Кіріспе
Радиоорналасу, сондай-ақ радиотабу немесе радиопозициялау – радио толқындарын пайдалану арқылы бір нәрсенің орналасқан жерін анықтау процесі. Ол көбінесе пассивті қолданыстарды, әсіресе радарды, сондай-ақ жер астындағы кабельдерді, су құбырларын және басқа да коммуналдық желілерді анықтауды қамтиды. Бұл радионавигацияға ұқсас, бірақ радиоорналасу көбінесе өзінің орнын белсенді түрде табудың орнына алыстағы нысанды пассивті іздеуді білдіреді; екеуі де радиоанықтаудың түрлері. Радиоорналасу құнды мүлікті қадағалау үшін нақты уақытты іздеу жүйелерінде (RTLS) де қолданылады.
Radiolocation, also known as radiolocating or radiopositioning, is the process of finding the location of something through the use of radio waves. It generally refers to passive uses, particularly radar—as well as detecting buried cables, water mains, and other public utilities. It is similar to radionavigation, but radiolocation usually refers to passively seeking a distant object rather than actively finding one's own position; both are types of radiodetermination. Radiolocation is also used in real time locating systems (RTLS) for tracking valuable assets.
Негізгі қағидалар
Объектіні қабылданып жатқан радио толқындардың сипаттамаларын өлшеу арқылы табуға болады. Радио толқындары орналастырылатын объекттен таратылуы мүмкін, немесе олар кері шашылған толқындар болуы мүмкін (радар немесе пассивті RFID сияқты). Штут-файдер радио орналасуды қолданғанда ультрадыбыс емес, радио толқындарын пайдаланады. Бір техника алыстықты қабылдау сигналының күшінің айырмашылығын (RSSI) бастапқы сигнал күшімен салыстырып өлшеу арқылы анықтайды. Тағы бір техника таралу уақыты мен таралу жылдамдығы белгілі болғанда, келу уақытын (TOA) пайдаланады. Әртүрлі белгілі орындардағы (келу уақытының айырмасы, TDOA) бірнеше қабылдағыштан алынған TOA деректерін біріктіру, тіпті тарату уақытын білмейтін жағдайда да, орналасуын бағалауға мүмкіндік береді. Қабылдау станциясына келу бұрышын (AOA) бағыттаушы антеннаны пайдалану арқылы немесе белгілі орналасқан антенналар тізбегіне келудің әртүрлі уақыты арқылы анықтауға болады. AOA ақпараты бұрын сипатталған техникалардан алынған қашықтық бағалауларымен біріктіріліп, таратушының немесе кері шашыратушының орнын анықтау үшін қолданылуы мүмкін. Сонымен қатар, белгілі орналасқан екі қабылдау станциясындағы AOA таратушының орнын анықтайды. Таратушының орнын анықтау үшін бірнеше қабылдағышты пайдалану көпжақтылық деп аталады. Есептеулерде ортаның тарату сипаттамаларын ескергенде, бағалаулар жақсарады. RSSI үшін бұл электромагниттік өткізгіштік; TOA үшін бұл тікелей көрініссіз қабылдаулар болуы мүмкін. RSSI-ді бір қабылдағыштан таратушыны анықтау үшін қолдану, анықталатын объектінің таратылған (немесе кері шашылған) қуаты және аралық аймақтың тарату сипаттамалары белгілі болуын талап етеді. Бос кеңістікте сигналдың күші толқын ұзындығына және анықталатын объектіге қарағанда үлкен қашықтықта қашықтықтың кері квадраты ретінде төмендейді, бірақ көптеген нақты орталарда сіңіру, сыну, көлеңкелеу және шағылысу сияқты бірқатар бұрмалаулар болуы мүмкін. Сіңіру шамамен 10 ГГц-тен төмен жиіліктерде ауадағы радио таралу үшін