Как найти источник радиосигнала

Пеленгация радиосигналов. Как это работает?

В предыдущей части была рассмотрена возможность приема сигнала гетеродина работающего радиоприемника. Рассмотрим теперь более общий вопрос — а как вообще пеленгуется радиосигнал? С какой точностью?

Что правда а что миф, попробуем разобраться.

Примечание: доступа к реальному пеленгатору для проведения реальных тестов у меня нет. Вся информация была найдена в открытых источниках.

Принципы пеленгации радиоволн

Направленные антенны

Самый наверное, очевидный, и исторически появившийся первым, это способ пеленгации сигналов с помощью направленных антенн. Использовался в частности во времена СССР для спортивных соревнований по радиопеленгации, называемых «охота на лис». Обложка журнала Радио того времени показывает как примерно это выглядело:

Нас же сейчас больше интересует не спортивная, а техническая сторона вопроса. Как видно из фото, приемник содержит 2 антенны: одну рамочную, другую штыревую. Схемотехнически сигналы из антенн комбинируются так, что получается диаграмма направленности в виде кардиоиды (схема с сайта unradio.ru):

Как можно видеть, диаграмма направленности весьма широкополосна, однако вполне позволяет «засечь» направление на максимум сигнала. Точность определения максимума не особо высока, что впрочем компенсировалось скоростью и физ.подготовкой спортсмена.

Если говорить о современных устройствах, то нечто похожее можно видеть например в носимом пеленгаторе «АРК-НК3И», который как можно видеть из описания, тоже снабжен рамочной антенной. Подробных описаний найти не удалось, но можно предположить что точность взятия пеленга таким устройством примерна сопоставима с вышеупомянутой кардиоидой.

Фазовые методы

С направленными антеннами все более-менее ясно, так же ясно, что их надо как минимум, крутить, или с ними идти, что конечно неудобно. Гораздо больший интерес представляют фазовые методы, которые позволяют брать пеленг на сигнал с помощью антенны неподвижной.

(антенна пеленгатора РПс3000и, фото с сайта irga.sut.ru/sp.html)

Существуют разные подмножества фазовых методов, рассмотрим для примера принцип квази-допплеровского пеленгатора. Представим сигнал, идущий с определенного направления, и антенну, вращающуюся в горизонтальной плоскости.

Очевидно, что благодаря эффекту Допплера, во время движения антенны в сторону источника, частота будет выше, в обратную сторону, соответственно ниже. Анализируя максимум и минимум колебаний частоты, можно легко определить направление. Разумеется, в реале антенну никто не вращает — используется стационарная решетка из антенн (примерно как на фото), переключение сигнала с которых выполняется электронной коммутацией. Сравнивая фазы сигналов, можно определить направление на источник излучения.

Кстати, подобные устройства могут использоваться и радиолюбителями, например для той же «охоты на лис». За 400$ возможно приобрести готовый Doppler Direction Finder Kit:

Существуют и более простые схемы, содержащие не более 20 деталей. В них в качестве приемника используется уже готовая радиостанция, а доделать необходимо лишь модуль для переключения антенн.

Впрочем, вернемся к пеленгаторам стационарным. Наверное основной вопрос, который интересует пользователей — это точность и частотный диапазон пеленгации. Для примера можно рассмотреть Стационарный пеленгатор «АРК-СП», описание которого есть на сайте bnti.ru:
— Рабочий диапазон частот: 20 — 3000 МГц
— Чувствительность по полю в диапазоне 20-1000 МГц: не более 12 мкВ/м
— Инструментальная точность (СКО), не более: 2° (20-1000 МГц)
— Минимальная длительность пеленгуемого сигнала, однократного при полосе обработки 5 МГц: 30 мс
— Непрерывная запись радиосигналов в полосе: до 24 МГц, скорость потока данных при непрерывной записи радиосигнала в полосе 24 МГц: 102,4 МБайт/с

