способ контроля эксплуатации специальных транспортных средств для ремонта городских теплосетей и система для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ контроля эксплуатации специальных транспортных средств для ремонта городских теплосетей, включающий задание транспортному средству номера, ввод заданного номера в запоминающее устройство компьютера транспортного средства, прием на транспортном средстве навигационных сигналов от глобальной спутниковой радионавигационной системы, определение на основании принятых навигационных сигналов текущих значений времени, координат и скорости транспортного средства, формирование пакета информации, содержащего данные о текущих значениях времени, координат и номера транспортного средства, при этом предварительно вводят в запоминающее устройство компьютера транспортного средства информацию о типе и технических характеристиках транспортного средства, формируют в запоминающем устройстве компьютера транспортного средства привязанную к геодезическим координатам базу данных дорожной сети региона эксплуатации транспортного средства с данными о действующих на ее участках ограничениях на движение транспортных средств, на основании полученных текущих значений координат транспортного средства путем обращения к базе данных дорожной сети региона эксплуатации транспортного средства определяют участок дорожной сети, на котором расположено транспортное средство, направление движения и текущее положение транспортного средства на нем, сравнивают информацию о текущей скорости, направлении движения, типе и технических характеристиках транспортного средства с хранящейся в запоминающем устройстве компьютера транспортного средства информацией базы данных о действующих на этом участке дорожной сети региона ограничениях на движение транспортных средств, в случае несоответствия скорости, направления движения, типа или технических характеристик транспортного средства ограничениям, действующим на данном участке дорожной сети региона, в формируемый пакет информации дополнительно включают данные о характере несоответствия, отличающийся тем, что на пункте контроля формируют гармоническое колебание с частотой _с= ₂ манипулируют его по фазе на 180° модулирующим кодом M₁(t), соответствующим номеру опрашиваемого транспортного средства, формируя тем самым сложный сигнал с фазовой манипуляцией, усиливают его по мощности, излучают в эфир на частоте ₁, улавливают на транспортном средстве, усиливают по мощности, умножают и делят по фазе на два, выделяют гармоническое колебание с частотой ₁, преобразуют его в гармоническое колебание с частотой ₂ используют гармоническое колебание с частотой ₁ для синхронного детектирования сложного сигнала с фазовой манипуляцией, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему коду M₁(t), сравнивают его с модулирующим кодом M'₁(t), соответствующим номеру опрашиваемого транспортного средства, и в случае их равенства гармоническое колебание с частотой ₂ манипулируют по фазе на 180° модулирующим кодом M₂(t), соответствующим сформированному пакету информации, формируя тем самым сложный сигнал с фазовой манипуляцией, усиливают его по мощности, излучают в эфир на частоте ₂, улавливают на пункте контроля, усиливают его по мощности, умножают и делят по фазе на два, выделяют гармоническое колебание с частотой ₂, используют его для синхронного детектирования сложного сигнала с фазовой манипуляцией, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему коду M₂ (t), и регистрируют его.

