Радиодальномер высокой точности, Возможно ли? Опции

[Mohenti]

Всем доброго времени суток.
Вот недавно возникла одна очень интересная идея и я начал искать пути её реализации.
Задача: определить координаты маяка (и не одного, при том нужно знать где какой) на территории примерно 3х3 м (важно чтобы эта система работала в 3D). Самое важное - точность измерений. Как минимум около 1 миллиметра.

Сразу пришли в голову радио и триангуляция, но потом появились сомнения: сможет ли прибор работать с такой точностью? Если использовать время прохождения сигнала, то прибор должен измерять время с точностью до 1 пикосекунды. Ничего подобного я не видел. Возможно фазовый метод?
Хотелось бы узнать, что по этому поводу думают опытные люди. Возможно ли это и каким способом измерять расстояние? Думал об оптике, но она вряд ли подойдёт, т.к. источник может полностью скрываться из видимости сенсоров.

[samurad]

Всем доброго времени суток.
Вот недавно возникла одна очень интересная идея и я начал искать пути её реализации.
Задача: определить координаты маяка (и не одного, при том нужно знать где какой) на территории примерно 3х3 м (важно чтобы эта система работала в 3D). Самое важное - точность измерений. Как минимум около 1 миллиметра.

Сразу пришли в голову радио и триангуляция, но потом появились сомнения: сможет ли прибор работать с такой точностью? Если использовать время прохождения сигнала, то прибор должен измерять время с точностью до 1 пикосекунды. Ничего подобного я не видел. Возможно фазовый метод?
Хотелось бы узнать, что по этому поводу думают опытные люди. Возможно ли это и каким способом измерять расстояние? Думал об оптике, но она вряд ли подойдёт, т.к. источник может полностью скрываться из видимости сенсоров.

ИМХО, такая задача не имеет статистически надежного решения в рамках только локации.

1) Для измерения с точностью 1 мм нужен сигнал длиной волны короче 10 мм, т.е. с несущей от 30 ГГц и выше.
2) Такие сигналы распространяются почти как оптические, т.е. даже авторучки будут отражать, а люди и другие поглощающие объекты гасить полезную энергию.
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.
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.

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.

[blackfin]

4) Сильное затухание мм-волн (71 дБ в вакууме для 10-мм волны на расстоянии 3 м, 77 дБ - 6 м)...

Что-то не слыхал о затухании эл. волн вакууме.. Наверное опять Мировая Закулиса что-то скрывает..

[samurad]

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?

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.

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.

[blackfin]

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.