Из этого описания можно выделить ряд полезных фактов:
— Рабочий диапазон частот простирается до 3ГГц, что покрывает все практически возможные источники сигналов.
— Для пеленга действительно достаточно очень короткого сигнала.
— Максимальная полоса записываемого сигнала 24МГц, это связано с максимальной частотой дискретизации доступных АЦП. Описание на сайте датируется 2012м годом, учитывая некий прогресс, можно предположить что сейчас доступны АЦП на 60 или даже на 100МГц. Но больше вряд ли, и однозначно можно сказать, что

весь радиоэфир

никто не пишет, это слишком сложно и дорого. Таким образом, пеленгация сигнала «задним числом» по записи практически невозможна, разве что сигнал попал в запись случайно.
— Заявленная точность не более 2°, что с одной стороны, весьма неплохо, с другой стороны, явно недостаточно для поиска с точностью «до квартиры». Более того, как следует из принципа действия, в вертикальной плоскости сигнал не пеленгуется вообще, так что узнать высоту источника (или этаж) тоже невозможно.

Кстати о точности, на том же сайте можно найти скриншот программы Radio Explorer где видна точность работы пеленгатора РПс3000и:

На каком максимальном расстоянии возможно запеленговать радиосигнал? Достаточно далеко, т.к. антенны пеленгаторов обычно ставят на самых высоких зданиях в городе. На сайте ess.ru удалось найти опубликованную в 2006 году статью, в которой приведена следующая таблица (пеленгация радиостанции мощностью 5Вт):

Как можно видеть, максимальная дальность составила 27 км

Что касается автомобильных пеленгаторов, то их описание (включая фото монтажа и установки, а также рабочих мест операторов) можно найти в той же статье.

Заключение

Надеюсь, кое-какие мифы о пеленгации удалось развеять, кое-какие подтвердить. Все данные для статьи были взяты из открытых источников, 5-10 летней давности. Что-то вероятно было улучшено, но явно не на порядки, да и законы физики в этой области за 10 лет вроде не менялись.

Хочется отметить и другой момент. Несмотря на то, что современные технологии не позволяют запеленговать нарушителя с точностью до квартиры, комнаты и этажа, через секунду после нажатия кнопки PTT, все же не стоит обольщаться. Как показывает практика, злостных нарушителей все-таки ловят, это лишь вопрос времени.

Пеленгация — непременный атрибут радиосвязи. Определение направления на радиосигнал и поиск его источника используется в радиоразведке, в оперативно-следственных мероприятиях для слежения за жучками-маячками, при поиске терпящих бедствие на суше и на море и даже в технических видах спорта, таких как «охота на лис». Во всех этих случаях пеленгаторы обнаруживают передатчики, то есть радиопередающие устройства, излучатели радиосигнала. Однако порой с помощью пеленгационного оборудования можно выявить и… радиоприемник, то есть устройство, которое должно ловить радиоволны, а не излучать их!

Передатчик… внутри приемника

«Запеленговать радиоприемник» — звучит, на первый взгляд, абсурдно… Как можно засечь устройство, которое не излучает радиосигнал в эфир?! Однако это действительно возможно. Для понимания принципа пеленгации радиоприемников начать придется с теории. Несложной, на уровне школьного радиокружка.

Диапазон принимаемых частот почти любого радиоприемника весьма широк — часто не менее двух-трех десятков мегагерц. На любой частоте этого диапазона приемник должен уметь одинаково хорошо выделять и усиливать принимаемый радиосигнал, что технически достаточно непросто. Для решения этой задачи обычно сигнал любой принимаемой частоты преобразовывают в сигнал с фиксированной и неизменной частотой, так называемой промежуточной. И уже ее затем фильтруют, очищают, усиливают и детектируют в звук, который мы слышим из динамика. Постоянно работать с одной и той же «промежуткой» каскадам приемника гораздо проще, чем со всем спектром диапазона.

