System jednoczesnej lokalizacji obiektów bazujący na technologii SDF

• Autorzy: Kelner, J. M. , Ziółkowski, C.

Warianty tytułu

EN

System of the simultaneous objects location based on the SDF technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono koncepcję autonomicznego systemu jednoczesnej lokalizacji i identyfikacji pojedynczych osób i mienia (np. pojazdów), który wykorzystuje technologię SDF (Signal Doppler Frequency). Technologia SDF bazuje na analitycznym opisie efektu Dopplera. Wykorzystuje ona dystynktywny charakter krzywych dopplerowskich wynikający ze wzajemnego usytuowania źródeł sygnałów i odbiornika względem trajektorii ruchu jednego z obiektów. W trakcie przemieszczania się odbiornika, na podstawie pomiaru dopplerowskiego przesunięcia częstotliwości, można określić położenie promieniujących źródeł fal radiowych. Technologia SDF umożliwia przestrzenną lokalizację obiektów promieniujących fale radiowe, czyli wyznaczenie ich trzech współrzędnych geograficznych. Metoda charakteryzuje się ponadto dużą dokładnością określania pozycji, prostotą układu lokalizującego oraz niezależnością od struktury czasowo-częstotliwościowej sygnałów emitowanych przez lokalizowane obiekty. Technologia SDF posiada ponadto unikalną funkcjonalnością, a mianowicie umożliwia jednoczesne określanie pozycji wielu źródeł emisji. Obecnie żadna z metod ani żaden z istniejących systemu lokalizacyjnych nie daje takiej możliwości. Równoczesna lokalizacja wielu źródeł emisji z wykorzystaniem metody SDF stanowi podstawę do opracowania autonomicznego systemu monitorowania położenia i identyfikacji obiektów. Systemy takie mogą znaleźć zastosowanie służbach publicznych (policja, straż pożarna) zwłaszcza w aspekcie koordynacji sytuacji kryzysowych.

EN

This paper presents the concept of the autonomous system, which is responsible for identification and simultaneous location of the objects (individual persons and vehicles). This system uses the SDF (Signal Doppler Frequency) Technology, which based on an analytical description of the Doppler effect. It uses the distinctive nature of the Doppler curves resulting from the mutual location of the signal source and the movement trajectory of the receiver. During the movement of the receiver by measuring the Doppler frequency shift, you can specify the location of the transmitters. The SDF technology allows the spatial location of objects, which determine their three coordinates. The method is further characterized by a high positioning accuracy, a simplicity of the receiving system and independence of a time-frequency signals structure. SDF technology also has a unique functionality, namely positions for simultaneous determination of multiple sources. Currently, none of the methods or any of the existing location system does not provide such an opportunity. The SDF technology is therefore the basis for the development of an autonomous system for monitoring (identification and simultaneous location) of objects. Such systems may find use in emergency and public services (e.g. police, fire), especially in terms of coordination of crisis management and natural disasters situations.

Słowa kluczowe

PL

jednoczesna lokalizacja; technologia SDF; Signal Doppler Frequency; dopplerowska metoda lokalizacji; analiza spektralna sygnału; efekt Dopplera; zarządzanie kryzysowe

EN

simultaneous localization; SDF; Signal Doppler Frequency technology; SDF location method; signal spectrum analysis; Doppler shift; crisis management

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 54, nr 1
• Strony: 59-63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., wykr.

Twórcy

autor

Kelner, J. M.

• Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego, Wydział Elektroniki, Instytut Telekomunikacji, Warszawa

autor

Ziółkowski, C.

• Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego, Wydział Elektroniki, Instytut Telekomunikacji, Warszawa

