более подсистем опорных пунктов 2 определяется текущее местоположение i-го транспортного средства. Исходная система уравнений имеет вид
(Xi-Xom)2 + (Yi-Yom)2= Rim2
m=1, 2, k; inf k=2
где Xi и Yi текущие координаты i-го транспортного средства;
Xom, Yom координаты m-ой подсистемы опорного пункта;
Rim дальность до i-го транспортного средства, измеренная на m-ой подсистеме опорного пункта (Rim однозначно определяется оценкой временного интервала между моментом излучения кода и приема ретранслированного сигнала, см. выше).
Message L on channel 14 18 is transmitted to the subsystem of the central reference point 3. In the computing device 19, the messages of two or more subsystems of the reference points 2 determine the current location of the i-th vehicle. The initial system of equations has the form
(X i -X om ) 2 + (Y i -Y om ) 2 = R im 2
m is 1, 2, k; inf k = 2
where X i and Y i are the current coordinates of the i-th vehicle;
X om , Y om coordinates of the m-th subsystem of the reference point;
R im the distance to the i-th vehicle, measured on the m-th subsystem of the reference point (R im is uniquely determined by the estimate of the time interval between the moment of emission of the code and the reception of the relay signal, see above).

Исходная система уравнений позволяет определить местоположение i-го транспортного средства как точку пересечения поверхности Земли и дальномерных поверхностей положения (т.е. сфер радиусов Rim). Алгоритм решения исходной системы уравнений может быть основан на конечных и итерационных методах. Для разрешения неоднозначности, связанной с нелинейностью исходной системы уравнений, могут использоваться известные методы, основанные на:
априорной информации о местоположении транспортного средства,
избыточных измерениях дальностей,
сопоставлении полученных координат с планом дорог (улиц) и т.д.
The initial system of equations allows you to determine the location of the i-th vehicle as the point of intersection of the Earth’s surface and rangefinding position surfaces (i.e., spheres of radii R im ). The algorithm for solving the original system of equations can be based on finite and iterative methods. To resolve the ambiguity associated with the nonlinearity of the original system of equations, known methods based on:
prior information about the location of the vehicle,
redundant range measurements
comparing the obtained coordinates with the plan of roads (streets), etc.

Декодированное сообщение с выхода устройства 18 и координаты Xi и Yi поступают на устройство управления и индикации 20 (например, дисплей), которое является выходным устройством предлагаемой системы. Система, реализующая предлагаемый способ, может функционировать в режиме поиска транспортных средств по запросу подсистемы центрального опорного пункта 3. В этом случае запросный сигнал через устройства 20 → 21 → 22 передается на все опорные пункты, на каждом из которых широкополосный радиоимпульс передатчика 15 трансформируется в кодовые группы в соответствии с запрашиваемыми кодами. На i-ом ретрансляторе 1 декодер запроса 23 селектирует код i-го транспортного средства, при этом на выходе устройства 37 (т.е. схемы совпадения селектора кода запроса 34) формируется сигнал (высокий потенциал), отпирающий вентиль 35, который пропускает сигнал с выхода устройства 6 для ретрансляции. Дальнейшая процедура определения местоположения i-го (запрашиваемого) транспортного средства по ретранслированному сигналу не отличается от вышерассмотренной.The decoded message from the output of the device 18 and the coordinates X i and Y i arrive at the control and display device 20 (for example, a display), which is the output device of the proposed system. A system that implements the proposed method can operate in the search mode for vehicles at the request of the subsystem of the central reference point 3. In this case, the inquiry signal through the devices 20 → 21 → 22 is transmitted to all reference points, at each of which the broadband radio pulse of the transmitter 15 is transformed into code groups according to the requested codes. On the i-th repeater 1, the request decoder 23 selects the code of the i-th vehicle, while at the output of the device 37 (i.e., the matching circuit of the selector of the request code 34) a signal is generated (high potential), the gate valve 35, which passes the signal from output device 6 for relay. The further procedure for determining the location of the i-th (requested) vehicle by the relayed signal does not differ from the above.

