способ определения глубины расположения объектов с летательного аппарата

Классы МПК:G01V3/17 с использованием электромагнитных волн
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2007-10-01
публикация патента:

Изобретение относится к решению задач обработки сигналов и изображений подповерхностной области и предназначено для определения глубины расположения объектов, скрытых для визуального наблюдения, в труднодоступных районах. Сущность: излучают сигнал декаметрового диапазона с летательного аппарата. Выполняют квадратурную обработку отраженного сигнала. В результате квадратурной обработки получают комплексную огибающую, фильтруют ее и получают сигнал, соответствующий радиолокационному изображению объекта. Определяют комплексное число, вещественная и мнимая части которого равны средним значениям вещественной и мнимой частей комплексной огибающей. Определяют аргумент комплексного числа. Вычитают из вещественных и мнимых значений комплексной огибающей средние значения. Определяют аргумент полученной комплексной функции. Вычитают полученные аргументы и определяют глубину расположения объектов. Технический результат: возможность определения глубины расположения объектов. 1 ил. способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Формула изобретения

Способ определения глубины расположения объектов с летательного аппарата, основанный на излучении и приеме отраженного сигнала с последующей квадратурной обработкой отраженного сигнала, в результате которой получают комплексную огибающую, фильтруют и формируют сигнал, соответствующий радиолокационному изображению объекта, отличающийся тем, что излучают сигнал декаметрового диапазона, определяют комплексное число, вещественная и мнимая части которого равны средним значениям вещественной и мнимой частей комплексной огибающей, определяют его аргумент, вычитают из вещественных и мнимых значений комплексной огибающей средние значения, определяют аргумент полученной комплексной функции, вычитают полученные аргументы и определяют глубину расположения объектов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к решению задач обработки сигналов и изображений подповерхностной области и предназначено для определения глубины расположения объектов, скрытых для визуального наблюдения, в труднодоступных районах.

Известен способ обнаружения объектов, скрытых непрозрачными для визуального наблюдения преградами (книга: Вопросы подповерхностной радиолокации. Коллективная монография / Под ред. А.Ю.Гринева. - М.: Радиотехника, 2005. С.379-380), основанный на излучении и приеме отраженного сигнала, поступающего на балансный смеситель (коррелятор) с полосовым фильтром, откуда подается на два идентичных квадратурных канала, балансные смесители каждого канала переносят информационный сигнал на частоту поднесущего колебания, выделяются квадратурные компоненты сигнала, которые фильтруются, возводятся в квадрат и суммируются, после чего принимается решение о наличии объекта.

Признаки, совпадающие с заявленным объектом: излучение и прием отраженных сигналов с последующей квадратурной обработкой, и формирование сигнала, соответствующего радиолокационному изображению объекта.

Причиной, препятствующей получению требуемого технического результата, является невозможность обнаружения объекта с летательного аппарата и определения глубины расположения объекта.

Известен способ обнаружения объектов, скрытых непрозрачными для визуального наблюдения преградами (книга: Вопросы подповерхностной радиолокации. Коллективная монография / Под ред. А.Ю.Гринева. - М.: Радиотехника, 2005. С.399-400), основанный на излучении и приеме отраженного сигнала, поступающего от антенны через усилитель на два идентичных фазовых детектора, на входы которых подают сдвинутые на способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 сигналы опорного гетеродина для формирования сигналов квадратур, опорные сигналы подают и на входы двух фазовых детекторов автокомпенсатора на их другие входы подают сигнал преобразователя, сигналы фазовых детекторов поступают на фильтры нижних частот, формируют спектральные оценки сигналов основного канала и канала автокомпенсатора, определяют сигнал ошибки, который сравнивают с порогом и по превышению порога принимается решение о наличии объекта, параллельно квадратурные компоненты основного канала возводят в квадрат, суммируют и фильтруют, результат сравнивают с порогом, по результатам сравнения принимают решение о наличии или отсутствии объекта.

Признаки, совпадающие с заявленным объектом: излучение и прием отраженных сигналов с последующей квадратурной обработкой.

