|
Радиодальномер высокой точности, Возможно ли? |
|
|
|
Jun 25 2010, 08:54
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 775
Регистрация: 11-05-05
Пользователь №: 4 913

|
Цитата(samurad @ Jun 25 2010, 12:22)  1) Для измерения с точностью 1 мм нужен сигнал длиной волны короче 10 мм, т.е. с несущей от 30 ГГц и выше. 4) Сильное затухание мм-волн (71 дБ в вакууме для 10-мм волны на расстоянии 3 м, 77 дБ - 6 м) и запас энергетики для борьбы с отражениями потребует передатчика на 10х а то и 100х Вт, а, как известно, мозги "варятся" в СВЧ на 500 Вт за несколько секунд, так что присутсвие живых организмов придется исключить. Не могу согласиться. По1. Используя расширение базы сигнала за счет кодировки (ПСП) Вы ведь можете позиционироваться используя длины волн бОльшие чем потребное разрешение по дальности. Видеосигнал является таким же расширением базы, поэтому усредняясь по фронту видеосигнала можно, в принципе, получАть неограниченную точность, если позволяют технические средства обработки и их апертурная неопределенность. В более раннем посте я приводил пример конкретно существующего устройства позволяющего на частоте видеоимпульсов 10ГГц получать точность позиционирования (по крайней мере относительную) - 0.1-0.2 мм. Где то в архиве у меня есть ссылка, найду - сброшу в тему. По 4. В устройстве, на которое я ссылаюсь, используется энергетика на уровне микроватт по средней мощности для базы в 300-400 мм. Для 3м можно ожидать среднюю мощность на уровне милливат.
|
|
|
|
|
Jun 25 2010, 10:59
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 315
Регистрация: 5-05-08
Из: Kursk
Пользователь №: 37 282

|
samurad: 1) Для измерения с точностью 1 мм нужен сигнал длиной волны короче 10 мм, т.е. с несущей от 30 ГГц и выше.-совершенно верно. 2) Такие сигналы распространяются почти как оптические, т.е. даже авторучки будут отражать, а люди и другие поглощающие объекты гасить полезную энергию.-это лечится остро направленными антеннами,выбором оптимальной частоты и обработкой . 3) Даже в пустом помещении 3х3 м с обычными стенами (т.е. из отражающего материала) имеется 3e3^2*6=54e6 потенциальных точечных отражателей при использовании изотропной антенны и шага разрешения 1 мм. Разделить такое количество помех очень непросто даже с ресурсом РЛС.-тут вы сами себепротиворечите согласно пункту 4 при правильном выборе мощности сигнал как в человеке так и в стене затухнет.Так как при данной частоте 61 ггц она хорошо поглощается живыми телами (так как они с водой)стенами оштукатуренными,или пластмассовыми.Отражение будет если будут метталические стены. 4) Сильное затухание мм-волн (71 дБ в вакууме для 10-мм волны на расстоянии 3 м, 77 дБ - 6 м) и запас энергетики для борьбы с отражениями потребует передатчика на 10х а то и 100х Вт,- из какой книжки списали а, как известно, мозги "варятся" в СВЧ на 500 Вт за несколько секунд, так что присутсвие живых организмов придется исключить. В диапазоне миллиметровых волн существуют окна прозрачности,а 10мм это почти полное поглощение резонанс . И как же у нас тогда РЛС головок самонаведения на работают в миллиметровом диапазоне ,на авиационных ракетах при мощностях в десятки ватт,хотя да они ж не в ваккуме да и не с такими термоядерными мощностями которые вы посчитали.Умножьте расстояние на ваше затухание и получите для 5км мегаватт -с ним уж точно сваришся заживо. Видимо вы чего то напутали в вычислениях,сам настраивал датчики периметра,там мощность 100 млвт при дальности на 5км,и работают в дождь и снег вот где затухание! А после того как подержали ноги в луче датчика ,у моих коллег перестали болеть суставы,а вам вредно А перенос вычислителя с мобильного маяка на стационарный компьютер передача "сырых" относительных измерений с маяка на единый стационарный вычислитель (как в AGPS) может приблизить к практическому решению такого позиционирования, возможно даже за несколько секунд.-это то же что я и предлагал.
--------------------
"Если я в чем-то сомневаюсь, я возвращаюсь к началу"
|
|
|
|
|
Jun 25 2010, 11:22
|
Группа: Участник
Сообщений: 4
Регистрация: 23-06-10
Пользователь №: 58 096

