Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2452652C2 - Method of determining coordinates of magnetic field source (versions) - Google Patents

Method of determining coordinates of magnetic field source (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2452652C2
RU2452652C2 RU2010103181/11A RU2010103181A RU2452652C2 RU 2452652 C2 RU2452652 C2 RU 2452652C2 RU 2010103181/11 A RU2010103181/11 A RU 2010103181/11A RU 2010103181 A RU2010103181 A RU 2010103181A RU 2452652 C2 RU2452652 C2 RU 2452652C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carrier
coordinates
determining
change
physical data
Prior art date
Application number
RU2010103181/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010103181A (en
Inventor
Владимир Иванович Поленин (RU)
Владимир Иванович Поленин
Александр Владимирович Новиков (RU)
Александр Владимирович Новиков
Руслан Владимирович Долбилин (RU)
Руслан Владимирович Долбилин
Алексей Васильевич Румянцев (RU)
Алексей Васильевич Румянцев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Маяк"
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 Открытое акционерное общество "Маяк" filed Critical Открытое акционерное общество "Маяк"
Priority to RU2010103181/11A priority Critical patent/RU2452652C2/en
Publication of RU2010103181A publication Critical patent/RU2010103181A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2452652C2 publication Critical patent/RU2452652C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Navigation (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: in the method, equipment determines the carrier of current physical data of an object. The physical data used is the magnitude of the magnetic vector of the object. The value of change in the obtained physical data is compared with a known law of their variation with change in the relative position of the carrier and the object. The problem of relative displacement of the object and the carrier on a plane or in space is solved.
EFFECT: possibility of determining coordinates of an object only based on change in characteristics of its magnetic field.
2 cl, 2 dwg, 4 tbl

Description

Группа изобретений относится к способам определения координат движущихся объектов.The group of inventions relates to methods for determining the coordinates of moving objects.

Способ определения координат источника магнитного поля в горизонтальной плоскостиThe method of determining the coordinates of the source of the magnetic field in the horizontal plane

Известен способ определения основных элементов маневрирования одиночного корабля относительно неподвижной точки, включающий фиксирование техническими средствами (ТС) носителя текущих физических данных объекта (определение текущих координат - радиус-вектора и курсового угла) и определение элементов маневрирования графическим способом или аналитическим посредством решения дифференциальных уравнений относительных перемещений [1].A known method for determining the basic elements of maneuvering a single ship relative to a fixed point, including fixing by technical means (TS) the carrier of the current physical data of the object (determining the current coordinates - radius vector and course angle) and determining the maneuvering elements graphically or analytically by solving differential equations of relative displacements [one].

Известен способ определения координат и параметров движения подводной цели одним вертолетом с опускаемой гидроакустической станцией (ОГАС), работающей в режиме шумопеленгования (ШП), включающий фиксирование техническими средствами (ТС) носителя текущих физических данных объекта (обнаружение подводной цели ОГАС вертолета), определение по трем пеленгам курса цели, подъем ОГАС и перелет вертолета в новую точку зависания, опускание ОГАС, определение пеленга на цель из новой точки, расчет дальности до цели, находящейся в месте пересечения последнего пеленга на нее и расчетного (фиктивного) пеленга из первой точки зависания, установление скорости движения подводной цели [2].A known method for determining the coordinates and motion parameters of an underwater target by one helicopter with a lowered hydroacoustic station (OGAS) operating in the noise-detecting (SHP) mode, including fixing by technical means (TS) the carrier of the current physical data of the object (detection of the underwater target of the OGAS helicopter), determination by three bearings of the target’s course, raising the OGAS and the helicopter’s flight to a new hovering point, lowering the OGAS, determining the bearing to the target from a new point, calculating the distance to the target located at the intersection of the last bearing on it and the calculated (fictitious) bearing from the first hovering point, establishing the speed of the underwater target [2].

Известен способ определения положения линии траверза источника магнитного поля (МП) на плоскости, заключающийся в фиксировании координат носителя, регистрации значения модуля вектора магнитной индукции (ВМИ) и определении момента времени достижения нарастающим сигналом своего максимума, который соответствует прохождению носителем точки траектории, ближайшей к источнику МП (траверзу) [3].A known method for determining the position of the traverse line of the source of a magnetic field (MP) on the plane, which consists in fixing the coordinates of the carrier, registering the magnitude of the module of the vector of magnetic induction (VMI) and determining the time when the rising signal reaches its maximum, which corresponds to the carrier passing the point of the trajectory closest to the source MP (traverse) [3].

Известно устройство, которое обеспечивает определение координат источника МП [3]. Такой эффект реализуется за счет пространственного размещения на носителе четырех трехкомпонентных магнитометрических датчиков и измерения в выбранной опорной системе координат углового положения объекта с размещенными на нем датчиками синхронно с измерением ВМИ.A device is known that provides the determination of the coordinates of the source of the MP [3]. This effect is realized due to the spatial placement of four three-component magnetometric sensors on the carrier and measurement in the selected reference coordinate system of the angular position of the object with the sensors placed on it in synchronization with the measurement of IWI.