Чтобы из всего диапазона принимаемых антенной частот получать единую промежуточную, в приемниках используется два узла — гетеродин и смеситель. Гетеродин — это… радиопередатчик внутри радиоприемника! Правда, чрезвычайно маломощный. Именно изменение частоты гетеродина мы осуществляем, когда вращаем ручку настройки на станцию. В смеситель же одновременно попадают два сигнала: принимаемая частота и частота гетеродина. При их смешивании выделяется разница — та самая промежуточная частота. В СССР стандартом промежуточной частоты для бытовой радиоаппаратуры было 465 килогерц. Образовывалось это число путем вычитания из частоты сигнала радиостанции частоты гетеродина.

И вот мы и подошли непосредственно к технологии радиопеленгации приемников! Несмотря на ничтожнейшую мощность встроенного в каждый приемник гетеродина, его излучение имеет «паразитное» свойство просачиваться при работе в приемную антенну и уходить в эфир. И очень чувствительными пеленгаторами с эффективными направленными антеннами это излучение можно обнаружить!

«КГБ-джаз»

В Советском Союзе многие граждане любили послушать так называемые «голоса» — зарубежные радиостанции, вещающие из-за границы на территорию СССР на русском языке. В качестве мощного рычага пропаганды западное иновещание развернулось почти сразу после окончания Второй мировой войны и в качестве идеологического оружия существовало чуть ли не до начала 90-х годов ХХ века. Кого-то из слушателей привлекал экстрим явной антисоветчины, кто-то вылавливал в эфире «битлов» и «роллингов». В 60-е в народе даже ходила популярная шутка: «есть обычай на Руси — ночью слушать «Би-би-си!».

Меры против иновещания принимались серьезные: в выпускаемых и продаваемых в Союзе радиоприемниках намеренно ограничивался частотный диапазон, затруднявший прием «голосов», а по всей стране была раскидана сеть передатчиков помех — «глушилок». Однако граждане азартно дорабатывали «на коленке» отечественную технику, покупали импортные радиолы в комиссионных магазинах и инвалютных «Березках» и упорно искали «окна» в гудении «глушилок», чей узнаваемый шум в народе прозвали «КГБ-джазом».

Надо отметить, что прямо-таки массовой охоты на слушателей «голосов» не было — если диссидентство ограничивалось ночным кухонным бдением возле радио, то внимания спецслужб такой гражданин не привлекал. Но к тем, кто был под подозрением по иным шалостям, могли направить специальную мобильную моторизованную бригаду «слухачей», способных с улицы обнаружить в квартире радиоприемник, настроенный на «Голос Америки» или «Радио Свобода».

Поймав частоту гетеродина, они буквально на пальцах проводили простейшее арифметическое вычисление и выясняли, какая радиостанция принимается в данный момент в доме! К примеру, рядом с домом пеленгатор улавливал слабый сигнал с частотой 12.815 мГц. Вычитаем из него 465 кГц (ту самую промежуточную частоту) и получаем 12.350 мГц, а это как раз частота «Радио Свобода»… Попался, голубчик! И если точный адрес был неизвестен, его часто вычисляли по длинным проволочным антеннам, тянущимся из окон на близлежащие деревья, и по горящим в ночи окошкам. Ибо кому еще не спать в Советском Союзе по ночам, как не радиослушателям-диссидентам… Откройте, милиция!

И телевизоры, и антирадары…

Собственно, любой телевизор по своей сути это тот же самый радиоприемник, имеющий гетеродин, смеситель и использующий метод преобразования принимаемой частоты в промежуточную. А значит, он точно так же может быть запеленгован! Трудно поверить, что подобное может понадобиться на практике, однако в некоторых странах Европы существовала и продолжает существовать по сей день система сбора абонентской платы для владельцев телевизоров, подключенных не к кабелю или «тарелке», а к обычной эфирной антенне.

Особенно суров контроль за этим оброком в Великобритании, где еще в 1951 году тогдашний генерал-почтмейстер (аналог министра связи и массовых коммуникаций) лорд де ла Варр учредил Инспекцию телевизионных лицензий, оснащенную специально оборудованными пеленгационными автомобилями. Нарушителей, которые обзавелись телевизором, но не поставили власти в известность, дабы не платить лицензионный сбор, вычисляли курсирующие по улицам спецавтомобили. Большая часть их, правда, были обманками — антенны представляли собой муляжи, рассчитанные на мотивацию населения к добровольной оплате через устрашение. Но часть — вполне работоспособными, действующими как раз по принципу обнаружения сигнала гетеродина, пробивающегося в телеантенну!

