Союз меча и орала - свободное обсуждение прототипа
а что мешает поставить на базовой станции такой же примерно передатчик как и на модели? расстояния то она будет мерить а инфу скидывать на главный комп. тогда их можно просто разнести по углам площадки.
У TDC-GPX разрешение 25 пс.
Лихо!
Остается остается решить вопрос с синхронизацией опорных генераторов (часов) на приемниках\передатчиках.
Микрухи завтра тоже гляну, интересно
например www.galant-e.ru/matrisa/osnownye/…/index.khtml
Остается остается решить вопрос с синхронизацией опорных генераторов (часов) на приемниках\передатчиках
Не надо.
Тот же принцип, что и GPS. Что бы определить координату, надо 3 точки. Нам же надо определить еще время. Значит надо 4 приемника. И все!
то она будет мерить
В том то и дело, что не будет 😃
Если знаешь как сделать ретранслятор - расскажи.
Ну, например.
Ретранслятор не только ретранслирует, но и вставляет свои коды. Базовая станция определяет вначале координаты ретрансляторов. Я, кстати, думал что их ставить по углам площадки.
Проблема. На какой частоте будут передатчики в моделях? На разных? Это что, надо ставить кучу приемников с фиксированными частотами, или постоянно сканировать весь диапазон?
На какой частоте будут передатчики в моделях? На разных?
Я думал и писал, что передатчики будут все на одной Carrier Sequense Multiple Access (CSMA)
Т.е. сигнал разделяется по времени. В такой схеме возможны коллизии, но они разрешимы короткой длинной пакета и математикой (простые числа), которые позволяют нескольким устройствам выбирать интервалы между посылками так, чтобы друг с другом не пересекаться.
Есть, как мне рассказывали, вариант с фазомодулированным (от ID передатчика) сигнала. Тогда все могут вещать одновременно, но на приемной стороне фильтр вычлиняет отдельные сигналы.
Еще человек, с которым я сегодня беседовал, все-таки совтовал делать 2 станции с ФАР (фазированными антенными решетками). Тогда достаточно точно определяются 2 луча на передатчики в моделях и по ним точно вычисляются 3-х мерные координаты.
И этта! Время опрпеделять нафиг не надо. Свое собственное время скажет сам девайс с модели внутри посылки. Это время, и другие параметры можно неторопясь вынуть из пакета и применить чуть позднее.
Существуют еще всякие сложности с отраженными сигналами.
Я пока склоняюсь не к ФАР, а к более простой схеме.
Т.е. сперва надо засекается любой, точнее первый пришедший сигнал, и по разнице времени (раз можем на пикосекунды время мерять) на одной единственной станции определяются координаты излучившего его объекта.
С = 300 000 000 м/с Т.е. за 100 пикосекунд радосигнал преодолевает 0.03 метра. При названной точности преобразователей (они менее чем в 100 пикосекунд), получается, что база между тремя приемными антенами прибора (плоский равносторонний треугольник) всего в один метр, уже обеспечивает нужную точность в 3 см при дистанции в 16.5 метра
Катет = х
Гипотенуза = (х+0.03) ибо разница ловится с точностью 3 см
Противолежащий катет = 1 метр
(х+0.03)^2 = 1^2 +x^2
x^2 + 2*x*0.03 + 0.03^2 = 1 + x^2
x = (1 - 0.03^2) / (2*0.03) = 0.9991 / 0.06
x = 16.6 метра
Пересчитываем для произвольной базы, т.е. вместо 1 ставим в уравнение Y и все становится куда приятнее.
(х+0.03)^2 = y^2 +x^2
x^2 + 2*x*0.03 + 0.03^2 = y^2 + x^2
0.06x = y^2 - 0.0009
y^2 = 0.06x + 0.0009
y = sqrt( 0.06x + 0.0009 )
При желаемом Х в 200 метров, ибо врядли наша площадка будет больше 100-150 метров (а за площадкой нам великая точность не нужна) мы получаем антенную базу в 3.5 метра
(для 100 метров всего 2.5 метра) Я говорил, что просто провода нужны!
Если преобразователь время-цифра точнее, то устройство получается компактнее. Короче, совсем не нужно заморачиваться с растаскиванием куда-то ретрансляторов.
Т.е. мне пока больше нравится идея с одной базовой станцией и антеннами на проводах. Т.е. схема когда мы сперва определяем где же источник радиосигнала, а уж потом разбираем что там пришло в этом радиосигнале. Ловить нужно самую первую фазу пакета, коллизии же определяются по несовпадению контрольной суммы в пакете. Всякие переотражения сигналов (от прочих объектов) становятся не важны, поскольку дистанцию мы сечем в самом начале пакета. Но эти переотражения могут подгатить с демодуляцией пакета. Впрочем, есть способы решения и этих задач.
