Исследование методов повышения точности определения местоположения источников радиоизлучений в системах мобильной связи (90,00 руб.)

Стр.4

Стр.5

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Развитие телекоммуникационных технологий предопределило внедрение систем связи с подвижными объектами (ССПО) во многие сферы деятельности человека. На основании действующего законодательства [Л1] ряду министерств и ведомств разрешено добывание информации из технических средств связи в процессе ведения оперативно-розыскных мероприятий (ОРМ). Рост числа аварий и катастроф различного характера с тяжелыми последствиями - гибелью людей, потерями материальных ценностей, ухудшением экологической обстановки - сегодняшняя реальность. Эксперты Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) считают, что спасение человека, получившего травму, на 60-70% определяет то, как быстро ему оказана помощь. Возможность оперативного и точного местоопределения (МО) объекта могла бы упростить эту задачу. Возрастание роли информации о местоположении источников радиоизлучений (ИРИ) в общем объеме задач управления радиочастотным спектром и получения оперативной информации подтверждают необходимость проведения анализа возможности использования существующих систем МО в данных условиях. На данный момент разработано достаточно большое число систем позиционирования [Л2], однако все они требуют изменения и дооснащения как базовых станций (БС), так и мобильных станций (МС) и зачастую оказываются неприменимы для нужд ОРМ. Имеется возможность реализации систем позиционирования, основанных на классических методах радиопеленгации – угломерном, дальномерном, разностно-дальномерном и т.д. Однако эти методы являются малоэффективными (имеют большую погрешность) в условиях плотной городской застройки. Поэтому актуальным остается вопрос исследования методов повышения точности местоопределения источников радиоизлучений в сетях мобильной связи. Целью диссертационной работы является исследование возможных путей повышения точности МО в системах мобильной связи классическими методами радиопеленгации: угломерным и дальномерным в условиях воздействия многолучевости, а также минимизация погрешностей, обусловленных особенностями применяемых методов МО. В частности, предлагается повышать точность позиционирования за счет использования высокоподнятой приемной антенны. Под высокоподнятой антенной (ВПА) понимается антенная система, поднятая на высоту, много большую, чем высота городской застройки. Такую систему можно реализовать с помощью привязного аэростата, аэрозонда или высотного дирижабля. Погрешность определения азимутов при использовании угломерного метода МО предлагается уменьшать применением адаптивных сферических антенных решеток. Ошибку временной синхронизации при использовании 4

Стр.4

дальномерного метода предлагается оценивать и минимизировать с помощью фильтра Калмана. Основные задачи работы: - исследование и оценка точностных характеристик технологии МО с ВПА в городских условиях; - исследование основных параметров системы с ВПА на основе аэростатной технологии; - имитационное моделирование работы системы МО с ВПА в условиях плотной городской застройки; - исследование возможных вариантов минимизации погрешностей, обусловленных особенностями применяемых методов МО; - разработка структурной схемы системы МО с ВПА. В работе использованы положения теории распространения радиоволн, математический аппарат теории вероятности и математической статистики, матричного анализа, аналитической геометрии, цифровой обработки сигналов, теории систем автоматического управления в пространстве состояний. Научная новизна работы заключается в следующем: 1. Предложен вариант построения системы МО ИРИ в сетях мобильной связи с высокой точностью позиционирования в условиях плотной городской застройки. 2. Получена цифровая реализация модели многолучевого распространения радиоволн системы GSM. 3. Обоснован выбор конструкции антенных систем и адаптивных алгоритмов обработки сигналов применительно к задаче МО угломерным методом позиционирования. 4. Предложен вариант повышения точности МО для дальномерного метода позиционирования с использованием фильтра Калмана. Обоснованность и достоверность результатов подтверждается следующим: - для оценки точностных характеристик системы МО с ВПА использованы известные статистические модели городской застройки, произведено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными, полученными различными исследователями [Л3]; - при разработке системы МО применялось имитационное моделирование и производилось сравнение отдельных результатов с данными, приведенными в литературе. Основные научные результаты, выводы, а также алгоритмы и программы имитационного моделирования получены и сформулированы автором впервые и лично. Практическая ценность работы заключается в следующем: - предложенный вариант построения системы МО позволяет высокоточно определять местоположение источников радиоизлучений в условиях плотной городской застройки; - разработанный автором программный продукт позволяет оценивать эффективность работы системы МО в реальных условиях на этапе ее проектирования; 5

Стр.5