Кстати, характерно, что эта практика в Великобритании продолжается и поныне, разве что автомобили стали современнее и оборудование — эффективнее. В середине ХХ века возмущенные таким тотальным контролем британцы швыряли в машины инспекторов помидоры и забивали им в глушители картошку, однако, к чести лорда де ла Варра, автомобили-пеленгаторы хотя бы не скрывали антенны и были отмечены символикой на бортах — генерал-почтмейстер изначально заявил, что не собирается создавать службу тайных соглядатаев… А вот в наши дни завет министра забыт — современные пеленгаторы ездят скрытно, ничем не выдавая себя внешне!

Еще один пример вполне массового пеленгования радиоприемников — борьба с нелегальными автомобильными радар-детекторами. Эти гаджеты, свободно продающиеся в России и отлично известные едва ли не каждому нашему автомобилисту, в ряде стран под строгим запретом. Однако некоторые несознательные граждане их все же используют, несмотря на запрещающие законы, и поэтому на вооружении полиции стоит спецаппаратура, позволяющая обнаружить в автомобиле даже скрытно размещенный внутри бампера или под обшивками гаджет. Принцип выявления тот же самый — по паразитному излучению гетеродина, работающего в составе приемника радар-детектора.

Вобщем найти не нашли , но видимо спугнули , и на 99 % это была глушилка , Заявка в инспекцию связи на удивление дала свои результаты ,оказывается тема для них не нова, и кроме этого еще и с увд машина приехала ,мож кто заяву написал ?. Вобщем уазик , там куча всяких прибамбасов на нём , они очень быстро указали точно на многоэтажку , постояли повертели антенками своими и поехали на другую сторону , ну а автовладельцы -те кто был в это время на стоянке , в том числе сторожа, подошли поинтересоваться ,и мы тоже подошли , вобщем образовалась небольшая толпа человек 10 , бурно обсуждающих проблемму и временами показывая руками то на этажку , то в сторону дороги , суть не в том , и тут либо совпадение , либо автор глушилки как-то узнал, или увидел может в окошко то-что по стоянке ездит машина с разными антеннами ,видимо по его душонку, и несущая пропала ! Машина с инспекции постояла еще около часа , но помеха больше не появилась , и пока вот уже второй день её нету , Те ребята что приезжали на радиолокации сказали что видимо уже теперь не появится , ну а если и будет , то временами , и еще оказывается уже не первый раз такое ищут , и в других местах — и именно рядом со стоянками , и даже куча машин была обворована и сняты колеса по городу , и особенно в микрашах ,менты там с хозяином стоянки еще долго о чём-то беседовали . Кстати я спросил на какой частоте помеха — на 433.926 , и довольно-таки мощная ,точно в диапазоне работы автосигнализаций !

Изменено 22 июля 2012 пользователем Jekus

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиоконтроля для определения местоположения наземных источников радиоизлучения в диапазоне частот от примерно 100 МГц до 3 ГГц. Достигаемый технический результат изобретения — повышение точности оценки местоположения источника радиоизлучения (ИРИ). Способ включает последовательно выполняемые процедуры измерения частоты излучения и эффективного значения напряженности поля от источника радиоизлучения в трех (или большем числе) пространственно разнесенных контрольных точках приема, задание предполагаемой высоты положения антенны ИРИ и порогового значения среднеквадратической ошибки нормированного значения напряженности поля, выбора границ ожидаемой территории положения ИРИ, перебор всех точек с координатами (x, y) в пределах ожидаемой территории положения ИРИ с одновременным расчетом в каждой такой точке дальности и дифракционных потерь до каждого из приемников, а также нормированного значения напряженности поля для каждого приемника и результирующего значения среднеквадратической ошибки нормированного значения напряженности поля. Наиболее вероятное положение ИРИ определяют как множество точек (x, y), значение среднеквадратической ошибки в которых ниже порога. 6 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиоконтроля для определения местоположения наземных источников радиоизлучения (ИРИ) в диапазоне частот от примерно 100 МГц до 3 ГГц.