Указанные способы и устройство определения координат движущегося объекта имеют свои недостатки.These methods and a device for determining the coordinates of a moving object have their drawbacks.

Недостатком способа определения основных элементов маневрирования одиночного корабля относительно неподвижной точки является тот факт, что способ основан на прямом измерении текущих координат объекта (курсового угла и дальности) ТС наблюдения.The disadvantage of the method for determining the basic elements of maneuvering a single ship relative to a fixed point is the fact that the method is based on direct measurement of the current coordinates of the object (heading angle and range) of the observation vehicle.

Недостатком способа определения координат и параметров движения подводной цели одним вертолетом с ОГАС, работающей в режиме ШП, является тот факт, что способ также предусматривает измерение одной из координат объекта (курсового угла) ТС наблюдения.The disadvantage of the method for determining the coordinates and motion parameters of an underwater target by one helicopter with an OGAS operating in the airborne mode is the fact that the method also provides for the measurement of one of the coordinates of the object (course angle) of the observation vehicle.

Недостатком способа определения положения линии траверза источника МП на плоскости является невозможность определения координат объекта.The disadvantage of this method of determining the position of the traverse line of the MP source on the plane is the inability to determine the coordinates of the object.

Недостатком устройства определения координат источника МП является требование пространственного размещения на носителе четырех трехкомпонентных магнитометрических датчиков. Предлагаемый способ нуждается в изменении напряженности МП только одним трехкомпонентным магнитометрическим датчиком, размещенным на носителе.A disadvantage of the device for determining the coordinates of the source of the MP is the requirement of spatial placement on the media of four three-component magnetometric sensors. The proposed method needs to change the MP strength only by one three-component magnetometric sensor located on the carrier.

Целью изобретения является возможность определения координат объектов с помощью фиксирования текущих координат носителя, значений модуля ВМИ и решения аналитической задачи относительного перемещения объекта в горизонтальной плоскости при известном законе изменения модуля ВМИ с изменением расстояния между носителем и объектом.The aim of the invention is the ability to determine the coordinates of objects by fixing the current coordinates of the medium, the values of the IUI module and solving the analytical problem of the relative movement of the object in the horizontal plane with the known law of changing the IUI module with changing the distance between the carrier and the object.

Поставленная цель достигается (фиг.2) благодаря тому, что в отличие от способов-прототипов, включающих фиксирование ТС носителя текущих физических данных объекта (координат), предлагается осуществлять регистрацию (измерение) текущих координат носителя, значений модуля ВМИ и решать аналитическую задачу относительного перемещения объекта в горизонтальной плоскости при известных элементах движения носителя, значениях модуля ВМИ и законе их изменения в зависимости от расстояния между носителем и объектом.This goal is achieved (figure 2) due to the fact that, in contrast to the prototype methods, including fixing the vehicle TS of the current physical data of the object (coordinates), it is proposed to register (measure) the current coordinates of the carrier, the values of the VMI module and solve the analytical problem of relative movement an object in the horizontal plane with known elements of carrier movement, the values of the IUI module and the law of their change depending on the distance between the carrier and the object.

Так как определение координат объекта осуществляется только по измерению характеристик его МП, то достигается полная независимость работы координатора от других факторов.Since the coordinates of an object are determined only by measuring the characteristics of its magnetic field, complete independence of the coordinator's work from other factors is achieved.

О соответствии предложенного технического решения критерию «существенные отличия» свидетельствуют сведения, приведенные в таблице 1.The compliance of the proposed technical solution with the criterion of "significant differences" is evidenced by the information given in table 1.

Таблица 1Table 1 Соответствие предложенного технического решения критерию «существенные отличия»Conformity of the proposed technical solution to the criterion of "significant differences" № п/пNo. p / p Признак предложенного технического решения, отличный от прототипаSign of the proposed technical solution, different from the prototype Источник известного технического решения или объекта, содержащего признак, отличительный от прототипаThe source of a known technical solution or object containing a feature that is distinctive from the prototype Свойства (функции), проявляемые отличительным от прототипа признакомProperties (functions) shown by the distinguishing feature of the prototype Вывод о наличии нового свойства, обусловленного отличительным признакомThe conclusion about the presence of a new property due to the distinguishing feature В предложенном техническом решенииIn the proposed technical solution В приведенном в гр.3 известном техническом решенииIn the well-known technical solution given in column 3 1one 22 33 4four 55 66 1one Определение модуля ВМИ объектаDefinition of the module of the VMI object Способ определения основных элементов маневрирования одиночного корабля относительно неподвижной точкиThe method of determining the basic elements of maneuvering a single ship relative to a fixed point ИмеетсяIs available ОтсутствуетAbsent Новое свойствоNew property 22 Определение координат объекта по известным элементам маневрирования носителя и скорости изменения модуля ВМИDetermining the coordinates of an object using known elements of maneuvering the carrier and the speed of change of the VMI module Способ определения основных элементов маневрирования одиночного корабля относительно неподвижной точкиThe method of determining the basic elements of maneuvering a single ship relative to a fixed point ИмеетсяIs available ОтсутствуетAbsent Новое свойствоNew property 33 Определение модуля ВМИ объектаDefinition of the module of the VMI object Способ определения координат и параметров движения подводной цели одним вертолетом с ОГАС, работающей в режиме ШПThe method of determining the coordinates and motion parameters of an underwater target by one helicopter with an integrated civil aviation operator working in the silo mode ИмеетсяIs available ОтсутствуетAbsent Новое свойствоNew property 4four Определение координат объекта по известным элементам маневрирования носителя и скорости изменения модуля ВМИDetermining the coordinates of an object using known elements of maneuvering the carrier and the speed of change of the VMI module Способ определения координат и параметров движения подводной цели одним вертолетом с ОГАС, работающей в режиме ШПThe method of determining the coordinates and motion parameters of an underwater target by one helicopter with an integrated civil aviation operator working in the silo mode ИмеетсяIs available ОтсутствуетAbsent Новое свойствоNew property