Внешнее проектирование системы, реализующей предлагаемый способ, показало, что подсистему транспортного средства (ретранслятор) 1 целесообразно выполнять с малогабаритной активной приемопередающей антенной и с автономным или комбинированным электропитанием. Для повышения защищенности возможно скрытное размещение нескольких ретрансляторов на транспортном средстве. Сеть стационарных подсистем опорных пунктов 2 целесообразно размещать на высотных зданиях и сооружениях (мачты, трубы ТЭЦ и т.п.). Могут использоваться мобильные подсистемы опорных пунктов, местоположение которых контролируется по сети подсистем стационарных опорных пунктов или по сигналам радионавигационных систем (например, таких как Навстар или Глонасс). External design of the system that implements the proposed method showed that the subsystem of the vehicle (repeater) 1, it is advisable to carry out with a small-sized active transceiver antenna and with autonomous or combined power supply. To increase security, it is possible to covertly place several repeaters on a vehicle. It is advisable to place the network of stationary subsystems of support points 2 on high-rise buildings and structures (masts, pipes of thermal power plants, etc.). Mobile subsystems of reference points can be used, the location of which is controlled by a network of subsystems of stationary reference points or by signals from radio navigation systems (for example, such as Navstar or Glonass).

Ожидаемые характеристики системы, реализующей предлагаемый способ:
Дальность действия радиолинии "транспортное средство опорный пункт" (т. е. радиус зоны действия стационарного опорного пункта), км
в городских условиях 20
за городом 50-70
Ошибка дальнометрирования в городских условиях, м 30-35
Ошибка местоопределения транспортного средства после обработки информации, м 15-40
Число одновременно обнаруживаемых транспортных средств в зоне действия опорного пункта Практически не ограничено (≥ 105)
Вероятность неразделения сигнала при поступлении на опорный пункт 104 неразрешенных во времени ретранслированных сигналов ≅ 10-6
Преимущество предлагаемых способа и системы состоит в том, что предлагаемый способ обеспечивает решение задачи автоматизированного внешнего (на дальностях несколько десятков км) определения местоположения всех транспортных средств в любом оборудованном сетью опорных пунктов регионе, при этом операции на транспортных средствах упрощены настолько, что реализация аппаратуры транспортных средств может быть организована на любом производстве радиотехнического профиля. Реализация аппаратуры подсистем опорных пунктов и подсистемы центрального опорного пункта возможна на радиотехнических производствах среднего уровня.
The expected characteristics of the system that implements the proposed method:
The range of the "vehicle reference point" radio line (ie, the radius of the zone of operation of a stationary reference point), km
in urban conditions 20
out of town 50-70
Error of ranging in urban conditions, m 30-35
Vehicle location error after information processing, m 15-40
The number of simultaneously detected vehicles in the coverage area of a strong point Almost unlimited (≥ 10 5 )
The probability of non-separation of the signal upon arrival at the reference point 10 4 unresolved in time relayed signals ≅ 10 -6
The advantage of the proposed method and system is that the proposed method provides a solution to the problem of automated external (at ranges of several tens of km) determining the location of all vehicles in any region equipped with a network of strong points, while operations on vehicles are so simplified that the implementation of transport equipment funds can be organized at any production of a radio engineering profile. Implementation of equipment of subsystems of strong points and subsystems of the central strong point is possible at medium-level radio engineering facilities.

Новым качеством является возможность оперативного (в реальном масштабе времени) определения на центральной станции текущих координат всех транспортных средств в контролируемом регионе, на которых сработали датчики тревожной сигнализации, а также транспортных средств, объявленных к розыску (за исключением транспортных средств, находящихся в непрозрачных для радиоволн местах). A new quality is the ability to quickly (in real time) determine at the central station the current coordinates of all vehicles in the controlled region that triggered the alarm sensors, as well as vehicles that are wanted (except for vehicles that are opaque to radio waves places).