елеусіз, бірақ айналмалы молекулалық күйлерді қоздыратын бірнеше ГГц жиіліктерде маңызды болады. Сыну ұзақ қашықтықта (ондағаннан жүз шақырымға дейін) ауадағы ылғал мен температура градиенттеріне байланысты маңызды. Қалалық, таулы немесе үйішілік ортада кедергілер мен жақын маңдағы беттерден шағылысу жиі кездеседі және көп жолды бұрмалауға ықпал етеді: яғни, жіберілген сигналдың шағылысқан және кешіктірілген көшірмелері қабылдағышта біріктіріледі. Әр түрлі жолдардан келетін сигналдар конструктивті немесе деструктивті түрде қосылуы мүмкін: амплитуданың мұндай өзгеруі өшіру деп аталады. Сигнал күшінің таратушы мен қабылдағыш орнына тәуелділігі күрделі және көбінесе монотонды емес, бұл бір қабылдағышпен орналасуды бағалауды дәл емес және сенімсіз етеді. Көпжақтылық, көп қабылдағыштарды пайдалану жиі калибрлеу өлшемдерімен ("санақтар") біріктіріледі. TOA және AOA өлшемдері де көп жолды қателерге ұшырайды, әсіресе таратушыдан қабылдағышқа тікелей жол кедергімен бұғатталған кезде. Келу уақытын өлшеулер де сигнал қызығушылық масштабында уақытқа тәуелді ерекшеліктерге ие болған кезде ғана дәл болады, мысалы, белгілі ұзақтықтағы қысқа импульстерден тұрған кезде. Бірақ Фурье түрлендіру теориясы амплитуданы немесе фазаны қысқа уақыт масштабында өзгерту үшін сигнал кең жолақтықты пайдалануы керек екенін көрсетеді. Мысалы, шамамен 1 нс ұзақтықтағы импульс жасау үшін, шамамен 0,3 м (1 фут) қашықтықтағы жерді анықтау үшін жеткілікті, шамамен 1 ГГц жолақты қажет етеді. Радиоспектрдің көптеген аймақтарында осындай кең жолақтық бойынша радиохабарларды таратуды тиісті реттеуші органдар рұқсат етпейді, бұл спектрдің басқа тар жолақты пайдаланушыларына кедергі келтірмеу үшін. АҚШ-та лицензиясыз тарату бірнеше жолақтарда рұқсат етіледі, мысалы 902-928 МГц және 2.4-2.483 ГГц өнеркәсіптік, ғылыми және медициналық ISM жолақтарында, бірақ жоғары қуатты тарату осы жолақтардан тыс кеңістікте жүзеге асырылмайды. Бірақ бірнеше юрисдикциялар қазірде ГГц немесе көп ГГц жолақтықтарында кең жолақтық таратуға рұқсат береді, басқа спектр пайдаланушыларына кедергі келтірмеу үшін таратылатын қуатқа шектеулер қойылады. UWB импульстері уақытында өте тар болуы мүмкін және көбінесе қалалық немесе үйішілік ортада TOA-ның нақты бағалауын қамтамасыз етеді. Радиоорналасу өнеркәсіптік және әскери қызметтердің кең ауқымында қолданылады. Радар жүйелері жиі бір қабылдағышты пайдалана отырып, кері шашылған объектінің орнын анықтау үшін TOA және AOA комбинациясын пайдаланады. Доплер радарында Доплер эффектісі де ескеріледі, орналасу емес, жылдамдық анықталады (бірақ болашақ орналасуды анықтауға көмектеседі). Калибрленген RTLS, TDOA пайдаланатын Нақты Уақыт Орналасу Жүйелері (RTLS) коммерциялық түрде қол жетімді. Көп қолданылатын Жаһандық Орналасу Жүйесі (GPS) белгілі орындардағы спутниктен келетін сигналдардың TOA-сына негізделген.
Халықаралық реттеу
Радиоорналастыру қызметі (қысқаша: RLS) – Халықаралық телекоммуникациялар одағының (ITU) Радиорегламентінің (RR) 1.48-бабына сәйкес – "радиоорналастыру мақсатындағы радиоанықтау қызметі" деп анықталады, мұнда радиоорналастыру: "радионавигация мақсатынан өзге мақсаттарда қолданылатын радиоанықтау" деп анықталады.