Предложенное техническое решение соответствует критерию «существенные отличия», так как ни один из отличительных признаков в известных способах не обнаружен.The proposed technical solution meets the criterion of "significant differences", since none of the distinguishing features in the known methods is not found.

Достижение положительного эффекта при осуществлении предложенного способа подтверждается сведениями, приведенными в таблице 2.The achievement of a positive effect in the implementation of the proposed method is confirmed by the information given in table 2.

Таблица 2table 2 Ожидаемые эксплуатационные свойства предложенного технического решенияExpected operational properties of the proposed technical solution Наименование технических и эксплуатационных свойств, улучшенных предложенным техническим решением, и их размерностьThe name of the technical and operational properties improved by the proposed technical solution, and their dimension Показатели фактические или расчетныеActual or Estimated Indicators Подробное объяснение, за счет чего стало возможнымDetailed explanation of what made possible прототипаprototype заявляемого устройстваthe claimed device 1one 22 33 4four Возможность определения координат объекта по известным элементам маневрирования носителя и скорости изменения модуля ВМИThe ability to determine the coordinates of the object by known elements of maneuvering the carrier and the speed of change of the VMI module нетno даYes Решение аналитической задачи относительного перемещения на плоскости объекта при известных элементах движения носителя и скорости изменения модуля ВМИThe solution of the analytical problem of relative displacement on the plane of the object with known elements of the movement of the carrier and the speed of change of the VMI module Независимость работы координатора цели от других физических полейIndependence of the work of the goal coordinator from other physical fields нетno даYes Использование модульного магнитометра - датчика модуля ВМИ [5]Using a modular magnetometer - a sensor of a VMI module [5]

Техническое осуществление предложенного способа поясняется чертежами, на которых:The technical implementation of the proposed method is illustrated by drawings, in which:

фиг.1 - характеристика напряженности магнитного поля объекта;figure 1 - characteristic of the magnetic field of the object;

фиг.2 - траектория носителя относительно объекта-носителя магнитного поля.figure 2 - the path of the carrier relative to the carrier object of the magnetic field.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.

Датчик измерения магнитометрического сигнала (МС), установленный на носитель (далее магнитометр), осуществляет последовательные измерения скалярной величины - модуля ВМИ в процессе движения носителя относительно объекта в горизонтальной плоскости.A magnetometric signal (MS) measurement sensor mounted on a carrier (hereinafter referred to as a magnetometer) carries out sequential measurements of a scalar quantity - a VMI module in the process of carrier movement relative to an object in a horizontal plane.

Известно, что МС убывает с расстоянием от источника МП пропорционально кубу радиуса, согласно закону Био-Савара-Лапласа [4], [5]:It is known that the MC decreases with distance from the MP source in proportion to the cube of the radius, according to the Bio-Savard-Laplace law [4], [5]:

Figure 00000001
Figure 00000001

Из этого следует, что при фиксированном расстоянии r от носителя до объекта, это расстояние связано с измеренным значением МС объекта соотношением:It follows that with a fixed distance r from the carrier to the object, this distance is associated with the measured value of the MS of the object by the ratio:

Figure 00000002
Figure 00000002

где k - некоторый коэффициент.where k is a certain coefficient.

Для исключения неизвестного параметра k осуществляются измерения модуля ВМИ в двух точках траектории носителя. Первое траекторное измерение i=1 при нахождении носителя датчика в точке с координатами (x1, y1) приводит к уравнению:To eliminate the unknown parameter k, the IWM module is measured at two points on the carrier path. The first path measurement i = 1 when the sensor carrier is at a point with coordinates (x 1 , y 1 ) leads to the equation:

Figure 00000003
Figure 00000003

Аналогично составляется второе уравнение для другой точки i=2 с координатами (х2, у2):Similarly, the second equation is compiled for another point i = 2 with coordinates (x 2 , y 2 ):

Figure 00000004
Figure 00000004

Уравнения (3) и (4) образуют систему уравнений с неизвестным параметром k. Сомножитель

Figure 00000005
входит линейно и его можно исключить путем деления уравнения (3) на уравнение (4):Equations (3) and (4) form a system of equations with an unknown parameter k. Multiplier
Figure 00000005
enters linearly and can be eliminated by dividing equation (3) by equation (4):