CSMA при одной частоте хорошо простотой схемы и возможностью выбрать стандартный канал стандартной радиостанции. Т.е. чтоб в индивидуальном порядке можно было использовать прибор и без наземной станции. Например, тупо в режиме высотомера/вариометра.
Т.е. мне пока больше нравится идея с одной базовой станцией и антеннами на проводах.
При желаемом Х в 200 метров, ибо врядли наша площадка будет больше 100-150 метров (а за площадкой нам великая точность не нужна) мы получаем антенную базу в 3.5 метра
Одна пара антенн даёт одно расстояние до маяка.
Чтобы определить положение маяка нужно минимум две пары антенн по диагонали поля (квадратного).
Либо три, расположенных произвольно, но не “в линию”.
“Мне кажется так, а не иначе”
Привет всем!
По долгу службы как раз занимаюсь РЛС коммерческого применения (охрана). И “слегка” в теме вопросов радиолокации и пеленгации, и вот что хочу сказать:
- Точности порядка 10 см добиться не удастся никак, поскольку электормагнитное поле будет тупо искажаться телами на поляне, то есть людьми и самолетами. Точность порядка метра - реально, но уже не достаточно.
- Можно сколько угодно фантазировать на эту тему, но приемлемо по цене это не получится ни как. Только железо наземного комплекта такого пеленгатора будет стоить под 5~10 к. евро, а еще труд программеров и маржа.
Кстати, цены на простейшие радары, которые видят людей на 300 метров, начинаются от полумиллиона рублей, а по конструкции они не сложнее предполагаемого пеленгатора. За “небольшие” АФАры военные платят миллионы долларов.
Одна пара антенн даёт…
Оптический прибор на танке 😃
база между тремя приемными антенами прибора (плоский равносторонний треугольник)
Под плосским подразумевалось то, что он в горизонтальной плоскости. Расчет Вы видели, но не стали вчитываться, хотя там кроме теоремы пифагора (6-7-й класс) ничего не было. Всё, никаких углов площадки нам не нужно. Треугольник заданного размера обеспчечивает нужную преобразователям точность (дельту времен) на нужном расстоянии, при самом худшем случае (шаг влево - шаг вправо). 😃
Сергею (_Sergey_) отвечать очень не хочу, и никому не советую, поскольку это уведёт нас от конструктивизма в решении поставленной задачи.
Чуть выше пропустил
Как сумма вероятностей перешла установленный порог - событие свершилось.
Или встречу неандертальца, или не встречу 😃 С вероятностями все немножко сложней суммы, и обработка событий на модели (со скоростью много-много раз в секунду) имхо будет верней. Но там по любому не сумма вероятностей. Впочем, мы все поняли мысль 😃
Тема чисто теоретическая и от балды безделия или имеющая реальный “выхлоп” ?
А то вот товарищ постом выше отбил все желание дальше читать. (если канешно будет чего)
Чтобы быть чуть-чуть ближе к конкретике, то сперва рисуется проект в целом. Кстати, один без Сергея Тимофеева я бы уже давно завис, а так картинка вырисовывается. После того как стало понятно, что же в целом строится, работа бъется на различные части. Далее части как-то разрешаются. Кстати, финансирование это тоже часть. И можно помогать не только работой, парабеллумами, но еще и деньги вкладывать.
(х+0.03)^2 = 1^2 +x^2 x^2 + 2*x*0.03 + 0.03^2 = 1 + x^2 x = (1 - 0.03^2) / (2*0.03) = 0.9991 / 0.06 x = 16.6 метра
Кроме wws кто-нибудь понял, что тут написано? 😦
Мне кажется, что путаются мухи с котлетами. 😦
Под плосским подразумевалось то, что он в горизонтальной плоскости. Расчет Вы видели, но не стали вчитываться, хотя там кроме теоремы пифагора (6-7-й класс) ничего не было.
Не вникал.
Но пришлось.
Рассмотрим для простоты осесимметричную картинку.
Считаем разность хода для двух лучей.
С геометрией у вас нелады.
Пусть А, В, С - антены. между ними (не будем экономить 😃) по 10 метров.
D - модель, М - середина стороны АС.
МD = 100 метров. Для АD калькулятор винды даёт - 100,129421… метра.
Пусть модель упала на 1 метр дальше - МЕ = 101 метр.