|
Цитата(samurad @ Jun 25 2010, 11:22)  3) Даже в пустом помещении 3х3 м с обычными стенами (т.е. из отражающего материала) имеется 3e3^2*6=54e6 потенциальных точечных отражателей при использовании изотропной антенны и шага разрешения 1 мм. Разделить такое количество помех очень непросто даже с ресурсом РЛС.
Комбинация методов (инерциалка, радио, ИК, лазер, фото и т.п.), перенос вычислителя с мобильного маяка на стационарный компьютер, установка 4+ стационарных передатчиков с высокостабильними засинхронизированными генераторами, передающими сигнал с периодом больше 6 м и установка приемника этих сигналов на маяк, передача "сырых" относительных измерений с маяка на единый стационарный вычислитель (как в AGPS) может приблизить к практическому решению такого позиционирования, возможно даже за несколько секунд. 3х3 м не имеется ввиду замкнутое помещение. Я просто ограничил территорию. Комбинация методов будет наверное сложноватой в реализации. Плюс большое количество информации может замедлить отклик, что недопустимо.
|
|
|
|
|
Jun 26 2010, 08:14
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 121
Регистрация: 9-05-08
Из: Япония
Пользователь №: 37 385

|
Цитата(blackfin @ Jun 25 2010, 12:32)  Что-то не слыхал о затухании эл. волн вакууме.. Наверное опять Мировая Закулиса что-то скрывает.. А о затухании мощности в точке приема изотропного излучателя в свободном пространстве какие-то новости до вашего хутора доходили?  Цитата(asdf @ Jun 25 2010, 12:54)  Не могу согласиться. По1. Используя расширение базы сигнала за счет кодировки (ПСП) Вы ведь можете позиционироваться используя длины волн бОльшие чем потребное разрешение по дальности. Видеосигнал является таким же расширением базы, поэтому усредняясь по фронту видеосигнала можно, в принципе, получАть неограниченную точность, если позволяют технические средства обработки и их апертурная неопределенность. Взаимно не могу согласиться. Расширение базы сигнала происходит не за счет кодировки (ПСП), а за счет увеличения полосы передаваемого сигнала более чем требуется для передачи информации. Цитата(asdf @ Jun 25 2010, 12:54)  В более раннем посте я приводил пример конкретно существующего устройства позволяющего на частоте видеоимпульсов 10ГГц получать точность позиционирования (по крайней мере относительную) - 0.1-0.2 мм. Где то в архиве у меня есть ссылка, найду - сброшу в тему.
По 4. В устройстве, на которое я ссылаюсь, используется энергетика на уровне микроватт по средней мощности для базы в 300-400 мм. Для 3м можно ожидать среднюю мощность на уровне милливат. Мало верится, по крайней мере не в динамике, но все-равно было бы интересно посмотреть даташит.
|
|
|
|
|
Jun 26 2010, 09:31
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 775
Регистрация: 11-05-05
Пользователь №: 4 913

|
Цитата(samurad @ Jun 26 2010, 12:14)  Взаимно не могу согласиться. Расширение базы сигнала происходит не за счет кодировки (ПСП), а за счет увеличения полосы передаваемого сигнала более чем требуется для передачи информации. Мало верится, по крайней мере не в динамике, но все-равно было бы интересно посмотреть даташит. Про некорректность формулировки согласен, но суть от этого не изменяется. Самый известный пример использования сигналов с большой базой - GPS, при длине волны порядка 20см точность позиционирования с дифстанциями - лучше 1см. Другое дело, что применить этот метод для получения точности в 1мм будет сложно (с смысле - очень дорого), а вот применение UWB, в частности видеоимпульсов, намного проще и реальнее.
|
|
|
|
|
Jun 26 2010, 11:10
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 121
Регистрация: 9-05-08
Из: Япония
Пользователь №: 37 385