Внедрение предлагаемого способа обеспечит сокращение затрат на поиск похищенных или потерянных транспортных средств, повысит эффективность управления движением и борьбы с правонарушениями. Implementation of the proposed method will reduce the cost of searching for stolen or lost vehicles, increase the efficiency of traffic control and the fight against offenses.

По данным из публикаций в научно-технической литературе можно ожидать, что предлагаемое техническое решение будет представлять интерес для предприятий и организаций РФ, США, Канады, Японии, Германии и Австралии. According to data from publications in the scientific and technical literature, it can be expected that the proposed technical solution will be of interest to enterprises and organizations of the Russian Federation, USA, Canada, Japan, Germany and Australia.

Claims (2)

1. Способ определения местоположения транспортного средства, заключающийся в том, что на опорных пунктах излучают широкополосные сигналы, принимают эти сигналы на транспортном средстве и определяют его местоположение, отличающийся тем, что принимаемые на транспортном средстве широкополосные сигналы преобразуют в кодовые сигналы адреса и сообщения и переизлучают на опорные пункты, на которых осуществляют оптимальный прием излученных сигналов, выделяют первый импульс сжатого широкополосного сигнала и изменяют временные интервалы между моментами излучения широкополосных сигналов опорным пунктом и моментами приема сигналов, переизлученных транспортным средством, выделяют адресные сигналы и сигналы сообщения транспортного средства, формируют сигналы о величине измеренного временного интервала, местоположения опорного пункта и сообщения транспортного средства и передают эта сигналы на центральный опорный пункт, на котором по принятым с опорных пунктов сигналам определяют местоположение транспортного средства. 1. The method of determining the location of the vehicle, which consists in the fact that broadband signals are emitted at the reference points, receive these signals on the vehicle and determine its location, characterized in that the broadband signals received on the vehicle are converted into code addresses and messages and re-emitted to the reference points at which the optimal reception of the emitted signals is carried out, the first pulse of the compressed broadband signal is isolated and the time intervals between at the moments of emission of broadband signals by the reference point and the moments of reception of signals re-emitted by the vehicle, address signals and vehicle message signals are extracted, signals about the value of the measured time interval, location of the reference point and vehicle messages are generated and this signals are transmitted to the central reference point, on which according to the received signals from the reference points determine the location of the vehicle. 2. Система определения местоположения транспортного средства, содержащая подсистему транспортного средства, включающую последовательно соединенные широкополосную антенну и приемное устройство запросного сигнала, подсистему опорного пункта, включающую генератор шумоподобного сигнала, выход которого подключен к первому входу передающего устройства запросного сигнала, отличающаяся том, что в подсистему опорного пункта введены последовательно соединенные оптимальный приемник шумоподобного сигнала и селектор кодов транспортного средства, устройство селекции кодов, устройство измерения временных интервалов, устройство формирования сообщения, передающее устройство, приемное устройство и устройство селекции кодов сигнала тревоги, входы которого объединены с входами устройства селекции кодов и подключены к выходам селектора кодов транспортного средства, выход приемного устройства подключен к второму входу передающего устройства запросного сигнала, первый вход которого объединен с входом оптимального приемника шумоподобного сигнала и первым входом устройства измерения временных интервалов, выходы устройства селекции кодов подключены к информационным входам устройства измерения временных интервалов, выходы которого и выходы устройства селекции кодов сигнала тревоги подключены через устройства формирования сообщения к передающему устройству, в подсистему транспортного средства введены устройство формирования кода транспортного средства, формирователь кода сигнала тревоги, передающее устройство ответного сигнала и декодирующее устройство, вход которого и вход устройства формирования кода транспортного средства подключены