Причиной, препятствующей получению требуемого технического результата, является невозможность обнаружения объекта с летательного аппарата и определения глубины расположения объекта.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является способ получения радиолокационного изображения объектов с летательного аппарата (книга: Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны / В.Н.Антипов, В.Т.Горяинов, А.Н.Кулин и др.; Под ред. В.Т.Горяинова. М.: Радио и связь, 1988), основанный на излучении и приеме отраженного сигнала с последующей квадратурной обработкой отраженного сигнала, в результате которой получают комплексную огибающую, фильтруют и формируют сигнал, соответствующий радиолокационному изображению объекта. Признаки, совпадающие с заявленным объектом: излучение и прием отраженных сигналов с последующей квадратурной обработкой, получение комплексной огибающей и формирование сигнала, соответствующего радиолокационному изображению объекта.

Причиной, препятствующей получению требуемого технического результата, является невозможность определения глубины расположения объектов.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является разработка способа определения с летательного аппарата глубины расположения объектов.

Технический результат предложенного способа заключается в том, что после определения поверхностных координат заглубленного объекта с летательного аппарата определяется глубина его расположения путем излучения сигнала декаметрового диапазона, определения комплексного числа, вещественная и мнимая части которого равны средним значениям вещественной и мнимой частей комплексной огибающей, определения его аргумента, вычитания из вещественных и мнимых значений комплексной огибающей средних значений, определения аргумента полученной комплексной функции, вычитания полученных аргументов и определения глубины расположения объектов.

Технический результат достигается тем, что известный способ получения радиолокационного изображения объектов с летательного аппарата, основанный на излучении и приеме отраженного сигнала с последующей квадратурной обработкой отраженного сигнала, в результате которой получают комплексную огибающую, фильтруют и формируют сигнал, соответствующий радиолокационному изображению объекта, дополняется тем, что излучают сигнал декаметрового диапазона, определяют комплексное число, вещественная и мнимая части которого равны средним значениям вещественной и мнимой частей комплексной огибающей, определяют его аргумент, вычитают из вещественных и мнимых значений комплексной огибающей средние значения, определяют аргумент полученной комплексной функции, вычитают полученные аргументы и определяют глубину расположения объектов.

Анализ заявляемого способа и сравнение его с прототипом позволяют выявить следующие новые признаки: излучение сигнала декаметрового диапазона определение средних значений вещественной и мнимой частей комплексной огибающей, определение аргумента средних значений, вычитание комплексных средних значений из значений комплексной огибающей, определение аргумента полученной комплексной функции, вычитание полученных аргументов и определение глубины расположения объектов.

Наличие новых признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критериям «новизна», «изобретательский уровень» и промышленная применимость.

Возможность достижения технического результата обусловлена следующими теоретическими положениями: отраженный радиосигнал, поступающий по мере движения летательного аппарата на вход радиоприемника радиолокационной станции с синтезированной апертурой антенны, так зависит от времени t:

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Здесь U(t) - огибающая отраженного радиосигнала; способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 0 - угловая частота излучаемых колебаний; способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 (t) - фаза принимаемых колебаний. Физическому сигналу (1) можно сопоставить аналитический сигнал

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

где способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 - комплексная огибающая отраженного сигнала или траекторный сигнал. Траекторный сигнал можно представить в алгебраической форме

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

где uc(t)=U(t)cosспособ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 (t) и us(t)=U(t)sinспособ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 (t) соответственно косинусная и синусная квадратурные составляющие сигнала. Особенностью отраженного сигнала декаметрового диапазона является наличие когерентной составляющей, обусловленной отражением от границы раздела воздух-земля. Когерентная составляющая приводит к появлению в комплексной огибающей комплексной постоянной составляющей

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

mc и ms постоянные составляющие квадратурных колебаний u c(t) и us(t).