Для АЕ калькулятор винды даёт - 101,12368… метра
ИТОГО: изменение разности хода сигнала до двух приёмников – (АD-BD) и (АЕ - ВЕ) составляет менее 6-ти миллиметров.
Согласитесь, даже для такой базы, это - далеко не 3 сантиметра.
Мне кажется, что путаются мухи с котлетами.
Да.
Сорри! Я думал что всё очевидно.
Имеемвоображаемый прямоугольный треугольник с базой-катетом между двумя (из трёх) приемными антеннами. В первом расчёте эта база - катет = 1 метру, во втором - просто “y”. Самый-самый сложный случай для определения точного расстояния до севшего самолета - третей вершины треугольника, это когда самолет сел на траверзе базы. Т.е. тряугольник становится прямоугольным. Одна сторона это база, от базы прямой угол до самолета. Тогда дистанция от самолета до дргой базы - будет гипотенуза. При разрешающей способности аппаратуры отличить 0.03 метра в длинах гипотенузы и длинного катета, максимальное растояние до самолета высчитывается как написано выше. Всё, что дальше находится за предлами аппаратной возможности отличить длину катета от длины гипотенузы (будет одинаковая длина). Всё, что ближе - будет оличаться лучше. Чем ближе - тем выше точность. Все, что находится на расстоянии как у этого высчитанного длинного катета, находится на окружности, но аппаратура при указанной разрешающей способности в 0.03 метра, может отличить, не уехала ли точка по окружности на расстояние большее, чем база (короткий катет).
Да у меня расчёт чуть загрублен. Можете пересчитать точно. Но вывод от этого координально не изменится - разносить антенны на расстояние свыше 10 метров - точно нет никакой необходимости. А уж тем более по углам стартовой пощадки.
Для АD калькулятор винды даёт - 100,129421… метра.
Считайте треугольник ABD и будет вам счастье.
P.S.
Я писал этот пост до того, как Александр выложил картинку. Это же довольно просто, что зная расстояния AD и BD можно вычислить две точки на плоскости, где может находится D (триангуляция). Эта методика работает только при достаточной длине стороны равностороннего опороного треугольника, достаточной точности, и удаленни точки D, как функции от AB, разрешения системы и требуемой точности - здесь DE, но вообще это окружность в точке D, с радиусом DE
А уж тем более по углам стартовой пощадки.
Разнос по углам позволяет обойтись двумя станциями.
Допишу позже.
Я не спорю, что можно и двумя, если по углам и не хочется знать где там летает модель… Но ведь можно и вообще одним компактно расположенным комплектом аппаратуры.
Для вашего рисунка при
заданном AB = 10 м
и нужном нам BD = 150 м
AD считается как кв. корень из суммы двух квадратов
AD = sqrt ( (BD +MB-)^2 + AM^2 ) = sqrt ( (BD + AB*(sqrt(3)/2) ) ^2 + AM^2 ) = sqrt( (150 + 10*(sqrt(3)/2))^2 + 25) = 158.74 метра
Двигать точку E на вправо от D смысла нет - слишком просто. А вот расположить её на 1 метр строго над D - уже интересно
BE окажется те же = 150 метров
AE окажется = sqrt ( MD^2 + (AM-1)^2 ) = 158.71 метров
AD - AE = те самые 3 сантиметра. Это уже точный расчёт, для не самого точного оборудования (100 пикасекунд). Т.е. чтобы получить для данных Александром условий точность в 1 метр, а нам вроде больше и не надо (может даже поменьше) на дистанции в 150 метров, вполне достаточно обозначенной им базы в 10 метров. Т.е. тупо проводами без ретрансляторов.
Это же довольно просто, что зная расстояния AD и BD можно вычислить две точки на плоскости, где может находится D (триангуляция).
“Сорри! Я думал что всё очевидно.”
😉
Вы НЕ можете измерить расстояния АD и ВD в такой постановке задачи.
Поскольку вы отказались от синхронизации часов маяка и приёмников вы можете мерять ТОЛЬКО РАЗНОСТЬ времени прихода сигнала к антеннам А и В. И уже на базе разностей считать расстояния.
А вот эта РАЗНОСТЬ составляет менее 6 мм при изменении положения планера плюс\минус 1 метр.
Я не говорил про отказ от времени! Я говорил про то, что синхронизация часов на модели не нужна, поскольку девайсы сами говорят свое время. Это время не нужно ни счем синхронизировать. Его нужно тупо один раз послушать и запомнить в базовой станции. Проще всего это сделать пока модели зоне хранения - на земле у судейской палатки.