Данное изобретение позволяет определить вероятное местоположение источника радиоизлучения по результатам измерения напряженности поля, создаваемого ИРИ, в трех и более точках приема.

Известен способ определения местоположения источника радиоизлучения, включающий прием радиоизлучения источника не менее чем в трех пространственно разнесенных пунктах приема с последующей передачей принятых радиосигналов на центральный пункт, измерение взаимных задержек между принятыми сигналами и вычисление координат по взаимным задержкам при равенстве нулю их суммы на замкнутом через пункты приема контуре [1].

Недостатком данного способа является низкая точность определения местоположения источников узкополосных радиосигналов, имеющих широкие корреляционные пики, а также сложность реализации при пеленгации источников, параметры излучения которых точно не известны.

Известен способ определения местоположения источника радиоизлучения, основанный на приеме сигнала передатчика приемниками, установленными на известных стационарных пунктах, передаче с приемников на пункт обработки данных о факте обнаружения сигналов, где по координатам приемников, принимающих сигналы, определяют местоположение объектов [2].

В данном способе точность определения местоположения не зависит от ширины спектра излучений, однако соотношение вероятности обнаружения и точности определения местоположения носит противоречивый характер. Для уменьшения погрешности определения координат необходимо увеличивать порог обнаружения до уровня, обеспечивающего регистрацию сигнала источника только в одном пункте приема. В этом случае падает вероятность обнаружения в области между пунктами приема. Снижение порогового уровня приводит к срабатыванию обнаружителей одновременно нескольких пунктов приема, а погрешность определения местоположения достигает величины удаления объекта от геометрического центра, образованного усреднением координат приемных пунктов. Причем характеристики достоверности обнаружения и точности определения местоположения нестабильны, существенно зависят от мощности передатчика объекта, мощности шумов в приемных пунктах, флуктуации уровней сигналов при распространении радиоволн.

Таким образом, основным недостатком данного способа являются низкая точность определения местоположения источника радиоизлучения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ определения местоположения источника радиоизлучения, который включает прием радиоизлучения источника в N>2 пространственно разнесенных пунктах приема, передачу информации на центральный пункт, определение расстояния Rn(x,y) от каждой точки пространства (х,у) до каждого n=1, 2, … N-го пункта приема, измерение в них уровня принятых радиосигналов Un, передачу их на центральный пункт, где преобразуют их в функцию пространственной неопределенности F(х,у), по положению и значению максимума которой определяют наличие излучения и местоположение источника. Значение и положение максимума функции пространственной неопределенности оценивают в окрестности точки с координатами, равными средневзвешенным координатам пунктов приема с весами, равными измеренным эффективным значениям напряжения принятых радиосигналов в степени 4/р. Параметр р определяют исходя из зависимости напряженности поля источника от расстояния с типовым значением 1 или 2 [3].

Недостатком данного способа является низкая точность, обусловленная использованием приближенных моделей распространения радиоволн, не учитывающих влияние конкретного рельефа местности и местных предметов (здания, растительность) на результаты измерений, а также необходимость использования идентичных приемников и антенн с одинаковыми высотами подвеса относительно уровня Земли.

Целью настоящего изобретения является повышение точности оценки местоположения источника радиоизлучения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения местоположения источника радиоизлучения учитывается влияние рельефа местности и местных предметов на результаты измерений, а именно с использованием цифровых карт местности расчетным путем определяются прогнозируемые потери распространения сигнала от каждой анализируемой точки области возможного положения ИРИ до каждой точки приема, по которым дополнительно нормируются значения напряженности поля в каждой точке приема, причем приемники могут быть разнотипными, а антенны могут иметь разную высоту подвеса.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Излучение источника радиоизлучения, положение которого неизвестно, создает в точке приема плотность потока мощности, равную:

, (1)

где

— эквивалентная изотропно излучаемая мощность (ЭИИМ) ИРИ, дБВт;

— выходная мощность усилителя ИРИ, дБВт;

— потери в фидере тракта передачи ИРИ, дБ;

— усиление антенны ИРИ, дБи;

— дальность от ИРИ до точки приема, м;

-дополнительные потери на трассе распространения, дБ.