Figure 00000006
Figure 00000006

Полученное уравнение исключает в дальнейшем использование неопределенного параметра k, но и не позволяет найти неизвестные (х, y). Для решения задачи требуется осуществить третье измерение МС в точке i=3 с координатами (х3, y3) и составить следующую систему из двух уравнений:The resulting equation eliminates the use of the indefinite parameter k in the future, but also does not allow finding unknowns (x, y). To solve the problem, it is necessary to carry out the third MS measurement at the point i = 3 with coordinates (x 3 , y 3 ) and compose the following system of two equations:

Figure 00000007
Figure 00000007

Решение системы уравнений дает две пары координат объекта-источника МП - истинные и зеркальные относительно линии курса носителя. При наличии двух пар координат объекта с неопределенностью относительно истинного и зеркального положения объекта, полученных по данным магнитометра, для однозначного решения задачи определения местоположения объекта достаточно иметь измеренное направление на объект. Истинным является то местоположение, которое расположено ближе к линии направления ВМИ.The solution of the system of equations gives two pairs of coordinates of the source object MP - true and mirror relative to the line of the carrier. If there are two pairs of coordinates of the object with uncertainty regarding the true and mirror position of the object, obtained according to the magnetometer, for a unique solution to the problem of determining the location of the object, it is enough to have a measured direction to the object. True is the location that is closer to the IWI direction line.

Система нелинейных уравнений (6) решается известными способами, в том числе с использованием современного программного обеспечения, например математических пакетов Mathcad или Matlab.The system of nonlinear equations (6) is solved by known methods, including using modern software, for example, mathematical packages Mathcad or Matlab.

Способ определения координат источника магнитного поля в пространствеA method for determining the coordinates of a magnetic field source in space

Известен способ определения основных элементов маневрирования одиночного корабля относительно неподвижной точки, включающий фиксирование техническими средствами (ТС) носителя текущих физических данных объекта (определение текущих координат - радиус-вектора и курсового угла) и определение элементов маневрирования графическим способом или аналитическим посредством решения дифференциальных уравнений относительных перемещений [1].A known method for determining the basic elements of maneuvering a single ship relative to a fixed point, including fixing by technical means (TS) the carrier of the current physical data of the object (determining the current coordinates - radius vector and course angle) and determining maneuvering elements in a graphical or analytical way by solving differential equations of relative displacements [one].

Известен способ определения координат и параметров движения подводной цели одним вертолетом с опускаемой гидроакустической станцией (ОГАС), работающей в режиме шумопеленгования (ШП), включающий фиксирование техническими средствами (ТС) носителя текущих физических данных объекта (обнаружение подводной цели ОГАС вертолета), определение по трем пеленгам курса цели, подъем ОГАС и перелет вертолета в новую точку зависания, опускание ОГАС, определение пеленга на цель из новой точки, расчет дальности до цели, находящейся в месте пересечения последнего пеленга на нее и расчетного (фиктивного) пеленга из первой точки зависания, установление скорости движения подводной цели [2].A known method for determining the coordinates and motion parameters of an underwater target by one helicopter with a lowered hydroacoustic station (OGAS) operating in the noise-detecting (SHP) mode, including fixing by technical means (TS) the carrier of the current physical data of the object (detection of the underwater target of the OGAS helicopter), determination by three direction finding bearings, raising the OGAS and the flight of the helicopter to a new hovering point, lowering the OGAS, determining the bearing to the target from a new point, calculating the distance to the target at the intersection at the last bearing on it and the calculated (fictitious) bearing from the first hovering point, establishing the speed of the underwater target [2].

Известен способ определения положения линии траверза источника магнитного поля (МП) на плоскости, заключающийся в фиксировании координат носителя, регистрации значения модуля вектора магнитной индукции (ВМИ) и определении момента времени достижения нарастающим сигналом своего максимума, который соответствует прохождению носителем точки траектории, ближайшей к источнику МП (траверзу) [3].A known method for determining the position of the traverse line of the source of a magnetic field (MP) on the plane, which consists in fixing the coordinates of the carrier, registering the magnitude of the module of the vector of magnetic induction (VMI) and determining the time when the rising signal reaches its maximum, which corresponds to the carrier passing the point of the trajectory closest to the source MP (traverse) [3].

Известно устройство, которое обеспечивает определение координат источника МП [3]. Такой эффект реализуется за счет пространственного размещения на носителе четырех трехкомпонентных магнитометрических датчиков и измерения в выбранной опорной системе координат углового положения объекта с размещенными на нем датчиками синхронно с измерением ВМИ.A device is known that provides the determination of the coordinates of the source MP [3]. This effect is realized due to the spatial placement on the carrier of four three-component magnetometric sensors and measurement in the selected reference coordinate system of the angular position of the object with the sensors placed on it in synchronization with the measurement of IWI.

Известен способ определения координат источника МП в горизонтальной плоскости, заключающийся в регистрации (измерении) текущих координат носителя, значений модуля ВМИ и решении аналитической задачи относительного перемещения объекта в горизонтальной плоскости при известных элементах движения носителя, значениях модуля ВМИ и законе их изменения в зависимости от расстояния между носителем и объектом.There is a method of determining the coordinates of the source of MP in the horizontal plane, which consists in recording (measuring) the current coordinates of the carrier, the values of the VMI module and solving the analytical problem of the relative movement of the object in the horizontal plane with known elements of carrier movement, the values of the VMI module and the law of their change depending on the distance between the media and the object.

