ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №4

УДК: 621.391

разностно-угломерный метод и модели
координатометрии радиолокационной станции
со сканирующей диаграммой направленности

В.В. Севидов

Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи
имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного
194064 Санкт-Петербург, Тихорецкий пр. д. 3

Статья поступила в редакцию 12 января 2025 г.

Аннотация. Лавинообразное увеличение радиоэлектронных средств и систем различного назначения стимулирует развитие радиоэлектронного мониторинга. Важнейшей задачей радиоэлектронного мониторинга является оценка координат источников радиоизлучения позиционными методами координатометрии. Существует класс источников радиоизлучения – радиолокационные станции со сканирующей диаграммой направленности, к которым невозможно применить известные позиционные методы координатометрии, пространственно-распределенные измерители. В статье представлен разработанный разностно-угломерный метод координатометрии радиолокационной станции со сканирующей диаграммой направленности, который основан на регистрации радиоизлучений радиолокационной станцией в моменты времени направления максимума диаграммы направленности на каждый из измерителей в ходе сканирования. Такие моменты времени фиксируют, а их разницы является координатно-информативными параметрами. На основе координатно-информативных параметров рассчитывают параметры положения – разности азимутов. Далее строят линии положения, соответствующие параметрам положения. В качестве искомых координат радиолокационной станции выбирают координаты пересечения линий положения. Предложен способ устранения неоднозначности оценки координат радиолокационной станции, обусловленной пересечением линий положения в нескольких точках. Раскрыты основные этапы разработанного метода и их содержание. Особое внимание уделено построению линий положений на поверхности референц-эллипсоида Земли. При этом использованы методы интерполяции и аппроксимации. Представлен пример построения линий положения для выбранного варианта размещения космических аппаратов. Выведены аналитические выражения в совокупности образующие математическую модель разработанного разностно-угломерного метода координатометрии. Составлена система квадратных уравнений, в которой в качестве переменных выступают координаты радиолокационной станции со сканирующей диаграммой направленности. Представлен итерационный алгоритм решения системы квадратных уравнений методом Ньютона-Рафсона с разложением функций в ряды Тейлора с точностью до первых производных. Для оценки точности разработанного метода в среде программирования MathLab разработана имитационная модель. Представлен пример результата работы имитационной модели в виде изолиний радиусов среднеквадратического отклонения оценки координат радиолокационной станции со сканирующей диаграммой направленности для выбранных условий. Представлены выявленные достоинства и недостатки разработанного разностно-угломерного метода координатометрии радиолокационной станции со сканирующей диаграммой направленности. Обозначено направление дальнейших исследований.

Ключевые слова: радиоэлектронный мониторинг, оценка координат, источник радиоизлучения, координатно-информативный параметр, параметр положения, линия положения, аппроксимация, интерполяция, метод Ньютона-Рафсона, ряд Тейлора, космический аппарат.

Автор для переписки: Севидов Владимир Витальевич, v-v-sevidov@mail.ru

Литература

1. Луценко С.А. Модель функционирования спутниковой системы радиосвязи с фазоманипулированными широкополосными сигналами в условиях постановки преднамеренных помех //Журнал радиоэлектроники. – 2018. – №. 9. – С. 2-2. . https://doi.org/10.30898/1684-1719.2018.9.14

2. Агиевич, С.Н. Обобщенная математическая модель радиосигнала в различных базисах / С.Н. Агиевич, С.А. Луценко, С.С. Тихонов // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – № 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.7.5

3. Fokin G., Bachevsky S., Sevidov V. System level performance evaluation of location aware beamforming in 5g ultra-dense networks //2020 IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech). – IEEE, 2020. – С. 94-97. https://doi.org/10.1109/EExPolytech50912.2020.9243970

4. Fokin G., Sevidov V. Model for 5G UDN Positioning System Topology Search Using Dilution of Precision Criterion //2021 International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech). – IEEE, 2021. – С. 32-36. https://doi.org/10.1109/EExPolytech53083.2021.9614751

5. Кистанов П.А. и др. Сравнительная эффективность двух разностно-дальномерных методов спутниковой геолокации //Радиотехника. – 2020. – Т. 84. – №. 12. – С. 17-30. https://doi.org/10.18127/j00338486-202012(24)-02

6. Патент № 2832139 C1 Российская Федерация, МПК G01S 5/02. Способ высокоточного определения местоположения источника радиоизлучения: № 2023133028: заявл. 08.12.2023: опубл. 19.12.2024 / В.А. Балыбин, В.Г. Радзиевский, П.П. Крутских, М.Д. Гулиев; заявитель ВУНЦ ВВС «ВВА». – EDN IRJTBJ.