Так дешевле. Это Сергей предлагал 4-й измеритель, чтоб без часов (хотя в GPS-е относительное время идет в составе данных пакета, т.е. как я предлагаю сделать у нас). Мне больше с часиками нравится, они все равно есть. Но специально лезть в эти часики не надо, пусть идут как идут. Кварцы, слава богу, пока еще достаточно точно, для наших целей, делают.
Я говорил про то, что синхронизация часов на модели не нужна, поскольку девайсы сами говорят свое время
Это вам не поможет.
Предложенной выше микросхеме требуются два импульса – старт и стоп.
Стоп у вас есть - приход импульса с маяка, а где старт?
Кварцы, слава богу, пока еще достаточно точно, для наших целей, делают.
Я уж не говорю о точности бортовых часов. Там же не рубидиевый стандарт?
Не следил за достижениями в этой области, но помнится стабильность нетермостатированного пьезорезонатора порядка 10Е-6.
Стало быть за время полёта, скажем 100 секунд, уход может составить 10Е-4 то есть 100 микросекунд. На этом фоне пикосекунды мерять бессмысленно.
☕
Так дешевле. Это Сергей предлагал 4-й измеритель, чтоб без часов (хотя в GPS-е относительное время идет в составе данных пакета, т.е. как я предлагаю сделать у нас). Мне больше с часиками нравится, они все равно есть. Но специально лезть в эти часики не надо, пусть идут как идут. Кварцы, слава богу, пока еще достаточно точно, для наших целей, делают.
В GPS приемнике не смогли добиться необходимой точности. Речь идет о пс (пикосекундах). И нам не надо напрягаться. Не запомнить время с такой точностью. Намного проще считать “относительное время” четырьмя измерителями.
А бдлин, точно про кварцы то… То что в повседневной жизни кажется “точным”, для скоростей света оказывается совсем не точным 😦
Видимо нужен 4-й измеритель, правда для меня пока неочевидна методика. Сергей - поясни плиз
P.S.
По поводу того, что у меня нет старт импульса - да. Тогда стартимпульсом становится первый пришедший на любую из трех антенн. Все действительно выраждается в разность. НО! Не забываем о третей точке. Думаю она поможет не только уточнить где у нас точка пересечения окружностей от циркулей, но и даст ту самую недостающую абстолютную составляющую. Сейчас уже башка не варит (37 температура), но чутье мне подсказывает что все там и при 3-х точках нормально (если самолет далеко, то относительная разница в приходе сигналов на все три антенны маленькая, если близко - большая, а это и есть функция расстояния до цели)
И всем до завтра
Видимо нужен 4-й измеритель, правда для меня пока неочевидна методика. Сергей - поясни плиз
Для определения местоположения на плоскости достаточно поймать сигналы от двух спутников и построить две пересекающиеся прямые. Однако на практике точность такого метода была бы недостаточной из-за наличия ошибки часов приемника. Дело в том, что спутники, находящиеся на орбите, имеют на борту очень точные и, естественно, дорогостоящие атомные часы. Что же касается GPS-приемников, особенно бытовых, то использование таких часов было бы неоправдано в смысле габаритов и стоимости. Это было одной из серьезных проблем, с которыми столкнулись разработчики - ведь неточность хода часов всего в одну тысячную секунды приводила бы к ошибке более 250 км! Для решения этой проблемы и для возможности использования в GPS-приемниках обычных кварцевых часов (аналогичных тем, которые используются в быту) было предложено использовать не два, а три реперных ориентира, т.е. три пересекающиеся прямые. Как же это работает?
Предположим, что часы GPS-радиоприемника немного спешат, т.е. измеренное время прохождения радиоволн будет больше реального. Это означает, что обе расчитанные линии, и, следовательно, точка их пересечения будут находиться на большем расстоянии от ориентиров (спутников), чем на самом деле. Если же часы отстают, то точка пересечения переместится ближе к спутникам. Возмем теперь третий ориентир (спутник). Легко видеть, что пересечение трех линий даст нам треугольник, размеры и положение которого могут меняться в зависимости от хода часов. Если же в качестве искомого местоположения взять геометрический центр треугольника, то его смещение будет достаточно мало, особенно если третий спутник расположен в противоположном от наблюдателя направлении. Более того, учитывая, что неточность часов для всех трех сигналов будет практически одинаковой, можно автоматически подобрать такую величину коррекции, которая обеспечит пересечение всех трех линий в одной искомой точке.