Указанные способы и устройство определения координат движущегося объекта имеют свои недостатки.These methods and a device for determining the coordinates of a moving object have their drawbacks.

Недостатком способа определения основных элементов маневрирования одиночного корабля относительно неподвижной точки является тот факт, что способ основан на прямом измерении текущих координат объекта (курсового угла и дальности) ТС наблюдения.The disadvantage of the method for determining the basic elements of maneuvering a single ship relative to a fixed point is the fact that the method is based on direct measurement of the current coordinates of the object (heading angle and range) of the observation vehicle.

Недостатком способа определения координат и параметров движения подводной цели одним вертолетом с ОГАС, работающей в режиме ШП, является тот факт, что способ также предусматривает измерение одной из координат объекта (курсового угла) ТС наблюдения.The disadvantage of the method for determining the coordinates and motion parameters of an underwater target by one helicopter with an OGAS operating in the NW mode is the fact that the method also provides for the measurement of one of the coordinates of the object (course angle) of the observation vehicle.

Недостатком способа определения положения линии траверза источника МП на плоскости является невозможность определения координат объекта.The disadvantage of this method of determining the position of the traverse line of the MP source on the plane is the inability to determine the coordinates of the object.

Недостатком устройства определения координат источника МП является требование пространственного размещения на носителе четырех трехкомпонентных магнитометрических датчиков. Предлагаемый способ нуждается в изменении напряженности МП только одним трехкомпонентным магнитометрическим датчиком, размещенным на носителе.A disadvantage of the device for determining the coordinates of the source of the MP is the requirement of spatial placement on the media of four three-component magnetometric sensors. The proposed method needs to change the MP strength only by one three-component magnetometric sensor located on the carrier.

Недостатком способа определения координат источника МП в горизонтальной плоскости является невозможность определения координат объекта в пространстве.The disadvantage of the method of determining the coordinates of the source of MP in the horizontal plane is the inability to determine the coordinates of the object in space.

Целью изобретения является возможность определения координат объектов с помощью фиксирования текущих координат носителя, значений модуля ВМИ и решения аналитической задачи относительного перемещения объекта в пространстве при известном законе изменения модуля ВМИ с изменением расстояния между носителем и объектом.The aim of the invention is the ability to determine the coordinates of objects by fixing the current coordinates of the medium, the values of the IUI module and solving the analytical problem of the relative movement of the object in space with the known law of changing the IUI module with a change in the distance between the carrier and the object.

Поставленная цель достигается (фиг.2) благодаря тому, что в отличие от способов-прототипов, включающих фиксирование ТС носителя текущих физических данных объекта (координат), предлагается осуществлять регистрацию (измерение) текущих координат носителя в пространстве, значений модуля ВМИ и решать аналитическую задачу относительного перемещения объекта в пространстве при известных элементах движения носителя, значениях модуля ВМИ и законе их изменения с изменением расстояния между носителем и объектом.This goal is achieved (figure 2) due to the fact that, in contrast to the prototype methods, including fixing the vehicle TS of the current physical data of the object (coordinates), it is proposed to register (measure) the current coordinates of the carrier in space, the values of the VMI module and solve the analytical problem the relative movement of an object in space with known elements of carrier movement, the values of the VMI module and the law of their change with a change in the distance between the carrier and the object.

Так как определение координат объекта осуществляется только по измерению характеристик его МП, то достигается полная независимость работы координатора от других факторов.Since the coordinates of an object are determined only by measuring the characteristics of its magnetic field, complete independence of the coordinator's work from other factors is achieved.

О соответствии предложенного технического решения критерию «существенные отличия» свидетельствуют сведения, приведенные в таблице 3.The compliance of the proposed technical solution with the criterion of "significant differences" is evidenced by the information given in table 3.