Bibliografia

• [1] Kaplan E. D., Hegarty С., (eds.): Understanding GPS: Principles and [24] Applications, 2nd edition, Artech House, Norwood, MA, USA, 2005.
• [2] Grewal M. S., L. R. Weill, A. P. Andrews: Global Positioning Systems, Inertial Navigation, and Integration, 2nd edition, John Wiley & Sons, Hoboken, NJ, USA, 2007.
• [3] Barański P., M. Morański, М. Strzelecki: System bezprzewodowej lokalizacji obiektów, Elektronika - Konstrukcje, Technologie, Zastosowania, vol. 28, nr 11, str. 227-230, 2008.
• [4] Ziółkowski C., Rafa J., Kelner J. M.: Sposób namiaru i lokalizacji źródeł przestrzennych fal radiowych z wykorzystaniem efektu Dopplera, zgłoszenie patentowe nr P 381154 z dn. 27.11.2006., Biuletyn Urzędu Patentowego, vol. XXXVI, nr 12(899), str. 24, 2008.
• [5] Kelner J. M.: Analiza dopplerowskiej metody lokalizacji źródeł emisji fal radiowych, rozprawa doktorska, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, 2010.
• [6] Kelner J. M., Ziółkowski C., Kachel L.: The empirical verification of the location method based on the Doppler effect, 17th International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications MIKON-2008, 19-21.05.2008., Wrocław, Poland, conference proceedings, vol. 3, pp. 755-758, 2008.
• [7] Ziółkowski С., Kelner J. M., Kachel L.: Ocena dokładności dopplerowskiej metody lokalizacji źródeł emisji radiowych, Biuletyn WAT, vol. LVIII, nr 3(655), str. 303-317, 2009.
• [8] Gajewski Р., Ziółkowski С., Kelner J. M.: Przestrzenna dopplerowska metoda lokalizacji źródeł sygnałów radiowych, Biuletyn WAT, vol. LX, nr 4(664), str. 187-200, 2011.
• [9] Rafa J., Ziółkowski C.: Influence of transmitter motion on received signal parameter - Analysis of the Doppler effect, Wave Motion, vol. 45, no. 3, pp. 178-190, January 2008.
• [10] Ziółkowski C., Rafa J., Kelner J. M.: Lokalizacja źródeł fal radiowych na podstawie sygnałów odbieranych przez ruchomy odbiornik pomiarowy, Biuletyn WAT, vol. LV, nr sp., str. 67-82, 2006.
• [11] Amar A., Weiss A. J.: Localization of narrowband radio emitters based on Doppler frequency shifts, IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 56, no. 11, pp. 5500-5508, November 2008.
• [12] Yu H. Huang, G., Gao J., Liu B.: An Efficient Constrained Weighted Least Squares Algorithm for Moving Source Location Using TDOA and FDOA Measurements, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 11, no. 1, pp. 44-47, January 2012.
• [13] Zhao Y.: Standardization of mobile phone positioning for 3G systems, IEEE Communications Magazine, vol. 40, no. 7, pp. 108-116, July 2002.
• [14] Vossiek M., Wiebking L., Gulden P., Wieghardt J., Hoffmann C., Heide P.: Wireless local positioning, IEEE Microwave Magazine, vol. 4, no. 4, pp. 77-86, 2003.
• [15] Gupta I. J.: Stray signal source location in far-field antenna/RCS ranges, IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 46, issue 3, pp. 20-29, 2004.
• [16] Kupper A.: Location-Based Services. Fundamentals and Operation, John Wiley & Sons, Ltd., Chichester, UK, 2005.
• [17] Kołodziej K. W., Hjelm J.: Local positioning system. LBS applications and services, CRC Press, Boca Raton, FL, USA, 2006.
• [18] Lipsky S. E.: Microwave Passive Direction Finding, SciTech Publishing, Inc. (reprint of John Wiley & Sons: NY 1987), Raleigh, NC, USA, 2004.
• [19] Stefański J.: Metody i standardy pozycjonowania terminali w systemach komórkowych, Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, nr 6, vol. LXXIX, str. 180-185, 2006.
• [20] Rosłoniec S.: Metody wyznaczania współrzędnych kątowych wykrywanego obiektu za pomocą monoimpulsowych urządzeń radiolokacyjnych, Prace Przemysłowego Instytutu Telekomunikacji, vol. LIV, nr 134, str. 1-18, 2004.
• [21] Kelner J. M., Ziółkowski C.: Simultaneous location of military communication network elements with the use of autonomous measuring station, Polish Journal of Environmental Studies, vol. 19, no. 4A, pp. 52-56, 2010.
• [22] Kelner J. M., Ziółkowski C.: Zastosowanie metody SDF do przestrzennego monitoringu elementów wojskowych sieci łączności, str. 141-151, [w:] Kawalec A. (red.), Wybrane problemy rozpoznania i walki elektronicznej, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, 2012
• [23] Gajewski Р., Ziółkowski С., Kelner J. M.: Rozpoznanie radioelektroniczne z równoczesną lokalizacją wielu źródeł emisji fal radiowych, Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, vol. LXXXV, nr 2-3/2012, str. 33-36, 2012.
• [24] Gajewski Р., Ziółkowski С., Kelner J. M.: Using SDF method for simultaneous location of multiple radio transmitters, 19th International Conference on Microwave, Radar and Wireless Communications MIKON-2012, 21-23.05.2012., Warsaw, Poland, conference proceedings, vol. 2, pp. 634-637, 2012.