2. Система контроля эксплуатации специальных транспортных средств для ремонта городских теплосетей, содержащая пункт контроля эксплуатации специальных транспортных средств, снабженный антенной, радиоприемником и подключенным к нему компьютером, установленные, по меньшей мере, на одном транспортном средстве антенну, радиопередатчик и последовательно включенные приемник навигационных радиосигналов с антенной, блок обращения к базе данных дорожной сети, вход-выход которого связан с блоком хранения базы данных дорожной сети, и формирователь сообщений, второй вход которого соединен с выходом датчика удара транспортного средства, последовательно подключенные к выходу приемника навигационных радиосигналов блок обращения к базе данных действующих ограничений на движение транспортного средства, вход-выход которого связан с блоком хранения базы данных действующих ограничений на движение транспортного средства, и блок сравнения технических характеристик и параметров движения транспортного средства с действующими ограничениями, второй вход которого соединен с первым выходом запоминающего устройства, а выход подключен к третьему входу формирователя сообщений, отличающаяся тем, что она снабжена на пункте контроля дуплексером и радиопередатчиком, при этом радиоприемник выполнен в виде последовательно подключенных к выходу дуплексера второго усилителя мощности, удвоителя фазы, делителя фазы на два, узкополосного фильтра и фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности, а выход подключен к компьютеру, радиопередатчик выполнен в виде последовательно подключенных к первому выходу компьютера задающего генератора, фазового манипулятора, второй вход которого через формирователь модулирующего кода соединен с вторым выходом компьютера, и первого усилителя мощности, выход которого подключен к дуплексеру, вход-выход которого связан с антенной, на транспортном средстве дуплексером, радиоприемником, преобразователем частоты, формирователем модулирующего кода, вторым блоком сравнения и ключом, при этом радиопередатчик выполнен в виде последовательно подключенных к выходу ключа фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом формирователя сообщений, и второго усилителя мощности, выход которого подключен к дуплексеру, вход-выход которого связан с антенной, радиоприемник выполнен в виде последовательно подключенных к выходу дуплексеру первого усилителя мощности, удвоителя фазы, делителя фазы на два, узкополосного фильтра и фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя мощности, причем к второму выходу запоминающего устройства последовательно подключены формирователь модулирующего кода, второй блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, и ключ, второй вход которого через преобразователь частоты соединен с выходом узкополосного фильтра.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемый способ и система относятся к области автоматизированных систем контроля и могут быть использованы для централизованного контроля эксплуатации аварийного спецавтотранспорта при устранении дефектов городских теплосетей.

Известны способы и системы автоматизированного контроля эксплуатации транспортных средств (патенты РФ № 2.036.431, 2.122.230, 2.124.759, 2.136.047, 2.155.684, 2.157.565, 2.173.885, 2.175.920, 2.177.647, 2.178.585, 2.193.233, 2.194.308, 2.196.358, 2.217.797, 2.219.584, 2.222.027, 2.225.642, 2.257.616; патенты США № 4.377,811, 5.014.206, 5.287.111, 5.504.482, 5.648.770;

патенты Великобритании № 2.137.449, 2.279.478, 2.279.792; патенты Германии № 3.828.725, 4.409.865; патент Франции № 2.758.403; патенты ЕР № 0.568.405, 0.669.740; патенты WO № 95/13.594, 98/11.513 и другие).

Из известных способов и систем наиболее близкими к предлагаемым являются «Способ контроля эксплуатации транспортных средств и система для его осуществления» (патент РФ № 2.257.616, G 07 С 5/08, 2004), которые и выбраны в качестве базовых объектов.

Известный способ включает задание транспортному средству (ТС) номера, ввод в запоминающее устройство компьютера информации о типе и технических характеристиках ТС, формирование в нем привязанной к геодезическим координатам базы данных дорожной сети с данными о действующих на ее участках ограничениях на движение ТС, прием на ТС сигналов от глобальной спутниковой радионавигационной системы, определение текущих значений времени, координат и скорости ТС путем обращения к базе данных дорожной сети, определение на основании координат участка дорожной сети, на котором расположено ТС, направления движения и текущего положения на нем. Предусмотрено сравнение информации о скорости, направлении движения, типе и технических характеристиках с информацией базы данных о действующих на этом участке дорожной сети ограничениях.

В случае несоответствия скорости, направления движения, типа или технических характеристик действующим ограничениям предполагается формирование пакета информации, содержащего данные о времени, координатах, номере ТС и характере несоответствия, преобразования пакета информации в сигнал для передачи по каналу радиосвязи, передача данного сигнала, прием, обработка, хранение и регистрация информации на пункте контроля эксплуатации ТС.

Система, реализующая известный способ, включает в себя пункт контроля эксплуатации транспортных средств, снабженный радиоприемником с антенной и компьютером. По меньшей мере, на одном ТС установлены приемник навигационных радиосигналов с антенной, формирователь сообщений, радиопередатчик с антенной, запоминающее устройство. Кроме того, система снабжена блоком обращения к базе данных дорожной сети, блоком обращения к базе данных действующих ограничений на движение ТС, блоком хранения базы данных действующих ограничений на движение ТС, блоком сравнения технических характеристик и параметров движения ТС с действующими ограничениями.