Введем новую комплексную функцию

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

и запишем ее в показательной и алгебраической формах

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Здесь способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 c(t)=uc(t)-m c, способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 s(t)=us(t)-m s, способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

От временной зависимости V(t) можно перейти к функциональным зависимостям от пространственной координаты летательного аппарата и, следовательно, определить координаты цели, соответствующие моменту t0, при котором отклик фильтра, согласованного с отраженным сигналом, достигает максимального значения. Сигнал, отраженный от границы раздела воздух-земля, имеет фазовый сдвиг способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 0 постоянный во времени. Аргумент комплексного числа способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 также равен способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 0. Следовательно,

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Аргумент способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 определяется так

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Аппроксимация круговой функции дробным рациональным выражением позволяет определить ее величину по формуле

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Сигнал от цели, расположенной под землей, ниже границы раздела воздух-земля на глубине h имеет дополнительный фазовый сдвиг, обусловленный распространением сигнала в слое земли с диэлектрической проницаемостью способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 з: способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 Здесь способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 - длина волны. В этом случае фаза в момент времени t 0 принимает значение способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 (t0)=способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 0+способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 h, и способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 h определяют, вычитая аргументы:

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Определив значение способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 h, можно вычислить глубину расположения объекта по формуле

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Таким образом, определив координаты объекта на поверхности земли, можно найти глубину его расположения.

В прототипе определяются только координаты объекта на поверхности.

Для подтверждения данного способа далее приведен пример реализации устройства на его основе.

Глубина расположения объекта находится после решения задачи обнаружения (определения его координат на поверхности) способом, описанным в прототипе. Для подповерхностного зондирования земной поверхности с летательного аппарата в диапазоне декаметровых волн антенна ориентируется в пространстве так, чтобы ось диаграммы направленности была расположена перпендикулярно горизонтальной плоскости. Обнаруженный объект находится на линии пути - проекции траектории полета летательного аппарата на поверхность земли. Отраженный радиосигнал позволяет получить радиолокационное изображение по азимутальной координате (вдоль линии пути).

Отраженный радиосигнал (1) в действительности смешанный с шумом поступает на входы двух фазовых детекторов для получения квадратурных составляющих (траекторного сигнала). Опорные напряжения обоих детекторов имеют частоту способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 0. Фазы опорных напряжений отличаются на величину способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 . На выходах детекторов получаются, как в прототипе, косинусная uc(t) и синусная us (t) квадратурные составляющие сигнала. С помощью аналого-цифрового преобразователя они преобразуются в последовательность чисел ucn и usn отделенных периодом зондирования. Если в пределах анализируемой реализации (интервала синтезирования) N отсчетов, то постоянные составляющие mc и ms определяют по формулам

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Выборки функций способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 c(t) и способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 s(t) вычисляют по формулам

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Далее обозначим способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 Так как сигнал принимается на фоне шума, оптимальное устройство формирует сигнал, соответствующий радиолокационному изображению, в соответствии с алгоритмом:

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

В этой формуле способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 отсчеты комплексной опорной функции, представленной действительными hcq и мнимыми hsq составляющими, где q=0,1,2,...,N-1. В качестве опорной выбирается взвешенная функция, комплексно-сопряженная с точностью до начальной фазы с сигналом, отраженным от одиночной точечной цели:

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Здесь VП - путевая скорость, ТЗ - период зондирования, r - кратчайшее расстояние до цели. Для определенности в качестве весовой использована прямоугольная функция. Следовательно,

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Значение n, при котором модуль способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 достигает максимального значения, соответствует отметке цели. Соответствующий момент времени равен t0 . При этом аргументы способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 и способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 совпадают. Таким образом, если координатам объекта соответствуют значения n=0,1,2,...,N-1, то для определения глубины объекта, расположение которого определяется этими координатами, используется 2N комплексных отсчетов способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Представим (3) в алгебраической форме записи

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

и определим аргумент

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

Вычитая аргументы, найдем

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

и по формуле (2) глубину расположения объекта h.

На чертеже приведена структурная схема устройства для осуществления предложенного способа определения глубины расположения объектов с летательного аппарата в соответствии с предлагаемым изобретением.