Точность системы
Учитывая вышесказанное, мы видим, что для устранения нестабильности хода часов приемника и определения точного местоположения в двумерном пространстве (т.е. по широте и долготе) нам необходимо получить сигналы мимнимум от 3-х спутников. К счастью, сегодня количество GPS-спутников достаточно велико даже для того, чтобы в любой точке земного шара определить не только двумерные, но и трехмерные координаты - широту, долготу и высоту над уровнем моря. Для этого нужно получать сигналы минимум от 4-х спутников.
😃
первый пришедший на любую из трех антенн. Все действительно выраждается в разность. НО! Не забываем о третей точке.
Я специально нарисовал вариант, когда третья точка “не работает”
Антенна С даст ту же РАЗНОСТЬ с В, что и антенна А.
Дело в том, что спутники, находящиеся на орбите, имеют на борту очень точные и, естественно, дорогостоящие атомные часы. Что же касается GPS-приемников, особенно бытовых, то использование таких часов было бы неоправдано в смысле габаритов и стоимости. Это было одной из серьезных проблем, с которыми столкнулись разработчики -
В нашем случае точных часов нет нигде: ни на приёмнике, ни на передатчике.
Слегка (возможно?) облегчит жизнь то, что приёмники могут синхронизоваться по кабелю.
Но … фронты импульсов синхронизации должны быть очень крутыми - единицы пикосекунд.
(это, кстати, касается и передачи импульсов с одного приёмника на другой для организации старт-стопного режима измерения разностей)
Это соответствует частотам в сотни ГГц, соответственно кабели и прочая электроника. 😊
Но … фронты импульсов синхронизации должны быть очень крутыми - единицы пикосекунд. (это, кстати, касается и передачи импульсов с одного приёмника на другой для организации старт-стопного режима измерения разностей) Это соответствует частотам в сотни ГГц, соответственно кабели и прочая электроника.
Это следующая проблема. не так быстро и не все сразу. Мы еще с расположением приемников не разобрались. Сейчас мелких уложу и наваяю.
Привет еще раз!
В бытность разрабатывал в составе группы подобную систему пеленгации.
Были потрачены огромные, в понимании спортсменов-энтузиастов, средства. Пятеро человек плотно трудились год.
На выходе получили макет, который был далек от серийного производства и давал точность ~5 метров.
Ваши рассуждения мне кажутся просто смешными фантазиями.
Извините за неконструтив, но лучше этот разговор завершить, или переключиться на обсуждение чего-нибудь более реального.
Тему автоматического позиционирования модели оставить за бортом, ну или искать альтернативы радиопеленгации.
Если хотите просто, от скуки и межсезонья, --попи…-- поговорить о радиопеленгации и радиолокации - готов ответить на любые вопросы. Применения в моделизме это не найдет в ближайшей перспективе из-за дороговизны.
Более того, само применение системы автоматизированного контроля на соревнованиях выше местных, под большим вопросом, поскольку начнутся бесконечные споры и протесты по поводу показаний такой системы. Посему, считаю тему бесперспективной.
от скуки и межсезонья, --попи…-- поговорить
Ну… Мой статус в этой теме пока именно такой 😃
Давайте рассматривать эту дискуссию, как расширения кругозора. 😃
Я с удовольствием послушаю мнение профессионала. Только давайте не обо всем сразу. И не в неготивных цветах. 😃
Сейчас первый вопрос: сколько приемников и как их располагать. … или есть более простые методы по сравнением с предложенным?
Взял Corel
масштаб в 100 раз. 1м->1см.
Дальше я привожу все размеры на рисунке в см, а в расчетах wws те же самые цифры в метрах.
|AB|=|AC|=|BC|=1
|BD|=16
При помощи окружностей с центром D, измерил расстояния
|AD|=15,1422
|BD|=16,0000
|CD|=16,0312
Если принять разрешение 0.03, получаем
[AD] - 504,74 уе 😃
[BD] - 533,33
[CD] - 534,37
Кривых байтов не бывает, поэтому измеренное расстояние лежит между:
|AD|=15,12-15,15 - зеленый
|BD|=15,99-16,02 - красный
|CD|=16,02-16,05 - желтый
Провел окружности соответствующих цветов.
Нашел область пересечения трех колец (синяя)
Это и есть погрешность измерения.
Ее “длина” - 0,9541. И совсем не 0,03. 😦
Очень похоже на то, что если бы я взял расстояние до точки D, как рассчитал wws - 16,652, то погрешность будет равна расстоянию между приемниками.
Вывод: приемники должны стоять на углах полетной зоны.