Однако известные способ и система обеспечивают формирование на каждом контролируемом средстве пакета информации, содержащего данные о времени, координатах, номере ТС и характере несоответствия скорости, направления движения, типа или технических характеристик действующим ограничениям, и передачу его по радиоканалу на пункт контроля эксплуатации транспортных средств, т.е. реализуют только симплексную радиосвязь между контролируемыми транспортными средствами и пунктом контроля. При этом возможны случаи, когда несколько специальных транспортных средств одновременно передают указанную информацию на пункт контроля, что вызывает определенные технические трудности при ее обработке и регистрации, а также снижает достоверность передачи сформированного на транспортном средстве пакета информации.

Этот недостаток можно устранить путем использования запросного метода получения пакета информации с каждого контролируемого транспортного средства, т.е. когда на пункте контроля выборочно или последовательно осуществляют опрос всех контролируемых транспортных средств. При этом применяют дуплексный метод радиосвязи, две частоты ₁, ₂ и сложные сигналы с фазовой манипуляцией.

Технической задачей изобретения является повышение достоверности передачи пакета информации с контролируемых транспортных средств на пункт контроля путем использования выборочного или последовательного опроса всех контролируемых транспортных средств, двух частот ₁, ₂ и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ контроля эксплуатации транспортных средств для ремонта городских теплосетей, включающий, в соответствии с ближайшим аналогом, задание транспортному средству номера, ввод заданного номера в запоминающее устройство компьютера транспортного средства, прием на транспортном средстве навигационных сигналов от глобальной спутниковой радионавигационной системы, определение на основании принятых навигационных сигналов текущих знаний времени, координат и скорости транспортного средства, формирование пакета информации, содержащего данные о текущих значениях времени, координат и номера транспортного средства, при этом предварительно вводят в запоминающее устройство компьютера транспортного средства информацию о типе и технических характеристиках транспортного средства, формируют в запоминающем устройстве компьютера транспортного средства привязанную к геодезическим координатам базу данных дорожной сети региона эксплуатации транспортного средства с данными о действующих на ее участках ограничениях на движение транспортных средств, на основании полученных текущих значений координат транспортного средства путем обращения к базе данных дорожной сети региона эксплуатации транспортного средства определяют участок дорожной сети, на котором расположено транспортное средство, направление движения и текущее положение транспортного средства на нем, сравнивают информацию о текущей скорости, направлении движения, типе и технических характеристиках транспортного средства с хранящейся в запоминающем устройстве компьютера транспортного средства информацией базы данных о действующих на этом участке дорожной сети региона ограничениях на движение транспортных средств, в случае несоответствия скорости, направления движения, типа или технических характеристик транспортного средства ограничениям, действующим на данном участке дорожной сети региона, в формируемый пакет информации дополнительно включают данные о характере несоответствия, отличается от ближайшего аналога тем, что на пункте контроля формируют гармоническое колебание с частотой _с= ₁, манипулируют его по фазе на 180° модулирующим кодом M₁(t), соответствующим номеру опрашиваемого транспортного средства, формируя тем самым сложный сигнал с фазовой манипуляцией, усиливают его по мощности, излучают в эфир на частоте ₁, улавливают на транспортном средстве, усиливают по мощности, умножают и делят по фазе на два, выделяют гармоническое колебание с частотой ₁, преобразуют его в гармоническое колебание с частотой ₂, используют гармоническое колебание с частотой ₁ для синхронного детектирования сложного сигнала с фазовой манипуляцией, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему коду M₁(t), сравнивают его с модулирующим кодом M₁(t), соответствующим номеру опрашиваемого транспортного средства, и в случае их равенства гармоническое колебание с частотой ₂ манипулируют по фазе на 180° модулирующим кодом М₂(t), соответствующим сформированному пакету информации, формируя тем самым сложный сигнал с фазовой манипуляцией, усиливают его по мощности, излучают в эфир на частоте ₂, улавливают на пункте контроля, усиливают его по мощности, умножают и делят по фазе на два, выделяют гармоническое колебание с частотой ₂, используют его для синхронного детектирования сложного сигнала с фазовой манипуляцией, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему коду М₂ (t), и регистрируют его.