Устройство содержит первый аналого-цифровой преобразователь 1, первый фазовый детектор 2, фазосдвигающую цепь 3, второй фазовый детектор 4, второй аналого-цифровой преобразователь 5, первый регистр 6, первый и второй сумматоры 7 и 8, второй регистр 9, первый блок деления 10, первый и второй блоки вычитания 11 и 12, второй блок деления 13, блок памяти 14, первый и второй блоки умножения 15 и 16, первая схема сравнения 17, третий блок деления 18, третий, четвертый и пятый блоки умножения 19, 20 и 21, третий сумматор 22, первый блок возведения в квадрат 23, третий блок вычитания 24, шестой блок умножения 25, четвертый сумматор 26, третий и четвертый регистры 27 и 28, пятый, шестой и седьмой сумматоры 29, 30 и 31, второй блок возведения в квадрат 32, восьмой сумматор 33, третий блок возведения в квадрат 34, четвертый блок деления 35, седьмой блок умножения 36, пятый регистр 37, девятый сумматор 38, вторая схема сравнения 39, четвертый блок вычитания 40, восьмой блок умножения 41.

Выходы 42 и 43 являются первым и вторым выходами устройства, управляющий вход 44, а 45 и 46 являются информационными входами.

Соответственно в устройстве первый аналого-цифровой преобразователь 1 преобразует косинусную составляющую квадратурного сигнала u c(t) в цифровой код ucn; первый фазовый детектор 2 определяет косинусную составляющую квадратурного сигнала uc(t); фазосдвигающая цепь 3 уменьшает на способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 фазу гармонического с частотой способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 0; второй фазовый детектор 4 определяет синусную составляющую квадратурного сигнала u s(t); второй аналого-цифровой преобразователь 2 преобразует синусную составляющую квадратурного сигнала и u s(t) в цифровой код usn; первый регистр 6 запоминает и выдает суммы способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 первый сумматор 7 вычисляет сумму способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 второй сумматор 8 вычисляет сумму способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 второй регистр 9 запоминает и выдает суммы способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 первый блок деления 10 определяет постоянную составляющую mc; первый блок вычитания 11 определяет выборки способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cn=ucn-m c; второй блок вычитания 12 определяет выборки способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sn=usn-m s; второй блок деления 13 определяет постоянную составляющую ms, блок памяти 14 служит для хранения N действительных составляющих hcq и N мнимых составляющих hsq комплексной опорной функции, для записи постоянных составляющих mc и ms, для записи массивов выборок объемом 2N чисел способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cg+n и столько же чисел способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+n для записи вещественной способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 и мнимой способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 частей сигнала, соответствующего радиолокационному изображению; первый блок умножения 15 определяет произведения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+nhsq; второй блок умножения 16 определяет произведения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+nhsq, первая схема сравнения 17 определяет истинность положительного знака числа; третий блок деления 18 определяет отношение мнимой и вещественной частей комплексных чисел, равное х; третий блок умножения 19 определяет произведения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+nhcq; четвертый блок умножения 20 определяет произведения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+nhcq; пятый блок умножения 21 определяет абсолютное значение числа х; третий сумматор 22 вычисляет сумму способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+nhsq+v sq+nhcq; первый блок возведения в квадрат 23 вычисляет х2; третий блок вычитания 24 определяет разность способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+nhcq-способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+nhsq; шестой блок умножения 25 вычисляет произведение способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 ; четвертый сумматор 26 вычисляет вещественную часть сигнала, соответствующего радиолокационному изображению способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 третий регистр 27 запоминает и выдает суммы способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 четвертый регистр 28 запоминает и выдает суммы способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 пятый сумматор 29 вычисляет мнимую часть сигнала, соответствующего радиолокационному изображению способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 шестой сумматор 30 вычисляет значение способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 седьмой сумматор 31 вычисляет значение способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 второй блок возведения в квадрат 32 определяет способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 восьмой сумматор 33 вычисляет способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 третий блок возведения в квадрат 34 определяет способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 четвертый блок деления 35 определяет величину arctgx, седьмой блок умножения 36 вычисляет способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 пятый регистр 37 записывает и выдает значение способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 девятый сумматор 38 определяет аргументы комплексных чисел способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 или способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 вторая схема сравнения 39 определяет истинность положительного знака вещественных частей комплексных чисел способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 или способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 четвертый блок вычитания 40 определяет значение способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 восьмой блок умножения 41 вычисляет значение глубины расположения объекта, которое поступает на выход устройства 42. На выход устройства 43 поступают значения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 соответствующие радиолокационному изображению. Управляющий вход 44 служит для подачи управляющих сигналов. На информационный вход 45 подается отраженный радиосигнал. Вход 46 подключен к источнику гармонических колебаний с излучаемой частотой способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 0.

