Method and system of single-antenna determination of position, time, and attitude of a moving object by satellite navigation

   
   

A system for determining position coordinates and attitude coordinates of a moving object employs a plurality of transmitters that transmit navigation signals, the transmitters having known positions and orientations in a given coordinate system. A single antenna that is carried by the moving object receives signals associated with far-field regions of electromagnetic fields of the navigation signals transmitted from the transmitters. A satellite receiver that is carried by the moving object obtains the signals received by the antenna. Phase difference circuitry derives a phase difference between an open circuit voltage of the antenna and a reference phase of a local oscillator in the receiver. A calculation circuit calculates position coordinates and three-dimensional attitude coordinates, within the given coordinate system, of the antenna relative to the transmitters based on the known positions and orientations of the transmitters and the phase difference obtained by the phase difference circuitry. The calculation circuit employs the current time and the position coordinates and three-dimensional attitude coordinates of the antenna in the given coordinate system to derive an attitude of the object relative to a topocentric coordinate system.

Un sistema per la posizione di determinazione coordina e le coordinate di atteggiamento di un oggetto commovente impiega una pluralità di trasmettitori che trasmettono i segnali di navigazione, i trasmettitori che conoscono le posizioni e gli orientamenti in un dato sistema coordinato. Una singola antenna che è trasportata dall'oggetto commovente riceve i segnali connessi con le regioni del lontano-campo dei campi elettromagnetici dei segnali di navigazione trasmessi dai trasmettitori. Una ricevente satellite che è trasportata dall'oggetto commovente ottiene i segnali ricevuti dall'antenna. I circuiti di differenza di fase derivano una differenza di fase fra una tensione del circuito aperto dell'antenna e una fase di riferimento di un oscillatore locale nella ricevente. Un circuito di calcolo calcola le coordinate di posizione e coordinate tridimensionali di atteggiamento, all'interno di dato sistema coordinato, dell'antenna riguardante i trasmettitori basati le posizioni conosciute ed orientamenti dei trasmettitori e sulla differenza di fase ottenuti dai circuiti di differenza di fase. Il circuito di calcolo impiega il momento corrente e le coordinate tridimensionali di coordinata di posizione e di atteggiamento dell'antenna nel dato sistema coordinato di derivare un atteggiamento dell'oggetto riguardante un sistema coordinato topocentric.

 
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