Поставленная задача решена также тем, что предлагаемая система контроля эксплуатации транспортных средств для ремонта городских теплосетей, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, пункт контроля эксплуатации специальных транспортных средств, снабженный антенной, радиоприемником и подключенным к нему компьютером, установленные, по меньшей мере, на одном транспортном средстве антенну, радиопередатчик и последовательно включенные приемник навигационных радиосигналов с антенной, блок обращения к базе данных дорожной сети, вход-выход которого связан с блоком хранения базы данных дорожной сети, и формирователь сообщений, второй вход которого соединен с выходом датчика удара транспортного средства, последовательно подключенные к выходу приемника навигационных радиосигналов блок обращения к базе данных действующих ограничений на движение транспортного средства, вход-выход которого связан с блоком хранения базы данных действующих ограничений на движение транспортного средства, и блок сравнения технических характеристик и параметров движения транспортного средства с действующими ограничениями, второй вход которого соединен с первым выходом запоминающего устройства, а выход подключен к третьему входу формирователя сообщений, отличается от ближайшего аналога тем, что она снабжена на пункте контроля дуплексером и радиопередатчиком, при этом радиоприемник выполнен в виде последовательно подключенных к выходу дуплексера второго усилителя мощности, удвоителя фазы, делителя фазы на два, узкополосного фильтра и фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности, а выход подключен к компьютеру, радиопередатчик выполнен в виде последовательно подключенных к первому выходу компьютера задающего генератора, фазового манипулятора, второй вход которого через формирователь модулирующего кода соединен с вторым выходом компьютера, и первого усилителя мощности, выход которого подключен к дуплексеру, вход-выход которого связан с антенной, на транспортном средстве дуплексером, радиоприемником, преобразователем частоты, формирователем модулирующего кода, вторым блоком сравнения и ключом, при этом радиопередатчик выполнен в виде последовательно подключенных к выходу ключа фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом формирователя сообщений, и второго усилителя мощности, выход которого подключен к дуплексеру, вход-выход которого связан с антенной, радиоприемник выполнен в виде последовательно подключенных к выходу дуплексера первого усилителя мощности, удвоителя фазы, делителя фазы, узкополосного фильтра и фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя мощности, причем к второму выходу запоминающего устройства последовательно подключены формирователь модулирующего кода, второй блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, и ключ, второй вход которого через преобразователь частоты соединен с выходом узкополосного фильтра.

Структурная схема системы, реализующей предлагаемый способ, представлена на фиг.1. Временные диаграммы, поясняющие работу системы, изображены на фиг.2 и 3.

Система содержит пункт 1 контроля на каждом транспортном средстве, подвергаемом контролю с использованием заявляемой системы, аппаратуру 5 транспортного средства.

Пункт 1 контроля содержит компьютер 2, радиоприемник 3, антенну 4 и радиопередатчик 18. Радиоприемник 3 выполнен в виде последовательно подключенных к выходу дуплексера 23 второго усилителя 24 мощности, удвоителя 25 фазы, делителя 26 фазы на два, узкополосного фильтра 27 и фазового детектора 28, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя 24 мощности, а выход подключен к компьютеру 2. Радиопередатчик 18 выполнен в виде последовательно подключенных к первому выходу компьютера 2 задающего генератора 19, фазового манипулятора 21, второй вход которого через формирователь 20 модулирующего кода соединен с вторым выходом компьютера 2, и первый усилитель 22 мощности, выход которого подключен к дуплексеру 23, вход-выход которого связан с антенной 4.

Аппаратура 5 транспортного средства содержит последовательно включенные приемник 6 навигационных радиосигналов с антенной 7, блок 10 обращения к базе данных дорожной сети, вход-выход которого связан с блоком 11 хранения базы данных дорожной сети, формирователь 16 сообщений, второй вход которого соединен с выходом датчика 17 удара транспортного средства, фазовый манипулятор 40, второй усилитель 41 мощности, дуплексер 29, вход-выход которого связан с антенной 9, первый усилитель 31 мощности, удвоитель 32 фазы, делитель 33 фазы на два, узкополосный фильтр 34, фазовый детектор 35, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 31 мощности, второй блок 38 сравнения, второй вход которого через формирователь 37 модулирующего кода соединен с вторым выходом запоминающего устройства 14, и ключ 39, второй вход которого через преобразователь 36 частоты соединен с выходом узкополосного фильтра 34, выход которого подключен к второму входу фазового манипулятора 40, последовательно подключенные к приемнику 6 навигационных радиосигналов блок 12 обращения к базе данных действующих ограничений на движение транспортного средства, вход-выход которого связан с блоком 13 хранения базы данных действующих ограничений на движение транспортного средства, и блок 15 сравнения технических характеристик и параметров движения транспортного средства с действующими ограничениями, второй вход которого соединен с первым выходом запоминающего устройства 14, а выход подключен к третьему входу формирователя 16 сообщений. Фазовый манипулятор 40 и второй усилитель 41 мощности образуют радиопередатчик 8. Первый усилитель 31 мощности, удвоитель 32 фазы, делитель 33 фазы на два, узкополосный фильтр 34 и фазовый детектор 35 образуют радиоприемник 30.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