Значение напряженности поля, соответствующее конкретному значению плотности потока мощности, можно получить из следующего выражения:

, (2)

где

— частота излучения ИРИ, МГц.

Тогда напряженность поля в дБ(мкВ/м²) , создаваемая ИРИ в точке приема i-го приемника, равна

, (3)

где

— расстояние от ИРИ до i-го приемника, м;

— дополнительные потери при распространении сигнала от ИРИ до i-го приемника, дБ.

В последнем равенстве перенесем из правой части в левую два последних слагаемых:

. (4)

Введем параметр «нормированное значение напряженности поля» :

. (5)

Очевидно, что «нормированное значение напряженности поля» есть не что иное, как напряженность поля , создаваемая ИРИ в точке своего местоположения, и следовательно, значение данного параметра не зависит от положения приемника относительно ИРИ и для всех приемников должно быть одинаково и численно равно:

. (6)

Перебирая с некоторым малым шагом все точки в пределах территории возможного положения ИРИ на основе выражения (5) для каждой точки с координатами (x,y) можно получить набор оценок нормированной напряженности поля . Очевидно, что ИРИ будет располагаться в такой точке с координатами (x,y), где все значения (нормированное значение напряженности поля для каждого i-го приемника) имеют одно и тоже значение, численно равное .

Так как ЭИИМ ИРИ неизвестна, получить расчетное значение из выражения (6) не представляется возможным. По этой причине в качестве критериального параметра, характеризующего степень принадлежности произвольной точки пространства точке положения ИРИ, выбран относительный параметр, характеризующий разброс значений в этой точке — среднеквадратическая ошибка:

где

N — число приемников;

— среднее значение параметра M в «проверяемой» точке.

В качестве критерия — минимум значения среднеквадратической ошибки .

При расчете параметра необходимо получить значения дальности и дополнительных потерь при распространении сигнала.

Расчет дальности осуществляется по координатам «проверяемой» точки и точки положения приемников.

Для расчета дополнительных потерь необходимо принять во внимание следующее. В диапазоне 100 МГц — 3000 МГц основной составляющей дополнительных потерь являются потери за счет дифракции на рельефе и местных предметах. Расчет дифракционных потерь может быть проведен в соответствии с рекомендациями Бюро радиосвязи Международного союза электросвязи (БР МСЭ) [4, 5]. При этом основными исходными данными для расчета дифракционных потерь являются:

— высоты размещения антенн передатчика и приемника над уровнем Земли;

— рабочая частота излучения;

— профиль трассы между передатчиком и приемником, включающий отметки высот рельефа и местных предметов в функции дальности.

Высоты размещения антенн приемников известны. Частота излучения источника может быть измерена в пунктах приема. Следовательно, для расчета дифракционных потерь необходимо задаваться предполагаемой высотой размещения антенны ИРИ и использовать цифровые карты местности для получения профиля трассы.

Таким образом, задача оценки местоположения ИРИ может быть решена путем задания предполагаемой высоты положения антенны ИРИ, перебора всех точек с координатами (x,y) в пределах предварительно заданной ожидаемой территории положения ИРИ, и имея N (по числу приемников) значений напряженности поля , i=1..N, вычисления дальности и дополнительных потерь (с учетом конкретного профиля местности) от текущей точки (x,y) до каждого приемника, вычисления соответствующего нормированного значения напряженности поля для каждого приемника и результирующего значения среднеквадратической ошибки.

Если в результате перебора всех точек из окрестности ИРИ находится точка с минимальной величиной , то ее координаты могут быть приняты в качестве координат предполагаемого положения ИРИ.