|
Verifi: Цитата(Verifi @ Jun 25 2010, 14:59)  samurad: 1) Для измерения с точностью 1 мм нужен сигнал длиной волны короче 10 мм, т.е. с несущей от 30 ГГц и выше. -совершенно верно. 2) Такие сигналы распространяются почти как оптические, т.е. даже авторучки будут отражать, а люди и другие поглощающие объекты гасить полезную энергию. -это лечится остро направленными антеннами,выбором оптимальной частоты и обработкой . - остро направленные антенны отличаются большими размерами, что мало согласуется с заданной точностью 1 мм 3) Даже в пустом помещении 3х3 м с обычными стенами (т.е. из отражающего материала) имеется 3e3^2*6=54e6 потенциальных точечных отражателей при использовании изотропной антенны и шага разрешения 1 мм. Разделить такое количество помех очень непросто даже с ресурсом РЛС. -тут вы сами себепротиворечите согласно пункту 4 при правильном выборе мощности сигнал как в человеке так и в стене затухнет.Так как при данной частоте 61 ггц она хорошо поглощается живыми телами (так как они с водой)стенами оштукатуренными,или пластмассовыми.Отражение будет если будут метталические стены. - каждый отраженный сигнал будет сильно ослаблен, но сумма большого числа слабых может сложиться в величину сравнимую с мощностью полезного прямого сигнала. мое предположение было об офисном помещении, а такие часто имеют много металла в стенах, полах и потолках (провода, несущие, трубы и т.д.) 4) Сильное затухание мм-волн (71 дБ в вакууме для 10-мм волны на расстоянии 3 м, 77 дБ - 6 м) и запас энергетики для борьбы с отражениями потребует передатчика на 10х а то и 100х Вт,- из какой книжки списали а, как известно, мозги "варятся" в СВЧ на 500 Вт за несколько секунд, так что присутсвие живых организмов придется исключить. -В диапазоне миллиметровых волн существуют окна прозрачности,а 10мм это почти полное поглощение резонанс . И как же у нас тогда РЛС головок самонаведения на работают в миллиметровом диапазоне ,на авиационных ракетах при мощностях в десятки ватт,хотя да они ж не в ваккуме да и не с такими термоядерными мощностями которые вы посчитали.Умножьте расстояние на ваше затухание и получите для 5км мегаватт -с ним уж точно сваришся заживо. Видимо вы чего то напутали в вычислениях,сам настраивал датчики периметра,там мощность 100 млвт при дальности на 5км,и работают в дождь и снег вот где затухание! А после того как подержали ноги в луче датчика ,у моих коллег перестали болеть суставы,а вам вредно - со 100 Вт я погорячился. А перенос вычислителя с мобильного маяка на стационарный компьютер передача "сырых" относительных измерений с маяка на единый стационарный вычислитель (как в AGPS) может приблизить к практическому решению такого позиционирования, возможно даже за несколько секунд. -это то же что я и предлагал.
|
|
|
|
|
Jun 26 2010, 12:27
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 121
Регистрация: 9-05-08
Из: Япония
Пользователь №: 37 385

|
Цитата(asdf @ Jun 26 2010, 13:31)  Самый известный пример использования сигналов с большой базой - GPS, при длине волны порядка 20см точность позиционирования с дифстанциями - лучше 1см. С RTK не путаете? Обычные коммерческие GPS приемники со стандартными (открытыми) дифпоправками дают ошибку позиционирования 0.5 - 1 м RMS (с надежностью 50%) и то в хороших условиях приема с малой многолучевостью. Дорогостоящие GPS приемники с коммерческими дифпоправками вкл. высокоточные эфемериды - 10 см RMS. Вот RTK может дать относительную ошибку в 1 мм, но это в стационарном режиме, в хороших условиях и большой ценой (высокостабилные рубидиевые генераторы, точнейшая калибровка, и т.д.). Цитата(asdf @ Jun 26 2010, 13:31)  Другое дело, что применить этот метод для получения точности в 1мм будет сложно (с смысле - очень дорого), а вот применение UWB, в частности видеоимпульсов, намного проще и реальнее. Даташит в студию!
|
|
|
|
|
Jun 26 2010, 14:47
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 106
Регистрация: 18-04-05
Пользователь №: 4 261