На пункте 1 контроля выборочно или последовательно осуществляется опрос контролируемых транспортных средств, используемых, например, при устранении дефектов городских теплосетей. С этой целью по команде с компьютера 2 задающим генератором 19 формируется гармоническое колебание (фиг.2, а)

u_c(t)=U_c cos( _ct+ _c), 0 t T_c,

где U_c, _c, _c, T_c - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность гармонического колебания, которое поступает на первый вход фазового манипулятора 21. На второй вход фазового манипулятора 21 подается модулирующий код M ₁(t) (фиг.2,б) с выхода формирователя 20 модулирующего кода, который соответствует номеру опрашиваемого транспортного средства, указанный номер поступает из компьютера 2. При опросе следующих транспортных средств номера и модулирующие коды будут меняться.

На выходе фазового манипулятора 21 образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМН) (фиг.2, в)

u₁(t)U_c cos[ _ct+ _k1(t)+ _c], 0 t T_c,

_{c= 1}

где _k1(t)={0, }-манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M ₁(t) (фиг.2, б), причем _k1(t)=const при k _э<t<(k+1) _э и может измениться скачком при t=k _э, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1,2, , N);

_э, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Т_с (Т_с=N _э).

Данный сигнал после усиления в усилителе 22 мощности поступает через дуплексер 23 в антенну 4, излучается ее в эфир на частоте ₁= _с, улавливается антенной 9 транспортного средства 5 и через дуплексер 29 и усилитель 31 мощности поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 35 и на вход удвоителя 32 фазы.

На выходе удвоителя 32 фазы образуется гармоническое колебание (фиг.2, г)

u₂ (t)=U₂cos(2 _ct+2 _c), 0 t T_c.

где ;

k₁ - коэффициент передачи перемножителя, в котором фазовая манипуляция уже отсутствует, так как 2 _k1(t)={0,2 }.

В качестве удвоителя 32 фазы можно использовать перемножитель, на два входа которого поступает один и тот же ФМН - сигнал u₁(t).

Ширина спектра fс сложного ФМН - сигнала определяется длительностью _э его элементарных посылок

Тогда как ширина спектра f₂ его второй гармоники определяется длительностью сигнала Т_c

Следовательно, при умножении фазы на два широкополосных ФМН-сигнала его спектр сворачивается в N раз

Это обстоятельство позволяет обнаружить и отселектировать широкополосный ФМН - сигнал среди других сигналов и помех.

Гармоническое колебание u₂ (t) (фиг.2, г) с выхода удвоителя 32 фазы поступает на вход делителя 33 фазы на два, на выходе которого образуется гармоническое колебание (фиг.2, д)

u₃(t)=U₃ cos( _ct+ _c), 0 t T_c.

Это колебание выделяется узкополосным фильтром 34, используется в качестве опорного напряжения и поступает на второй (опорный) вход фазового детектора 35 и на вход преобразователя 36 частоты. На выходе фазового детектора 35 образуется низкочастотное напряжение (фиг.2, е)

u_H1(t)=U_H1 cos _k1(t), 0 t T_c.

где ;

K₂ - коэффициент передачи фазового детектора,

пропорциональный модулирующему коду M₁(t) (фиг.2,б). Это напряжение поступает на первый вход блока 38 сравнения, на второй вход которого подается модулирующий код M'₁(t) с выхода формирователя 37 модулирующего кода. Этот код соответствует номеру опрашиваемого транспортного средства, который поступает из запоминающего устройства 14. При равенстве указанных кодов блоком 38 сравнения формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 39 и открывает его. В исходном состоянии ключ 39 всегда закрыт.