В реальных условиях вследствие ошибок измерения напряженности поля, погрешностей вычисления потерь за счет рельефа местности необходимо принимать во внимание некоторое множество точек с малыми значениями . Получается область предполагаемого положения ИРИ. Отбор точек в указанную область следует осуществлять с помощью задания порога. Критерий отбора в область предполагаемого положения ИРИ следующий: если для анализируемой точки ниже порога, то точка включается в область, если выше, то отбрасывается.

Порог определяется:

— числом приемников;

— точностью используемых цифровых карт;

— моделью расчета дифракционных потерь;

— ошибками средств измерения.

Вероятное значение порога определяется по результатам контрольных испытаний на местности.

Если по результатам наблюдения за излучением можно задаться вероятным максимальным значением ЭИИМ, то можно получить и максимальное значение . В этом случае можно обосновано исключить из рассмотрения удаленные точки, где среднее значение Mi меньше .

Следует отметить, что если в выражении (6) не учитывать дополнительные потери на трассе распространения (в нашем случае — это дифракционные потери), то учитывая, что значение нормированной напряженности поля будет зависеть только от квадрата дальности до анализируемой точки, по своей сути в заявляемом способе будет реализован классический разностно-дальномерный метод определения местоположения ИРИ.

Так, например, при использовании только двух приемников поверхностью положения будет конус. Пересечение конуса с поверхностью Земли, представленной в виде сферы, даст линию второго порядка. При использовании трех приемников поверхность положения ИРИ будет определяться пересечением трех конусов и сферой (Земля).

Указанное иллюстрируется следующими рисунками.

На Фиг.1 представлен пример для двух приемников, где положение стационарных станций обозначено треугольником, а точное положение ИРИ — кружком. Область предполагаемого положения (ОПП) ИРИ представляет собой участок линии 2-го порядка.

На Фиг.2 представлен пример аналогичной ситуации, но с тремя приемниками.

Способ может быть реализован следующим образом.

Предположим, на местности развернуты три приемника, координаты которых известны. При работе ИРИ, местоположение которого неизвестно, приемниками выполняется процедура измерения напряженности поля. Частота излучения известна. Задается область анализа, в пределах которой предполагается нахождение ИРИ. В пределах данной области производится вычислительная процедура, реализуемая на базе специализированного программного обеспечения: последовательно анализируется каждая точка области, при этом рассчитываются удаление точки от каждого приемника и дифракционные потери на трассах «точка — приемник», значения напряженности нормируются по дальности и дифракционным потерям и вычисляется СКО нормированной напряженности; вероятное положение источника радиоизлучения соответствует точкам, где СКО ниже порога.

Если неопределенность положения ИРИ достаточно велика (много точек оказываются ниже порога), то для уточнения положения ИРИ необходимо разместить в зоне анализа дополнительный приемник, выполнить измерение напряженности поля от ИРИ и повторить описанную процедуру. Если и после этого неопределенность остается высокой, то можно использовать еще один приемник и т.д.

Указанное иллюстрируется следующими рисунками.

На Фиг.3 представлен ситуационный план, где положение стационарных станций обозначено треугольником, а точное положение источника — кружком. Здесь же отображена рамка, ограничивающая область анализа при определении местоположения ИРИ.

На Фиг.4 представлен результат выполнения вычислительной процедуры с результирующей ОПП ИРИ для трех приемников.

На Фиг.5 представлен результат выполнения вычислительной процедуры с результирующей ОПП ИРИ, когда используется дополнительный приемник (его местоположение обозначено крестиком).

Для повышения эффективности применения данного способа может быть использовано комплексирование с другими методами оценки местоположения, например по данным пеленгов на ИРИ, полученных в пунктах приема.

Для практической реализации данного способа создано специализированное программное обеспечение — программный комплекс «Пеленг». Внешний вид главной формы программного комплекса представлен на Фиг. 6.

Библиографические данные

1. Патент РФ №2013785, G01S 13/00, 1994 г.

2. Патент Франции №2630565, кл. G08В 7/06, 1988 г.

3. Патент РФ №2263928, G01S 5/04, 2005 г.

4. Рекомендация МСЭ-R P.526-11 «Распространение радиоволн за счет дифракции», 2009 г.