Отраженный сигнал с информационного входа 45 поступает на первые входы первого фазового детектора 2 и второго фазового детектора 4. На второй вход первого фазового детектора 2 с входа 46 подается гармоническое с излучаемой частотой способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 0 колебание. На второй вход второго фазового детектора 4 подается через фазосдвигающую на способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 цепь 3 тоже самое колебание. На вход первого аналого-цифрового преобразователя 1 подаются отделенные периодом зондирования значения косинусной составляющей отраженного сигнала. На вход второго аналого-цифрового преобразователя 5 подаются значения синусной составляющей этого сигнала. Аналого-цифровые преобразователи преобразуют значения косинусной и синусной составляющих в цифровые коды, соответствующие числам ucn и u sn. Значения ucn с выхода первого аналого-цифрового преобразователя 1 подаются на первый вход первого сумматора 7 и первый вход блока памяти 14. Значения u sn с выхода второго аналого-цифрового преобразователя 5 подаются на первый вход второго сумматора 8 и второй вход блока памяти 14. С выхода первого сумматора 7 сигналы поступают на входы первого регистра 6 и первого блока деления 10. С выхода второго сумматора 8 сигналы поступают на входы второго регистра 9 и второго блока деления 13. По управляющему сигналу, поданному с входа 44 на третий вход блока памяти 13 и вторые входы первого и второго регистров 6 и 9, начинается запись 2N значений u cn и столько же значений usn в блок памяти 14 и одновременно обнуляется содержимое первого и второго регистров 6 и 9. Прибавляя к результатам суммирования, запоминаемым в первом регистре 6 и подаваемым на второй вход первого сумматора 7, последующие значения ucn на его первом входе, по истечении N тактов получаем сумму способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 Аналогичным образом, прибавляя к результатам суммирования, запоминаемым во втором регистре 8 и подаваемым на второй вход второго сумматора 9 последующие значения usn на его первом входе, получаем по истечении N тактов сумму способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 Суммы способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 и способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 поступают на первые входы первого и второго блоков деления 10 и 13 соответственно, и после окончания суммирования по управляющему сигналу, поступающему на вторые входы блоков деления, делятся на число N. В результате на выходах первого и второго блоков деления 10 и 13 получаются постоянные составляющие m c и ms, значения которых поступают на четвертый и пятый входы блока памяти 14 и запоминаются в нем, и одновременно поступают на первый и второй выход блока памяти 14, откуда поступают на первый и второй входы третьего блока деления 18, а величина mc с первого выхода блока памяти поступает также на вход второй схемы сравнения 39. После деления на выходе блока деления 18 получается отношение способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 , которое обозначим буквой х. С выхода блока деления величина х подается на вход первой схемы сравнения 17, а также на информационный вход пятого блока умножения 21 и первый вход седьмого блока умножения 36. Схема сравнения 17 сравнивает значения, поступающие на ее вход, с нулем и дает возможность при отрицательных значениях получить сигнал, соответствующий логической единице, в противном случае логическому нулю. С выхода схемы сравнения сигналы поступают на управляющий вход пятого блока умножения 21. Логическая единица на управляющем приводит к умножению на -1 сигнала на информационном входе пятого блока умножения 21. В противном случае множитель равен 1 и абсолютное значение |х| получается на выходе пятого блока умножения. Оно поступает на входы первого блок возведения в квадрат 23 и вход шестого блока умножения 25, где умножается на хранящийся в самом блоке множитель способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 С выхода шестого блока умножения произведение способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 поступает на вход седьмого сумматора 30, который прибавляет к произведению величину 1,85, хранящуюся в сумматоре. Таким образом, на выходе седьмого сумматора получается сумма способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 которая с его выхода поступает на вторые входы шестого сумматора 31 и седьмого блока умножения 36. На первый вход шестого сумматора 31 с выхода первого блока возведения в квадрат 23 поступает значение х2, и сумма способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 получается на его выходе. После перемножения сомножителей, поступающих на первый и второй входы седьмого блока умножения 36, произведение способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 ) получается на его выходе. На первый вход четвертого блока деления 35 с выхода седьмого блока умножения 36 поступает делимое, а на второй вход с выхода шестого сумматора 31 делитель. На выходе четвертого блока деления 35 получается частное от деления

способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937

равное arctg х. Значение arctg х с выхода четвертого блока деления 35 поступает на информационный вход девятого сумматора 38. Управляющий вход девятого сумматора подключен ко второй схеме сравнения. При отрицательных значениях вещественной части комплексного числа т, равной mc, на входе второй схемы сравнения 39, на ее выходе получается логическая единица. При логической единице на управляющем входе девятого сумматора он складывает величину на информационном входе и значение способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 хранящееся в сумматоре. В противном случае величина на выходе девятого сумматора совпадает с величиной на информационном входе. На выходе девятого сумматора 38 получается значение аргумента комплексного числа, в данном случае способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 С выхода сумматора 38 это значение поступает на вход пятого регистра 37, где запоминается.

Таким образом, часть устройства, содержащая блоки 17, 18, 21, 23, 25, 30, 31, 35, 36, 38 и 39, определяет аргумент комплексного числа, вещественная и мнимая части которого поступают с первого и второго выходов блока памяти 14. Вещественная и мнимая части поступают на третий блок деления 18, а значение аргумента получается на выходе девятого сумматора 38.

После окончания записи в блок памяти 2N значений косинусной составляющей ucn, 2N значений синусной составляющей usn квадратурного сигнала, вещественной mc и мнимой m s частей постоянной составляющей, по управляющему сигналу на третьем входе блока памяти с его третьего и четвертого выходов подаются значения ucn и u sn, где n=0,1,2,...,2N-1 на первые входы первого и второго блоков вычитания. На вторые входы первого и второго блоков вычитания 11 и 12 с пятого и шестого выходов блока памяти 14 поступают значения mc и ms. В результате вычитания на выходах первого и второго блоков вычитания 11 и 12 получаются значения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cn и способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sn, которые поступают для записи на шестой и седьмой входы блока памяти 14. В блоке памяти эти значения, как в прототипе, образуют последовательности способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+n и способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+n. Если значение п соответствует отметке обнаруженного объекта, то на седьмой выход блока памяти 14 по подаваемому на его третий вход управляющему сигналу начинает поступать последовательность способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cn, способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 c1+n, способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 c2+n,...,способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cN-1+n. Последовательность способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sn, способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 s1+n, способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 s2+n,...,способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sN-1+n. подается к восьмому выходу блока памяти. К девятому и десятому выходам блока памяти 14 поступают последовательности hc0, h c1, hc2,..., hcN-1 и hs0, hs1, h s2,...,hSN-1, содержащиеся в нем. Одновременно по сигналу с управляющего входа 44 обнуляется содержимое третьего и четвертого регистров 27 и 28. Отсчеты последовательности способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+n поступают с седьмого выхода блока памяти на первые входы первого и третьего блоков умножения 15 и 19 соответственно. Отсчеты последовательности способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+n поступают с восьмого выхода блока памяти на первые входы второго и четвертого блоков умножения 16 и 20. С девятого выхода блока памяти отсчеты h cq поступают на вторые входы третьего и четвертого блоков умножения 19 и 20. С десятого выхода блока памяти отсчеты h sq поступают на вторые входы первого и второго блоков умножения 15 и 16. После перемножения на выходе первого блока умножения 15 получаются произведения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+nhsq, на выходе второго блока умножения 16 - произведения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+n+hsq на выходе третьего блока умножения 19 - произведения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+nhcq и произведения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+n+hcq - на выходе четвертого блока умножения 20. На первый вход третьего блока вычитания 24 с выхода третьего блока умножения 19 подается уменьшаемое способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+n+hcq. На второй вход поступает вычитаемое способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+n+hsq с выхода второго блока умножения 16. С выхода третьего блока вычитания 24 получившиеся разности способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+n+hcq-способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+n+hsq поступают на первый вход четвертого сумматора 26. На второй вход четвертого сумматора 26 поступают