Гармоническое колебание u₃(t) (фиг.2, д) с выхода узкополосного фильтра 34 одновременно поступает на вход преобразователя 36 частоты, на выходе которого образуется гармоническое колебание (фиг.3, а)

u₄ (t)=cos( ₂t+ ₂), 0 t T_c.

где ;

К₂ - коэффициент передачи преобразования частоты;

U_г - напряжение гетеродина, входящего в состав преобразователя частоты;

Особенностью запросной системы, с активным ответом является необходимость развязки запросного и ответного сигналов, которая достигается разносом их по частоте. Для исключения связи на гармониках отношение частот ₂ и ₁ ответа и запроса n/m выбирается дробно-рациональным.

При этом гармоническое колебание u₄(t) (фиг.3, а) с выхода преобразователя 36 частоты через открытый ключ 39 поступает на первый вход фазового манипулятора 40.

При установке на транспортное средство аппаратуры 5 транспортного средства в запоминающее устройство 14 записываются данные о типе данного транспортного средства (легковой автомобиль, грузовой автомобиль, автомобиль с прицепом, мотоцикл, трактор, транспортное средство общего пользования или спецавтотранспорт), а также о значениях таких технических характеристик, как его полная масса, фактическая нагрузка на какую-либо ось, габаритная высота, габаритная ширина, габаритная длина и максимальная скорость. В блок 11 хранения базы данных дорожной сети записывается привязанная к геодезическим координатам информация о дорожной сети региона, в котором предполагается использование данного транспортного средства, с учетом адресной привязки. Таким регионом может быть крупный населенный пункт, область, территориальный округ или государство в целом. В блок 13 хранения базы данных действующих ограничений на движение транспортных средств заносится информация о действующих на участках дорожной сети региона в соответствии с типом и техническими характеристиками транспортного средства ограничениях на движение транспортных средств, которые учитывают, например, зоны действия запрещающих дорожных знаков, предписывающих дорожных знаков и горизонтальной дорожной разметки, границы населенных пунктов и расположение участков дорожной сети, на которых запрещена остановка или стоянка транспортного средства.

При выходе транспортного средства на маршрут движения включается аппаратура 5 транспортного средства.

Приемник 6 навигационных радиосигналов с приемной антенной 7 осуществляет прием навигационных сигналов с находящихся в зоне радиовидимости спутников глобальной спутниковой радионавигационной системы, например, «Глонасс» или «Навстар», и в соответствии с известными алгоритмами его функционирования выполняет в реальном масштабе времени определение на их основании текущих значений времени, координат и скорости транспортного средства.

Каждый GPS - спутник излучает на двух частотах ( ₁ =1575 МГц и ₂=12,275 МГц) специальный навигационный сигнал в виде бинарного ФМН - сигнала, манипулированного по фазе на 180° псевдослучайной последовательностью. В сигнале зашифровываются два вида кодов. Один из них - код С/А доступен широкому кругу гражданских потребителей, в том числе и предлагаемой системе. Он позволяет получать лишь приблизительную оценку местоположения транспортного средства, поэтому называется «Грубым» кодом. Передача кода С/А осуществляется на частоте ₁=1575 МГц с использованием фазовой манипуляции сигнала псевдослучайной последовательностью длиной N=1023 символа.

Другой код - Р обеспечивает более точное вычисление координат, но пользоваться им способны не все, доступ к нему ограничивается провайдером услуг GPS («Навстар»).

Полученные текущие значения координат транспортного средства поступают в блок 12 обращения к базе данных действующих ограничений на движение транспортных средств, который в соответствии с их значениями извлекает из блока 13 хранения базы данных действующих ограничений на движение транспортных средств информацию о действующих на данном участке дорожной сети ограничениях на движение транспортных средств в соответствии с типом транспортного средства и его техническими характеристиками и передает ее в блок 15 сравнения технических характеристик и параметров движения транспортного средства с действующими ограничениями. Эта информация о действующих ограничениях относится к транспортным средствам различных типов с различными техническими характеристиками и учитывает, например, зоны действия запрещающих дорожных знаков, предписывающих дорожных знаков и горизонтальной дорожной разметки, границы населенных пунктов и расположение участков дорожной сети, на которых запрещена остановка или стоянка транспортных средств. Блок 15 сравнения выявляет ограничения на движение, действующие по отношению именно к данному транспортному средству данного типа с данными техническими характеристиками.