5. Рекомендация МСЭ-R P.1812-1 «Метод прогнозирования распространения сигнала на конкретной трассе для наземных служб «из пункта в зону» в диапазонах УВЧ и ОВЧ», 2009 г.

Способ определения местоположения источника радиоизлучения, включающий последовательно выполняемые процедуру измерения эффективного значения напряженности поля от источника радиоизлучения в трех или большем числе пространственно разнесенных контрольных точках приема, процедуру перебора всех точек заранее определенной зоны возможного положения источника радиоизлучения и расчета дальности от каждой такой точки с координатами (x, y) до каждого пункта приема, а также процедуру определения тех точек зоны, где положение источника радиоизлучения наиболее вероятно, отличающийся тем, что дополнительно измеряют частоту f излучения сигнала, задаются вероятной высотой h размещения антенны источника излучения над уровнем Земли, вычисляют дифракционные потери от каждой точки зоны с координатами (x, y) до каждой точки приема, после чего для каждой точки (x, y) зоны рассчитывают среднеквадратическую ошибку σ значения напряженности поля, создаваемого источником радиоизлучения, причем


где N — число пунктов приема;
— нормированное значение напряженности поля, создаваемого источником радиоизлучения в точке его местоположения;
— среднее значение параметра М в «проверяемой точке»;
E_i — напряженность поля от источника радиоизлучения, измеренная в точке приема i-го приемника, дБ(мкВ/м²);
d_i — дальность от точки (x, y) до i-й точки приема, м;
L_i — дифракционные потери при частоте излучения f на трассе распространения от точки (x, y) до положения контрольного приемника, рассчитываемые с использованием цифровых карт местности в предположении высоты подвеса антенны источника, равной h, дБ, задают пороговое значение σ₀ среднеквадратической ошибки напряженности поля, создаваемого источником радиоизлучения, и определяют наиболее вероятное положение источника радиоизлучения как множество точек (x, y), значение σ в которых ниже порога.

Исследовательская группа построит выносной телескоп для поиска FRB в радиообсерватории Хат-Крик.
Об этом сообщает институт SETI.

Канадский эксперимент по картированию интенсивности водорода (CHIME) расширяет задействуют для более точного определения источников быстрых радиовсплесков (Fast Radio Bursts, FRB). Участники проекта строят новую выносную опору радиотелескопа в радиообсерватории Хэт-Крик Института SETI (HCRO), расположенной на массиве телескопов Аллена (ATA). Аутригер будет работать с основным инструментом CHIME в долине Оканаган в Британской Колумбии и позволит точно локализовать FRB, обнаруженные CHIME, на небе. В дополнение к новому радиотелескопу в HCRO CHIME строит аутригеры недалеко от Принстона и в обсерватории Грин-Бэнк.

FRB — это яркие миллисекундные «вспышки» в радиоспектре, которые возникат на космологических расстояниях и регистрируются радиотелескопами неизвестной природы. Чтобы достигнуть Земли, им требуется несколько миллиардов лет. FRB несут «отпечаток» материала, который находится между галактиками и звездами. Именно поэтому они так важны для изучения этих сред.

Хотя общее мнение ученых заключается в том, что FRB имеют естественное происхождение, они остаются загадочным астрономическим явлением, сообщается в пресс-релизе SETI. Высокая степень спектрально-временной структуры и переходный характер делают их идеальным «испытательным полигоном» для надежных систем обработки сигналов, созданных для поиска техносигнатур.

Обладая способностью обнаруживать в 10–100 раз больше быстрых радиовсплесков, чем все остальные телескопы вместе взятые, CHIME оказал радикальное влияние на изучение FRB. Телескоп позволил ученым наблюдать за короткими всплесками с превосходным временным разрешением. Однако ограничение CHIME заключалось в его неспособности идентифицировать происхождение FRB. Выносные опоры сделают это возможным.

Читать далее

Ученые назвали первый признак, по которому надо искать внеземную жизнь

Потенциально опасный астероид приблизится к Земле ко Дню дураков

Генетики победили аллергию на кошек с помощью CRISPR