Таблица 3Table 3 Соответствие предложенного технического решения критерию «существенные отличия»Conformity of the proposed technical solution to the criterion of "significant differences" № п/пNo. p / p Признак предложенного технического решения, отличный от прототипаSign of the proposed technical solution, different from the prototype Источник известного технического решения или объекта, содержащего признак, отличительный от прототипаThe source of a known technical solution or object containing a feature that is distinctive from the prototype Свойства (функции), проявляемые отличительным от прототипа признакомProperties (functions) shown by the distinguishing feature of the prototype Вывод о наличии нового свойства, обусловленного отличительным признакомThe conclusion about the presence of a new property due to the distinguishing feature В предложенном техническом решенииIn the proposed technical solution В приведенном в гр.3 известном техническом решенииIn the well-known technical solution given in column 3 1one 22 33 4four 55 66 1one Определение модуля ВМИ объектаDefinition of the module of the VMI object Способ определения основных элементов маневрирования одиночного корабля относительно неподвижной точкиThe method of determining the basic elements of maneuvering a single ship relative to a fixed point ИмеетсяIs available ОтсутствуетAbsent Новое свойствоNew property 22 Определение координат объекта по известным элементам маневрирования носителя и скорости изменения модуля ВМИDetermining the coordinates of an object using known elements of maneuvering the carrier and the speed of change of the VMI module Способ определения основных элементов маневрирования одиночного корабля относительно неподвижной точкиThe method of determining the basic elements of maneuvering a single ship relative to a fixed point ИмеетсяIs available ОтсутствуетAbsent Новое свойствоNew property 33 Определение модуля ВМИ объектаDefinition of the module of the VMI object Способ определения координат и параметров движения подводной цели одним вертолетом с ОГАС, работающей в режиме ШПThe method of determining the coordinates and motion parameters of an underwater target by one helicopter with an integrated civil aviation operator working in the silo mode ИмеетсяIs available ОтсутствуетAbsent Новое свойствоNew property 4four Определение координат объекта по известным элементам маневрирования носителя и скорости изменения модуля ВМИDetermining the coordinates of an object using known elements of maneuvering the carrier and the speed of change of the VMI module Способ определения координат и параметров движения подводной цели одним вертолетом с ОГАС, работающей в режиме ШПThe method of determining the coordinates and motion parameters of an underwater target by one helicopter with an integrated civil aviation operator working in the silo mode ИмеетсяIs available ОтсутствуетAbsent Новое свойствоNew property 55 Определение пространственных координат объекта по известным элементам маневрирования носителя и скорости изменения модуля ВМИDetermination of the spatial coordinates of an object from known elements of maneuvering the carrier and the speed of change of the VMI module Способ определения координат источника магнитного поля в горизонтальной плоскостиThe method of determining the coordinates of the source of the magnetic field in the horizontal plane ИмеетсяIs available ОтсутствуетAbsent Новое свойствоNew property

Предложенное техническое решение соответствует критерию «существенные отличия», так как ни один из отличительных признаков в известных способах не обнаружен.The proposed technical solution meets the criterion of "significant differences", since none of the distinguishing features in the known methods is not found.

Достижение положительного эффекта при осуществлении предложенного способа подтверждается сведениями, приведенными в таблице 4.The achievement of a positive effect in the implementation of the proposed method is confirmed by the information given in table 4.

Figure 00000008
Figure 00000008

Техническое осуществление предложенного способа поясняется чертежами, на которых:The technical implementation of the proposed method is illustrated by drawings, in which:

фиг.1 - характеристика напряженности магнитного поля объекта;figure 1 - characteristic of the magnetic field of the object;

фиг.2 - траектория носителя относительно объекта-носителя магнитного поля.figure 2 - the path of the carrier relative to the carrier object of the magnetic field.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.

Датчик измерения магнитометрического сигнала (МС) (далее магнитометр), установленный на носитель, осуществляет последовательные измерения скалярной величины - модуля ВМИ в процессе движения носителя относительно объекта в пространстве.A magnetometric signal (MS) measurement sensor (hereinafter referred to as a magnetometer) mounted on a carrier carries out sequential measurements of a scalar quantity - a VMI module in the process of carrier movement relative to an object in space.

Известно, что МС убывает с расстоянием от источника МП пропорционально кубу радиуса, согласно закону Био-Савара-Лапласа [4], [5], и определяется формулой (1):It is known that the MS decreases with distance from the MP source in proportion to the cube of the radius, according to the Bio-Savard-Laplace law [4], [5], and is determined by the formula (1):

Figure 00000009
.
Figure 00000009
.

Следовательно, при фиксированном расстоянии r от носителя до объекта, это расстояние связано с измеренным значением МС объекта соотношением (2):Therefore, for a fixed distance r from the carrier to the object, this distance is associated with the measured value of the MS of the object by the relation (2):

Figure 00000010
Figure 00000010

где k - некоторый коэффициент.where k is a certain coefficient.

Для исключения неизвестного параметра k осуществляются измерения модуля ВМИ в двух точках траектории носителя. Первое траекторное измерение i=1 при нахождении носителя магнитометра в точке с координатами (х1, у1, z1) определяется выражением:To exclude the unknown parameter k, the IWM module is measured at two points on the carrier path. The first trajectory measurement i = 1 when the magnetometer carrier is located at a point with coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) is determined by the expression:

Figure 00000011
Figure 00000011

Второе траекторное измерение для i=2 (х2, y2, z2) находится аналогично:The second path measurement for i = 2 (x 2 , y 2 , z 2 ) is found similarly:

Figure 00000012
Figure 00000012

Уравнения (7) и (8) образуют систему уравнений с неизвестным параметром k. Сомножитель

Figure 00000013
входит линейно и его можно исключить путем деления уравнения (7) на уравнение (8):Equations (7) and (8) form a system of equations with an unknown parameter k. Multiplier
Figure 00000013
enters linearly and can be eliminated by dividing equation (7) by equation (8):

Figure 00000014
Figure 00000014

После устранения неопределенности получено уравнение с тремя неизвестными (х, y, z). Полная система из трех уравнений относительно трех неизвестных (х, y, z) может быть получена за счет третьего и четвертого измерений МС:After eliminating the uncertainty, an equation with three unknowns (x, y, z) is obtained. A complete system of three equations with respect to three unknowns (x, y, z) can be obtained by the third and fourth measurements of MS:

Figure 00000015
Figure 00000015

В результате решения системы уравнений (10) получаются три пары координат объекта-источника магнитного поля - истинные и зеркальные относительно вектора курса носителя. При наличии трех пар координат объекта с неопределенностью относительно истинного и зеркального положения объекта, полученных по данным магнитометра, для однозначного решения задачи определения местоположения объекта достаточно иметь измеренное направление на объект. Истинным является то местоположение, которое расположено ближе к линии направления вектора магнитной индукции.As a result of solving the system of equations (10), three pairs of coordinates of the source object of the magnetic field are obtained - true and mirror relative to the carrier vector. If there are three pairs of coordinates of the object with uncertainty regarding the true and mirror position of the object, obtained according to the magnetometer, for a unique solution to the problem of determining the location of the object, it is enough to have a measured direction to the object. True is the location that is closer to the direction line of the magnetic induction vector.

Система нелинейных уравнений (10) решается известными способами, в том числе с использованием современного программного обеспечения, например математических пакетов Mathcad или Matlab.The system of nonlinear equations (10) is solved by known methods, including using modern software, for example, mathematical packages Mathcad or Matlab.

Источники информацииInformation sources

1. Рабинович Я.Б. Общий анализ относительных перемещений маневрирующих кораблей. Приложение к т.3 Курса кораблевождения. - Л.: УНГС ВМФ, 1958.1. Rabinovich Ya.B. General analysis of the relative movements of maneuvering ships. Appendix to t.3 Shipbuilding Course. - L .: UNGS Navy, 1958.

2. Колпаков Л.А. и др. Методика определения координат и параметров движения подводной цели, обнаруженной одиночным вертолетом с опускаемой гидроакустической станцией, работающей в режиме шумопеленгования. - М.: ЦСИФ МО РФ, 1994.2. Kolpakov L.A. et al. A technique for determining the coordinates and motion parameters of an underwater target detected by a single helicopter with a lowered sonar station operating in the noise-detecting mode. - M.: TsSIF MO RF, 1994.

3. Смирнов Б.М. Решение задачи определения координат источника магнитного поля // Журнал «Измерительная техника»: ежемесячный научно-технический журнал. - М.: Издательство стандартов, ISSN 0368-1025. - 2003, №7, с.38-42.3. Smirnov B.M. The solution to the problem of determining the coordinates of a magnetic field source // Journal "Measuring equipment": a monthly scientific and technical journal. - M .: Publishing house of standards, ISSN 0368-1025. - 2003, No. 7, p. 38-42.

4. Ацюковский В.А. Эфиродинамические основы электромагнетизма. - М.: изд. «Петит», 2006. - 160 с.4. Atsyukovsky V.A. Ether-dynamic foundations of electromagnetism. - M .: ed. “Petit”, 2006. - 160 p.

5. Семевский Р.Б., Аверкиев В.В., Яроцкий В.А. Специальная магнитометрия. - СПб.: Наука, 2002. - 228 с.5. Semevsky R. B., Averkiev V. V., Yarotsky V. A. Special magnetometry. - St. Petersburg: Nauka, 2002 .-- 228 p.

Claims (2)

1. Способ определения координат объекта, включающий фиксирование техническими средствами носителя текущих физических данных объекта, решение аналитической задачи относительного перемещения объекта на плоскости при известных элементах движения носителя и величине изменения полученных физических данных, отличающийся тем, что в качестве физических данных используется модуль вектора напряженности магнитного поля объекта, величина изменения полученных физических данных сопоставляется с известным законом их изменения с изменением относительного взаимоположения носителя и объекта, и решается задача относительного перемещения объекта и носителя на плоскости.1. The method of determining the coordinates of the object, including fixing the technical means of the carrier of the current physical data of the object, solving the analytical problem of the relative movement of the object on the plane with known elements of the movement of the carrier and the magnitude of the change in the obtained physical data, characterized in that the magnetic tension vector module is used as the physical data field of the object, the magnitude of the change in the obtained physical data is compared with the known law of their change with the change in rel 's comparative positional relationship of the carrier and the object, and solve the problem of the relative movement of the object and the carrier plane. 2. Способ определения координат объекта, включающий фиксирование техническими средствами носителя текущих физических данных объекта, решение аналитической задачи относительного перемещения объекта при известных элементах движения носителя и закона изменения полученных физических данных, отличающийся тем, что в качестве физических данных используется модуль вектора напряженности магнитного поля объекта, величина изменения полученных физических данных сопоставляется с известным законом их изменения с изменением относительного взаимоположения носителя и объекта, и решается задача относительного перемещения объекта и носителя в пространстве. 2. A method for determining the coordinates of an object, including fixing the carrier’s current physical data of the object by technical means of the carrier, solving the analytical problem of the relative movement of the object with known elements of the carrier’s motion and the law of variation of the obtained physical data, characterized in that the module uses the magnetic field strength vector module of the object , the magnitude of the change in the obtained physical data is compared with the well-known law of their change with a change in relative the position of the carrier and the object, and the problem of the relative movement of the object and the carrier in space is solved.
RU2010103181/11A 2010-02-01 2010-02-01 Method of determining coordinates of magnetic field source (versions) RU2452652C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010103181/11A RU2452652C2 (en) 2010-02-01 2010-02-01 Method of determining coordinates of magnetic field source (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010103181/11A RU2452652C2 (en) 2010-02-01 2010-02-01 Method of determining coordinates of magnetic field source (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010103181A RU2010103181A (en) 2011-08-10
RU2452652C2 true RU2452652C2 (en) 2012-06-10

