Московский авиационный институт Научно-исследовательский центр сверхширокополосных технологий МАИ Новиков А.В. Экспериментальное исследование многопозиционной СШП системы для определения координат персонала, находящегося внутри помещения. Научно-технический семинар "Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение людей с.
Download ReportTranscript Московский авиационный институт Научно-исследовательский центр сверхширокополосных технологий МАИ Новиков А.В. Экспериментальное исследование многопозиционной СШП системы для определения координат персонала, находящегося внутри помещения. Научно-технический семинар "Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение людей с.
Slide 1
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 2
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 3
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 4
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 5
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 6
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 7
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 8
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 9
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 10
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 11
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 12
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 13
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 14
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 2
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 3
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 4
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 5
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 6
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 7
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 8
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 9
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 10
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 11
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 12
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 13
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.
Slide 14
Московский авиационный институт
Научно-исследовательский центр сверхширокополосных
технологий МАИ
Новиков А.В.
Экспериментальное
исследование многопозиционной
СШП системы для определения
координат персонала,
находящегося внутри помещения.
Научно-технический семинар
"Подповерхностная радиолокация и дистанционное обнаружение
людей с помощью радиолокационных средств"
Russian UWB Group
http://www.uwbgroup.ru
МГТУ им. Н.Э. Баумана
5 февраля 2009
Задачи системы
•Контроль местоположения персонала (до 200
человек) на предприятии или производстве с
повышенной степенью опасности.
•Мониторинг персонала в помещениях предприятия,
находящихся в зданиях и сооружениях.
•Темп обновления информации о местоположении
каждого сотрудника - пять секунд.
•Среднеквадратическая ошибка определения
местоположения, не более 0,3 м.
Построение системы
Основные проблемы и пути их решения
•Устранение влияния сигналов, переотраженных внутри
помещений, на кодовые сигналы системы.
Использование
сигналов
с
малой
длительностью
(сверхширокополосных сигналов)
•Высокая точность измерения интервалов времени.
Использование время-цифровых преобразователей с предельно
малой ошибкой измерения интервалов времени
•Высокая степень синхронизации между элементами системы.
Схемные и технологические решения, обеспечивающие
необходимую степень синхронизации
•Поддержание стабильного уровня принимаемого сигнала,
независимо от расположения приемников и маячка персонала.
Постоянный автоматический контроль и поддержание
относительного уровня порога в приемных устройствах.
Устранение влияния сигналов,
переотраженных внутри помещений, на
кодовые сигналы системы
Маячок
t
Приемник
Высокая точность измерения интервалов
времени.
TDC-GP1
TDC-GP2
2 (1)
2 (1)
125пс (объединение двух
каналов в один)
250пс (в каждом канале)
65пс (в канале)
65пс (в каждом канале)
87,5пс (0,7*LSB=0,7*125пс)
50пс
Измерительный диапазон:
Диапазон 1
Диапазон 2
3нс – 7,6мкс
60нс – 200мс
3,5нс – 1,8мкс
500нс – 4мс
Количество
регистрируемых событий
для 1-го измерительного
диапазона:
До 8 событий
(4 на канал)
До 8 событий
(4 на канал)
Возможность калибровки:
да
да
~40$
~14$
Количество каналов:
Разрешение по времени
(величина младшего
значащего разряда (LSB)):
работа с 1-м каналом
работа с 2-мя каналами
СКО измерений
Стоимость:
Поддержание стабильного уровня
принимаемого сигнала
Dt
Источник ошибки измерения
связанный с разным моментом
пересечения порога
импульсами с разной
амплитудой
Разносно – дальномерный
(гиперболический) метод
DR12 R1 R2 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x2 ) 2 (Y y2 ) 2 (Z z2 ) 2
DR13 R1 R3 ( X x1 )2 (Y y1 )2 (Z z1 )2 ( X x3 )2 (Y y3 )2 (Z z3 )2
DR14 R1 R4 ( X x1 ) 2 (Y y1 ) 2 (Z z1 ) 2 ( X x4 ) 2 (Y y4 ) 2 (Z z4 ) 2
Где :
DRij
X ,Y , Z
xi , yi , zi
- разность хода до i-го и j-го приемника, которая определяется, как DRij
- координаты маячка в пространстве;
- координаты i-го приемника в том же базисе координат.
D ij c
Проведение эксперимента
Экспериментальное исследование системы
произведено с помощью макета.
Принятые для макета упрощения:
•Макет определяет координаты маячка только в
одном помещении
•Макет работает только с одним маячком
•Маячок макета излучает непрерывную
импульсную последовательность вместо кода
Структурная схема макета.
Приемник
Приемник
Приемник
Приемник
ВЧ -кабель
Stop 1
ВЦП 1
Stop 2
ВЦП 2
Stop 3 , 4
ВЦП 3
Маячок
ВЦП 4
Start
data
МК
Модуль ВЦП
USB
Расположение приемников в помещении.
Внешний вид устройств.
Маячок
Приемник
Модуль ВЦП
Схема эксперимента.
5,5 м
Точки проверки мостоположения радиометки
1
1м
1м
2,75 м
1,
6
м
2,
6
м
м
3м
1,55 м
0,17 м
2,7 м
3,
6
м
Местоположение
приемников
Заключение.
Потенциальная расчетная среднеквадратическая
ошибка определения местоположения маячка в одной
плоскости , составила 5 см.
Экспериментальная среднеквадратическая ошибка
определения местоположения маячка в одной
плоскости 6,9 см.
Проведенные эксперименты показали возможность
создания многопозиционной сверхширокополосной
системы оперативного контроля местоположения
персонала в помещении или здании.