|
Цитата(samurad @ Jun 26 2010, 12:14)  А о затухании мощности в точке приема изотропного излучателя в свободном пространстве какие-то новости до вашего хутора доходили?  Так пользуйтесь общепринятой инженерной терминологий, тогда и вопросов не возникнет. Затухание в электродинамике вообще и в радиотехнике в частности принято связывать с диссипативными процессами в системе. Уменьшение мощности эл. волны в точке приема, о которой Вы так образно выразились, связано отнюдь не с затуханием эл. волны в вакууме, а с расходимостью излучения Вашего изотропного источника. Иначе говоря, Диаграмма Направленности (ДН) Вашего изотропного источника не зависит от углов и тождественно равна единице. Для источника эл. волны с другой диаграммой направленности мощность эл. волны в точке приема будет другой, но это, опять же, не связано с затуханием волны. Это связано с тем, что поток эл. волны перераспределен в пространстве таким образом, что бОльшая или мЕньшая его часть попадает в апертуру антенны Вашего приемника.
|
|
|
|
|
Jun 26 2010, 20:19
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 775
Регистрация: 11-05-05
Пользователь №: 4 913

|
Цитата(samurad @ Jun 26 2010, 16:27)  С RTK не путаете?
Даташит в студию! Нет, посмотрите диф. станции например Trimble Nav. Даже более того, я тут подумал Вы будете возражать по поводу использования в качестве сравнения несущей частоты (~1500МГц), а не символьной (1 или 10МГц), что более правильно. Кстати, с центральной частотой ошибся, даже не 10, а 5.8 ГГц  Прошу прощения за небольшие неточности по параметрам допущенные ранее, писАл по памяти. А уже из своего опыта - на 5.8ГГц на площадке 100*100 м точность локального позиционирования порядка 5см, правда стоимость комплекта высокая. Сейчас работаем (в фоновом режиме) над снижением ее в 2-3 раза.
Прикрепленные файлы
RLS_1.pdf ( 271.87 килобайт )
Кол-во скачиваний: 594
|
|
|
|
|
Jul 1 2010, 06:52
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 121
Регистрация: 9-05-08
Из: Япония
Пользователь №: 37 385

|
Цитата(asdf @ Jun 26 2010, 23:19)  Нет, посмотрите диф. станции например Trimble Nav. Даже более того, я тут подумал Вы будете возражать по поводу использования в качестве сравнения несущей частоты (~1500МГц), а не символьной (1 или 10МГц), что более правильно. Кстати, с центральной частотой ошибся, даже не 10, а 5.8 ГГц  Прошу прощения за небольшие неточности по параметрам допущенные ранее, писАл по памяти. А уже из своего опыта - на 5.8ГГц на площадке 100*100 м точность локального позиционирования порядка 5см, правда стоимость комплекта высокая. Сейчас работаем (в фоновом режиме) над снижением ее в 2-3 раза. С дифф. станциями и не только от Trimble знаком, и они бывают разные. Нельзя ли уточнить модель или класс устройства? Спасибо за даташит, прочитал. Интересная техника. Правда, там условия существенно ограничены по динамике объекта, по однородности среды распространения и по геометрическому фактору, что существенно снижает сложность локации и увеличивает потенциальную точность местоопределения. Точность 5см у вас на плоскости 100*100 м (не объем)? С какой вероятностью? Какая минимальная временная задержка между измерениями? Какая примерная стоимость комплекта, если не секрет? Цитата(blackfin @ Jun 26 2010, 17:47)  Так пользуйтесь общепринятой инженерной терминологий, тогда и вопросов не возникнет. Затухание в электродинамике вообще и в радиотехнике в частности принято связывать с диссипативными процессами в системе. Уменьшение мощности эл. волны в точке приема, о которой Вы так образно выразились, связано отнюдь не с затуханием эл. волны в вакууме, а с расходимостью излучения Вашего изотропного источника. Иначе говоря, Диаграмма Направленности (ДН) Вашего изотропного источника не зависит от углов и тождественно равна единице. Для источника эл. волны с другой диаграммой направленности мощность эл. волны в точке приема будет другой, но это, опять же, не связано с затуханием волны. Это связано с тем, что поток эл. волны перераспределен в пространстве таким образом, что бОльшая или мЕньшая его часть попадает в апертуру антенны Вашего приемника. Пара слов об общепринятой инженерной терминологии. Затухание эл.-м. волн в электродинамике вообще и в радиотехнике в частности, связанное с диссипативными процессами в диэлектрических средах принято называть рассеиванием. Причем, рассеивание может быть без потери информации (многолучевость, проникновение и отражение) и с потерей оной (паразитный переход в тепло- и другую неулавливаемую энергию). Затухание мощности сигнала в системах радиосвязи и радиолокации принято рассматривать в более общем контексте уменьшения полезной составляющей принятой эл.-м. энергии по сравнению с поданной на вход передающей антенны, заранее не ограничивая причины такого уменьшения (потерь) без веских на то оснований. Среди вероятных причин значительных потерь часто рассматривают потери на изотропность-расстояние, рассеивание в среде, интерференцию с другими сигналами, шум приемника и ограничение-смещение спектра информационной составляющей сигнала в приемо-передающем тракте. Именно это обобщенное затухание мощности я и имел в виду в раннем посте, как наиболее близкое к теме. Извиняюсь за вынужденное словоблудие. Цитата(Mohenti @ Jun 25 2010, 14:22)  3х3 м не имеется ввиду замкнутое помещение. Я просто ограничил территорию. А как бы собираетесь закладывать ограниченность территории свободного (и неограниченного по определению) пространства в измерители? В смысле, вам помимо точности еще неодходимо отслеживание (и недопущение) пересечения заданной территории? Цитата(Mohenti @ Jun 25 2010, 14:22)  Комбинация методов будет наверное сложноватой в реализации. Плюс большое количество информации может замедлить отклик, что недопустимо. Комбинация может осуществляется в фильтре Калмана в реальном времени и от количества поступающей информации мало зависит. Сам я не реализовывал фильтры Калмана, но от практиков слышал, что дело это несложное.
|
|
|
|
|
Jul 1 2010, 19:04
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 342
Регистрация: 21-12-04
Из: Мытищи
Пользователь №: 1 598