к выходу устройства запросного сигнала, выход устройства формирования кода транспортного средства подключен к второму входу декодирующего устройства, выход которого объединен с выходом формирователя кода сигнала тревоги и подключен к входу передающего устройства ответного сигнала, в систему введен центральный опорный пункт, содержащий передающее устройство, приемное устройство канала передачи данных, вычислительное устройство и устройство управления и индикации, первый вход которого объединен с входом вычислительного устройства и соединен с выходом приемного устройства канала передачи данных, выход вычислительного устройства подключен к второму входу устройства управления и индикации, выход которого соединен с входом передающего устройства, шиpoкoпoлocная антенна транспортного средства по радиоканалу соединена с передающим устройством запросного сигнала и оптимальным приемником шумоподобного сигнала опорного пункта, приемное и передающее устройства которого соединены по радиоканалу соответственно с передающим устройством и приемным устройством канала передачи данных центрального опорного пункта. 2. A vehicle positioning system comprising a vehicle subsystem, including a serially connected broadband antenna and a request signal receiving device, a reference point subsystem including a noise-like signal generator, the output of which is connected to the first input of the request signal transmitting device, characterized in that in the subsystem the reference point, an optimal noise-like signal receiver and a transport medium code selector are connected in series device, a code selection device, a time interval measuring device, a message generating device, a transmitting device, a receiving device and an alarm code selection device, the inputs of which are combined with the inputs of the code selection device and connected to the outputs of the vehicle code selector, the output of the receiving device is connected to the second the input of the transmitter of the interrogation signal, the first input of which is combined with the input of the optimal receiver of the noise-like signal and the first input of the device from measuring time intervals, the outputs of the device for selecting codes are connected to the information inputs of the device for measuring time intervals, the outputs of which and the outputs of the device for selecting alarm codes are connected through the device for generating messages to the transmitting device, the device for generating the vehicle code and the driver for the alarm code are entered into the subsystem of the vehicle , a response signal transmitting device and a decoding device, the input of which and the input of the and the vehicle is connected to the output of the request signal device, the output of the vehicle code generating device is connected to the second input of the decoding device, the output of which is combined with the output of the alarm code generator and connected to the input of the response signal transmitting device, a central reference point containing the transmitting a device, a receiver of a data transmission channel, a computing device and a control and indication device, the first input of which is combined the input of the computing device and connected to the output of the receiving device of the data transmission channel, the output of the computing device is connected to the second input of the control and indication device, the output of which is connected to the input of the transmitting device, the broadband antenna of the vehicle is connected via radio channel to the transmitter of the request signal and the optimal receiver of a noise-like signal reference point, the receiving and transmitting devices of which are connected by radio channel, respectively, with the transmitting devices ohm and the receiver of the data channel of the central reference point.
RU93057066A 1993-12-27 1993-12-27 Method for detection of position of vehicle and device which implements said method RU2092902C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93057066A RU2092902C1 (en) 1993-12-27 1993-12-27 Method for detection of position of vehicle and device which implements said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93057066A RU2092902C1 (en) 1993-12-27 1993-12-27 Method for detection of position of vehicle and device which implements said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93057066A RU93057066A (en) 1997-03-27
RU2092902C1 true RU2092902C1 (en) 1997-10-10