Одновременно текущие значения времени, координат и скорости транспортного средства с приемника 6 навигационных радиосигналов поступают в блок 15 сравнения, который определяет соответствие типа, технических характеристик и параметров движения данного транспортного средства ограничениям, действующим на данном участке дорожной сети. При этом блок 15 сравнения определяет в соответствии с действующими ограничениями, двигается ли данное транспортное средство данного типа с данными техническими характеристиками по разрешенному для движения таких транспортных средств участку дорожной сети с разрешенной скоростью и в разрешенном направлении, а в случае прекращения движения данного транспортного средства, т.е. при нулевом значении его скорости, на участке дорожной сети, где запрещена остановка или стоянка, соответствует ли время его пребывания в неподвижном состоянии допустимым значениям.

Только в случае какого-либо несоответствия типа, технических характеристик или параметров движения транспортного средства действующим ограничением блок 15 сравнения передает в формирователь 16 сообщений информацию о номере данного транспортного средства, значении текущего времени и характере несоответствия, т.е. о виде нарушения правил дорожного движения, который включает ее в состав формируемого сообщения.

Одновременно блок 10 обращения к базе данных дорожной сети на основании текущих значений координат транспортного средства, поступивших с приемника 6 навигационных радиосигналов, извлекает из блока 11 хранения базы данных дорожной сети информацию о соответствующем данным координатам адресе места допущенного нарушения, например, информацию о названии населенного пункта, названии улицы или проспекта и номере дома, вблизи которого произошло нарушение, и передает эту информацию в формирователь 16 сообщений, который также включает ее в состав формируемого сообщения.

Кроме того, даже при соответствии типа, технических характеристик и параметров движения транспортного средства действующим ограничениям, но в случае срабатывания датчика 17 удара транспортного средства, т.е. в случае возможного возникновения дорожно-транспортного происшествия, по сигналу с датчика 17 удара транспортного средства формирователь 16 сообщений также формирует сообщение, которое содержит информацию о номере данного транспортного средства, текущих значениях времени и параметров его движения, поступившую из блока 15 сравнения, информацию об адресе возможного дорожно-транспортного происшествия, поступившую из блока 10 обращения к базе данных дорожной сети, а также информацию о срабатывании датчика 17 удара транспортного средства.

Сформированное сообщение из формирователя 16 сообщений в виде модулирующего кода M ₂(t) (фиг.3, б) поступает на второй вход фазового манипулятора 40, на выходе которого образуется ФМН-сигнал (фиг.3, в)

u₅(t)=U₄ cos[ ₂t+ _k2(t)+ ₂], 0 t T_c,

который после усиления в усилителе 41 мощности поступает через дуплексер 29 в антенну 9, излучается ее в эфир на частоте ₂, улавливается антенной 4 пункта 1 контроля и через дуплексер 23 и усилитель 24 мощности поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 28 и на вход удвоителя 25 фазы.

На выходе удвоителя 25 фазы образуется гармоническое колебание (фиг.3, г)

u₆ (t)=U₆ cos(2 ₂t+2 ₂), 0 t T_c.

где

в котором фазовая манипуляция уже отсутствует, так как 2 _k2(t)={0,2 }. Это колебание поступает на вход делителя 26 фазы на два, на выходе которого образуется гармоническое колебание (фиг.3, д)

u₇(t)=U₇ cos( ₂t+ ₂), 0 t T_c

Это колебание выделяется узкополосным фильтром 27, используется в качестве опорного напряжения и поступает на второй (опорный) вход фазового детектора 28. На выходе фазового детектора 28 образуется низкочастотное напряжение (фиг.3, е).

u_H(t)=U_H2 cos _k2(t), 0 t T_c.

где

пропорциональное модулирующему коду M ₁(t) (фиг.3, б).

Это напряжение поступает на вход компьютера 2, который обрабатывает принятое сообщение и заносит его в хранящуюся в нем базу данных выявленных нарушений правил дорожного движения.