Family

ID=44754100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010103181/11A RU2452652C2 (en) 2010-02-01 2010-02-01 Method of determining coordinates of magnetic field source (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2452652C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542793C1 (en) * 2013-09-16 2015-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Континент-Тау" Device to determine position of object in space
RU2549607C1 (en) * 2013-11-08 2015-04-27 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ Device to detect distance travelled by ground vehicle
RU2569640C1 (en) * 2014-10-09 2015-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Центр безопасности информации "МАСКОМ" (ООО "ЦБИ "МАСКОМ") Method of performing objective analysis of radio-frequency electromagnetic field in facilities equipped with means for electronic jamming of wireless communication systems
RU2690526C1 (en) * 2018-06-06 2019-06-04 ООО "НейроСофт" Method of determining object location and device for its implementation
RU2801977C1 (en) * 2022-06-02 2023-08-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Method for determining coordinates and parameters of movement of magnetic field source

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2166735C1 (en) * 2000-03-21 2001-05-10 Смирнов Борис Михайлович Device for remote determination of coordinates and attitude of object (versions)
RU2219497C1 (en) * 2002-04-01 2003-12-20 Смирнов Борис Михайлович Device determining coordinates of source of magnetic field from mobile object

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2166735C1 (en) * 2000-03-21 2001-05-10 Смирнов Борис Михайлович Device for remote determination of coordinates and attitude of object (versions)
RU2219497C1 (en) * 2002-04-01 2003-12-20 Смирнов Борис Михайлович Device determining coordinates of source of magnetic field from mobile object

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542793C1 (en) * 2013-09-16 2015-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Континент-Тау" Device to determine position of object in space
RU2549607C1 (en) * 2013-11-08 2015-04-27 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ Device to detect distance travelled by ground vehicle
RU2569640C1 (en) * 2014-10-09 2015-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Центр безопасности информации "МАСКОМ" (ООО "ЦБИ "МАСКОМ") Method of performing objective analysis of radio-frequency electromagnetic field in facilities equipped with means for electronic jamming of wireless communication systems
RU2690526C1 (en) * 2018-06-06 2019-06-04 ООО "НейроСофт" Method of determining object location and device for its implementation
RU2801977C1 (en) * 2022-06-02 2023-08-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Method for determining coordinates and parameters of movement of magnetic field source

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010103181A (en) 2011-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101476860B (en) Magnetic positioning method and device in high background magnetic field
US10816347B2 (en) Tunnel mapping system and methods
RU2452652C2 (en) Method of determining coordinates of magnetic field source (versions)
CN109313258A (en) The object detection and state estimation of enhancing for vehicle environmental detection system
CN106772228B (en) Aerial target radiation source localization method based on arriving signal intensity
US11175159B2 (en) Learning system and learning method for vehicles
CN102004244B (en) Doppler direct distance measurement method
CN106990424A (en) A kind of double antenna GPS surveys attitude positioning method
RU2624461C1 (en) Method of determining coordinates of object
CN106546235A (en) A kind of locating magnetic objects method compensated based on carrier
CN107192983B (en) Device, method and system for observing relative position of underwater vehicle
ES2268040T3 (en) PROCEDURE FOR THE PASSIVE DETERMINATION OF DATA OF AN OBJECTIVE.
RU126474U1 (en) PASSIVE RADIO ELECTRON COMPLEX FOR DETERMINING SPATIAL COORDINATES AND OBJECTS OF MOTION OF THE OBJECT BY ALGOMERIC AND POWER RADAR DATA
RU2530231C1 (en) Radio signal transmission and reception method
CN112505693A (en) Interferometric inverse synthetic aperture radar imaging registration method, system and storage medium
RU2379707C1 (en) Method for surface observation by onboard radio-ir-radar connected with radar
RU2566564C1 (en) Method of positioning of underwater equipment with reference to carrier vessel
RU2667115C1 (en) Method of positioning object with azimuth cutting from first measuring point and angle of site with the range - from second
RU2010103076A (en) METHOD FOR DETERMINING COORDINATES BY MEANS OF A HYDROACOUSTIC NAVIGATION SYSTEM
RU2348011C1 (en) Navigation system
RU2778326C1 (en) Device for determining the coordinates and parameters of motion of the observed ferromagnetic object
RU2801977C1 (en) Method for determining coordinates and parameters of movement of magnetic field source
RU2319178C2 (en) Method for searching flooded and silted objects on sea bottom
RU2776459C1 (en) Method for mooring a ship using a laser system
RU2767174C1 (en) Method for tracking flexible surgical instrument based on inertial microelectromechanical sensors (mems)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140202