|
Цитата(samurad @ Jul 1 2010, 10:52)  Затухание эл.-м. волн в электродинамике вообще и в радиотехнике в частности, связанное с диссипативными процессами в диэлектрических средах принято называть рассеиванием. Причем, рассеивание может быть без потери информации (многолучевость, проникновение и отражение) и с потерей оной (паразитный переход в тепло- и другую неулавливаемую энергию).
Затухание мощности сигнала в системах радиосвязи и радиолокации принято рассматривать в более общем контексте уменьшения полезной составляющей принятой эл.-м. энергии по сравнению с поданной на вход передающей антенны, заранее не ограничивая причины такого уменьшения (потерь) без веских на то оснований. Среди вероятных причин значительных потерь часто рассматривают потери на изотропность-расстояние, рассеивание в среде, интерференцию с другими сигналами, шум приемника и ограничение-смещение спектра информационной составляющей сигнала в приемо-передающем тракте. Именно это обобщенное затухание мощности я и имел в виду в раннем посте, как наиболее близкое к теме.
Извиняюсь за вынужденное словоблудие. Извините, но именно словоблудие. Рассеяние - это все же явление, обусловленное изменением направления волны - отражениями или преломлениями (часто распределенными) в какой либо среде или объекте, например рассеяние света в тумане или на матовом стекле или на шероховатой поверхности (отсюда же рассеянный свет и S-параметры). При этом перехода в тепло может и не быть. Затухание - как правило переход в тепло, диссипация. Уменьшение сигнала безотносительно к его причиинам обычно называется ослаблением. Потеря информации вообще отдельное явление, которое может быть связано, а может и не связано с затуханием или рассением "Потери на изотропность" - это вообще непонятно что - название никак не связано с физикой. А то, что плотность мощности в дальней зоне квадратично уменьшается с расстоянием, никак не связано с затуханием - при этом общая мощность по всей сфере не зависит от ее радиуса.
|
|
|
|
|
Jul 2 2010, 18:11
|
Группа: Участник
Сообщений: 4
Регистрация: 23-06-10
Пользователь №: 58 096

|
Цитата(samurad @ Jul 1 2010, 09:52)  А как бы собираетесь закладывать ограниченность территории свободного (и неограниченного по определению) пространства в измерители? В смысле, вам помимо точности еще неодходимо отслеживание (и недопущение) пересечения заданной территории? Нет, это не столь критично. Думаю человек сам будет контролировать местоположение и следить за тем, чтобы маяки не выходили далеко за границы.
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|