7. Лабораторный макет поляризационно-адаптивного радиопеленгатора источников радиоизлучений диапазона очень высоких частот /
С.В. Богдановский, А.Н. Симонов, С.Ф. Теслевич, И.В. Демичев // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2022. – Т. 27, № 3. – С. 10-15. – EDN RTVUAS.

8. Пространственно-поляризационная обработка радиосигналов при пеленговании источников радиоизлучения с беспилотного летательного аппарата / З.Ф. Шайдулин, С.Ф. Теслевич, С.В. Богдановский, А.Н. Симонов // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2022. – Т. 27, № 3. – С. 4-9. – EDN LTWLCF.

9. Полянский И.С. и др. Алгоритм фильтрации координат наземного источника несанкционированного радиоизлучения в системе спутниковой связи с прямой ретрансляцией //Физика волновых процессов и радиотехнические системы. – 2021. – Т. 24. – №. 1. – С. 67-77. https://doi.org/10.18469/1810-3189.2021.24.1.67-77

10. Оценка чувствительности приема сигналов, используемых в технологии LoRa / С.В. Дворников, А.Р. Бестугин, С.С. Дворников, И.А. Киршина // Радиотехника. – 2024. – Т. 88, № 8. – С. 18-23. https://doi.org/10.18127/j00338486-202408-02

11. Севидов В.В., Чемаров А.О. Определение координат спутников-ретрансляторов в разностно-дальномерной системе геолокации //Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. – 2015. – №. 3. – С. 41-47.

12. Ковалев, Ф.Н. Точность местоопределения цели в бистатической радиолокационной системе / Ф. Н. Ковалев // Успехи современной радиоэлектроники. – 2022. – Т. 76, № 4. – С. 4–7.

13. Optimal Placements for Minimum GDOP With Consideration on the Elevations of Access Nodes / Ya. Ding, D. Shen, Kh. Pham, G. Chen // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. – 2025. – Vol. 74. – P. 1-10. – https://doi.org/10.1109/TIM.2024.3497055 . – EDN MNBUVI.

14. Волков Р.В., Саяпин В.Н., Севидов В.В. Модель измерения временной задержки и частотного сдвига радиосигнала, принятого от спутника-ретранслятора при определении местоположения земной станции //T-Comm-Телекоммуникации и Транспорт. – 2016. – Т. 10. – №. 9. – С. 14-18.

15. Булычев Ю.Г. и др. Энергетический метод квазиоптимальной однопозиционной локации и навигации движущегося источника излучения с учетом априорной информации //Журнал радиоэлектроники. – 2018. – №. 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2018.12.15

16. Малышев С.Р. Методика определения местоположения источников радиоизлучений наземными и воздушными средствами радиомониторинга / С.Р. Малышев, М.В. Куликов // Успехи современной радиоэлектроники. – 2015. – № 7. – С. 50-55. – EDN UGMBOB.

17. Антипов, Н.С. Показатель эффективности функционирования пассивной пространственно-распределенной разведывательно-информационной подсистемы смешанной группировки противовоздушной обороны /
Н.С. Антипов, С.В. Богдановский, А.В. Тимошенко // Вестник воздушно-космической обороны. – 2023. – № 2(38). – С. 6-12. – EDN GSTSBZ.

18. Ячменев, А.В. Оценка эффективности гибридного метода пассивной локации / А.В. Ячменев // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. – 2022. – № 2. – С. 79-83. – EDN HZOEZD.

19. Fokin G. Bearing measurement with beam refinement for positioning
in 5G networks //Proceedings of the 5th International Conference on Future Networks and Distributed Systems. – 2021. – С. 537-545. https://doi.org/10.1145/3508072.3508183

20. Фокин Г.А., Лазарев В.О. Оценка точности позиционирования источника радиоизлучения разностно-дальномерным и угломерным методами. Часть 3. 3D-моделирование //Труды учебных заведений связи. – 2020. – Т. 6. – №. 2. – С. 87-102. https://doi.org/10.31854/1813-324X-2020-6-2-87-102

Для цитирования:

Севидов В.В. Разностно-угломерный метод и модели координатометрии радиолокационной станции со сканирующей диаграммой направленности. // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №. 4. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.4.6