Вместе с тем, в случае, если принятое сообщение содержит информацию о срабатывании датчика 17 удара транспортного средства, свидетельствующую о возможном дорожно-транспортном происшествии, а также информацию о существенном несоответствии параметров движения транспортного средства действующим ограничениям, например, о длительном его движении со значительным превышением допустимой скорости, представляющем серьезную опасность для других участников дорожного движения, компьютер 2 незамедлительно отображает информацию данного сообщения оператору пункта 1 контроля эксплуатации транспортных средств.

Сведения о нарушениях, собранные в базу данных выявленных нарушений правил дорожного движения, с помощью компьютера 2 могут быть распечатаны на бумажном носителе оператором пункта 1 контроля эксплуатации транспортных средств и в дальнейшем использоваться для привлечения водителей транспортных средств, нарушавших правила дорожного движения, к административной ответственности.

На основе предлагаемой системы ЗАО «Сателлит-СПб» разработан опытный образец, который был использован в Государственном унитарном предприятии «Топливно-энергетический комплекс Санкт-Петербурга» для мониторинга эксплуатации до 200-х единиц спецавтотранспорта при устранении дефектов городских теплосетей Санкт-Петербурга.

На разработанный опытный образец возлагались следующие основные функции:

- централизованный контроль маршрутов движения и стоянок спецавтотранспорта с использованием запросного метода получения пакетов информации о местоположении спецавтотранспорта;

- регистрация адресов обслуженных аварийных объектов;

- контроль длительности работы на аварийных объектах и расходе топлива ремонтными агрегатами спецавтотранспорта;

- сигнализация об аварийных и криминогенных ситуациях;

- контроль работы в аварийной зоне с фиксацией нештатного использования спецавтотранспорта;

- управление эксплуатацией (диспетчирование) спецавтотранспорта. Результаты эксперимента показали отсутствие потерь пакетов информации при мониторинге эксплуатации спецавтотранспорта.

Таким образом, предлагаемые способ и система по сравнению с базовыми объектами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают повышение достоверности передачи пакета информации с контролируемых специальных транспортных средств для ремонта городских теплосетей на пункт контроля эксплуатации транспортных средств. Это достигается за счет использования выборочного или последовательного опроса всех контролируемых транспортных средств, двух частот ₁, ₂ и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.

Особенностью запросной системы с активным ответом является необходимость развязки запросного и ответного сигналов, которая достигается разносом их по частоте. Для исключения связи на гармониках отношение частот ₁, ₂ ответа и запроса n/m выбирается дробно-рациональным.

Поскольку при запросном методе сигналы приемников и передатчиков предлагаемой системы формируются общим задающим генератором 19, то на достоверности передачи информации сказывается лишь уход частоты этого генератора только за время распространения сигнала с пункта 1 контроля до контролируемого транспортного средства и обратно.

Сложные сигналы с фазовой манипуляцией открывают новые возможности в технике передачи сообщений. Указанные сигналы позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.

К числу других проблем, от решения которых в значительной мере зависит дальнейший прогресс средств радиосвязи, следует отнести проблему установления надежной радиосвязи в каналах при наличии многолучевого характера распространения радиоволн. Наличие многолучевого характера распространения радиоволн приводит к искажению принимаемых сигналов, что затрудняет прием и снижает достоверность передачи информации.

Попытки преодолеть вредное влияние многолучевости предпринимаются уже давно. К ним можно отнести разнесенный прием, селекцию сигналов по времени и углу прихода, корректирующее кодирование и некоторые другие методы. Однако все они не дают принципиального решения проблемы

Сложный сигнал с фазовой манипуляцией благодаря своим хорошим корреляционным свойствам может быть «свернут» в узкий импульс, длительность которого обратно пропорциональна используемой ширине полосы частот. Выбирая такую полосу частот, чтобы длительность «свернутого» импульса была меньше времени запаздывания, можно осуществить раздельный прием импульсов, приходящих в точку приема различными путями, а суммируя их энергию, можно, кроме того, повысить помехоустойчивость приема сложных ФМН-сигналов. Тем самым указанная проблема получает принципиальное разрешение.

С точки зрения обнаружения сложные ФМН-сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.

Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМН-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМН-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.

Структурная скрытность сложных ФМН-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМН-сигналов неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.