результаты суммирования с его выхода, запоминаемые третьим регистром 27. Прибавляя к результатам суммирования, подаваемым на второй вход четвертого сумматора 26, последующие значения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+nhcq-способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+nhsq на его первом входе, после N-ного сложения получим на его выходе сумму способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 равную способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 С выхода первого блока умножения 15 слагаемые способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+nhsq поступают на первый вход третьего сумматора 22. На его второй вход с выхода четвертого блока умножения 20 подаются слагаемые способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+nhcq. Значения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+nhsq+способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+nhcq, получившиеся на выходе третьего сумматора, поступают на первый вход пятого сумматора 29. На второй вход пятого сумматора 29 поступают результаты суммирования с его выхода, запоминаемые четвертым регистром 28. Прибавляя к результатам суммирования, подаваемым на второй вход пятого сумматора 29, последующие значения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 cq+nhsq+способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 sq+nhcq на его первом входе, после N-ного сложения получим на его выходе сумму способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 равную способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 С выходов четвертого и пятого сумматоров значения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 и способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 через второй и третий блоки возведения в квадрат 32 и 34 поступают на входы восьмого сумматора 33. Значение на его выходе способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 может служить отметкой о наличии объекта и подается на выход устройства 43. Одновременно с выходов четвертого и пятого сумматоров значения способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 и способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 поступают на восьмой и девятый входы блока памяти, записываются в нем и по управляющему сигналу на третьем входе поступают на первый и второй выходы блока памяти 14. Откуда поступают на входы третьего блока деления 18 и в результате обработки частью устройства, содержащей блоки 17, 18, 21, 23, 25, 30, 31, 35, 36, 38 и 39, на выходе девятого сумматора 38 получаем аргумент способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 Значение аргумента поступает на первый вход четвертого блока вычитания 40 и является уменьшаемым. Одновременно по управляющему сигналу на управляющем входе пятого регистра 37 с выхода регистра на второй вход четвертого блока вычитания 40 подается вычитаемое способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 Разность способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 с выхода четвертого блока вычитания 40 поступает на вход восьмого блока умножения 41, в котором умножается на хранящееся в блоке значение способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 в результате получается глубина расположения объекта способ определения глубины расположения объектов с летательного   аппарата, патент № 2349937 Таким образом, на выходе восьмого блока умножения получается значение глубины расположения объекта, поступающее на выход устройства 42.

Описанное устройство не содержит не известных ранее блоков и элементов и полностью реализует все операции в предложенном способе определения глубины расположения объектов с летательного аппарата.

Благодаря введению новых операций: излучению сигнала декаметрового диапазона, определению комплексного числа, вещественная и мнимая части которого равны средним значениям вещественной и мнимой частей комплексной огибающей, определению его аргумента, вычитанию из вещественных и мнимых значений комплексной огибающей средних значений, определению аргумента полученной комплексной функции, вычитанию полученных аргументов - определяется глубина расположения объекта с летательного аппарата.

Класс G01V3/17 с использованием электромагнитных волн

мобильный георадар для дистанционного поиска местоположения подземных магистральных коммуникаций и определения их поперечного размера и глубины залегания в грунте -  патент 2451954 (27.05.2012)
способ электромагнитных геофизических исследований подводных пластов пород -  патент 2397512 (20.08.2010)
способ обезвреживания замаскированных радиоуправляемых взрывных устройств -  патент 2310811 (20.11.2007)
мобильный георадар для дистанционного поиска местоположения подземных магистральных коммуникаций и определения их поперечного размера и глубины залегания в грунте -  патент 2256941 (20.07.2005)
устройство для аэрогеофизической разведки (варианты) -  патент 2201603 (27.03.2003)
устройство дистанционного зондирования подповерхностных слоев почвы -  патент 2154845 (20.08.2000)
способ проведения измерения при геоэлектроразведке -  патент 2112996 (10.06.1998)
Наверх