Family

ID=20150596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93057066A RU2092902C1 (en) 1993-12-27 1993-12-27 Method for detection of position of vehicle and device which implements said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2092902C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8031113B2 (en) 2003-04-25 2011-10-04 Qualcomm Incorporated System and method to obtain signal acquisition assistance data
RU2446479C1 (en) * 2010-10-22 2012-03-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Magnetometric device for security alarm
RU2487371C2 (en) * 2008-09-23 2013-07-10 Сантр Насьональ Д'Этюд Спатьяль Processing radio navigation signals using broadband combination
RU2496246C2 (en) * 2009-06-19 2013-10-20 Зте Корпорейшен Method and apparatus for transmitting position reference signal
RU2496245C2 (en) * 2009-04-27 2013-10-20 Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд. Positioning reference signals
RU2778485C1 (en) * 2019-07-12 2022-08-22 Чайна Академи Оф Спейс Текнолоджи Method for joint use of radio spectrum based on constant beam offset and low orbital satellite communication system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. US, патент N 4141332, кл. F 02 F 9\00, 1979. 2. JР, заявка N 48-34080, кл. 101-60, 1973. 3. Радио, N 10, 1989, с. 64. 4. US, патент N 3644825, кл. G 01 R 33/00, 1977. 5. Журнал ТИИЭР, т. 71, N 10, 1983, с.8-21. 6. Журнал ТИИЭР, т. 71, N 10, 1983, с. 75-93. *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8031113B2 (en) 2003-04-25 2011-10-04 Qualcomm Incorporated System and method to obtain signal acquisition assistance data
US8432312B2 (en) 2003-04-25 2013-04-30 Qualcomm Incorporated System and method to obtain signal acquisition assistance data
RU2488134C2 (en) * 2003-04-25 2013-07-20 Квэлкомм Инкорпорейтед System and method of acquiring data for assisting signal detection
US8519887B2 (en) 2003-04-25 2013-08-27 Qualcomm Incorporated System and method to obtain signal acquisition assistance data
US8692711B2 (en) 2003-04-25 2014-04-08 Qualcomm Incorporated System and method to obtain signal acquisition assistance data
US8711036B2 (en) 2003-04-25 2014-04-29 Qualcomm Incorporated System and method to obtain signal acquisition assistance data
RU2487371C2 (en) * 2008-09-23 2013-07-10 Сантр Насьональ Д'Этюд Спатьяль Processing radio navigation signals using broadband combination
RU2496245C2 (en) * 2009-04-27 2013-10-20 Хуавэй Текнолоджиз Ко., Лтд. Positioning reference signals
RU2496246C2 (en) * 2009-06-19 2013-10-20 Зте Корпорейшен Method and apparatus for transmitting position reference signal
US8761116B2 (en) 2009-06-19 2014-06-24 Zte Corporation Method and system for transmitting position reference signal
RU2446479C1 (en) * 2010-10-22 2012-03-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Magnetometric device for security alarm
RU2778485C1 (en) * 2019-07-12 2022-08-22 Чайна Академи Оф Спейс Текнолоджи Method for joint use of radio spectrum based on constant beam offset and low orbital satellite communication system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6665631B2 (en) System and method for measuring short distances
US5311197A (en) Event-activated reporting of vehicle location
US5532690A (en) Apparatus and method for monitoring and bounding the path of a ground vehicle
AU718991B2 (en) Enhanced position calculation
US5969595A (en) Security for transport vehicles and cargo
US5796365A (en) Method and apparatus for tracking a moving object
Svyd et al. Secondary Surveillance Radar Response Channel Information Security Improvement Method
US20080169978A1 (en) Detection Of Deception Signal Used To Deceive Geolocation Receiver Of A Satellite Navigation System
KR102177912B1 (en) Vehicle identification
US5949364A (en) Method and system for producing images of an object
EP0279834A1 (en) Vehicle locating system.
Bijjahalli et al. A novel vehicle-based GNSS integrity augmentation system for autonomous airport surface operations
US7224308B2 (en) Identification and location system for personnel and vehicles
RU2092902C1 (en) Method for detection of position of vehicle and device which implements said method
RU2349472C1 (en) Satellite safery and search system
US6819245B1 (en) Security system
LaChapelle et al. Automotive collision risk estimation under cooperative sensing
RU2528090C1 (en) Satellite security-search system
RU2349962C1 (en) Security and searchsystem of stolen vehicles
KR102008699B1 (en) Unmanned vehicle for estimating location of castaway unit and method using thereof
RU93057066A (en) METHOD FOR DETERMINING LOCATION OF VEHICLE AND DEVICE IMPLEMENTING THIS METHOD
RU2185298C2 (en) Vehicle antitheft protection device
DE102018116298A1 (en) Process for the simultaneous localization and creation of a map of an environment
KR100401159B1 (en) System for chasing stolen automobile
Brambilla et al. Overcoming GNSS Degradation by Cooperative Networked Localization of Autonomous Vehicles