www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Радионавигационные системы, спутниковая радионавигация 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


Рис. 9.3. Внешний вид самолетной АП laquo;АСН-37 raquo;

тельно центральной частоты 0,125 МГц на доплеровский сдви* частоты. Дальнейшие операции по обработке принятого радиосигнала производятся в устройстве цифровой обработки УЦО, который содержит: генератор ПСП с цифровым генератором тактовой частоты ПСП (ЦГТЧ); цифровой генератор доплеровского сдвига частоты несущей (ЦГДЧН); преобразователь фаза- код с накопителем цифровых выборок (ПФКИ). Накопление бинарно-квантованных выборок производится в течение 5 мс. Каждые 5 мс вырабатывается сигнал прерывания микроЭВМ и производится обмен информацией между УЦО и навигационным процессором, выполненным на базе микропроцессора серии 1806 ВМ2. Производительность микроЭВМ 300 ООО коротких операций в секунду. Объемы памяти 8-разрядных слов навигационного процессора показаны на рис. 9.2.

Аппаратура laquo;АСН-37 raquo; предназначена для автоматической работы в беспультовом варианте (без участия оператора) с комплексом цифрового пилотажно-навигационного оборудования самолета и использует весь объем данных о движении самолета от инерциальных систем, вырабатывая, в свою очередь, оценки плановых координат, высоты и составляющих вектора скорости для комплексной обработки и коррекции инерциальных систем.

Технические характеристики laquo;АСН-37 raquo; следующие:

погрешности определения (1сг):

широты, долготы 45 м,

высоты 65 м;

путевой скорости 0,25 м/с; текущего времени 1 мкс; масса 13 кг;

потребляемая мощность не более 100 В-А.

Отметим, что предыдущая модификация АП laquo;АСН-37 raquo;, именуемая laquo;АСН-16 raquo; (также разработка РИРВ), прошла успешные испытания на самолете laquo;Боинг-747 raquo;, которые проводились по плану совместных работ с американскими фирмами laquo;Ханнивелл raquo; и laquo;Нортвест эйрлайнз raquo;. На испытаниях был подтвержден одинаковый уровень точности АП laquo;АСН-16 raquo; и аналогичной американской АП, работавшей по сигналам системы laquo;Навстар raquo;.

Дальнейшее развитие АП типа laquo;АСН-16 raquo; - laquo;АСН-37 raquo; направлено на создание многоканальной интегрированной АП, работающей одновременно по сигналам систем laquo;Глонасс raquo; и laquo;Навстар raquo; и удовлетворяющей требованиям стандарта ARINC-743A [210].

Корабельная АП системы laquo;Глонасс raquo;. Морские суда оснащаются навигационной АП laquo;Шкипер raquo; (рис. 9.4) [187], работающей по сигналам системы laquo;Глонасс raquo;. Эта аппаратура научно-исследовательского института космического приборостроения (Москва) определяет географические координаты и путевую скорость судна, расстояние, пройденное с момента включения аппаратуры или от заданной точки; расстояние между заданными точками маршрута; рекомендованный курс следования в заданную точку с сигнализацией о достижении заданной точки или об отклонении от маршрута; время прибытия в точку назначения с заданной скоростью; маршрутные координаты; коммерческие задачи.


Рис. 9.4. Внешний вид корабельной АП laquo;Шкипер raquo; системы laquo;Глонасс raquo;



Чувствительность АП -167 дБ Вт, прием сигналов ведется на основе цифровой обработки с использованием микропроцессоров. Погрешность определения координат (среднеквадратическая) 35 м.

laquo;Шкипер raquo; состоит из антенно-фидерного устройства АФУ с малошумящими усилителем, устройства приема и обработки радиосигналов УПОР с визуальным отображением информации и алфавитно-цифрового печатающего устройства АЦПУ.

Размеры АФУ 370X370X260 мм, УПОР 425X426X263 мм, АЦПУ 100X149X221 мм. Масса АП laquo;Шкипер raquo; 21,5 кг.

РИРВ предоставляет потребителям корабельную АП laquo;Ладога-С raquo; [211] с более высокими массогабаритными характеристиками. Эта АП имеет расширенные возможности решения сервисных задач и более высокие точностные характеристики за счет применения дифференциального режима (см. гл. 20) с передачей корректирующей информации через сеть береговых радиомаяков типа laquo;Зверь-М raquo; [211].

9.3. МНОГОКАНАЛЬНАЯ АППАРАТУРА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Многоканальная аппаратура предназначена для высокоточных определений координат, составляющих вектора скорости и поправ- ки шкалы времени высокодинамичных потребителей в условиях организованных помех. К разработке многоканальной АП, обладающей уникальными возможностями навигационно-временного обеспечения, постоянно приковано внимание специалистов ведущих фирм мира. Применение современной технологии, позволяющей резко повышать плотность компоновки полупроводниковых приборов и расширять возможности реализации цифровых способов обработки сигналов, приводит к постоянному совершенствованию архитектуры АП. В сочетании с модульным принципом конструирования созданы образцы четырех- и пятиканальной аппаратуры объемом 15 дм и массой 12 кг. Ставится задача дальнейшего их уменьшения хотя бы на порядок.

В качестве примера реализации рассмотрим пятиканальную аппаратуру фирмы laquo;Интерстейт Электронике корпорейшн raquo; [181], предназначенную для объектов с динамикой движения от 4 до 10 g (рис. 9.5).

Для обеспечения приема сигналов НИСЗ во время маневров самолета применены две антенны, размещаемые на верхней и нижней частях обшивки. Модуль предусилителей содержит два СВЧ малошумящих предусилителя (МШУ) - по одному для каждой из антенн; диплексеры для приема сигналов /i и /2 диапазонов; СВЧ коммутатор, обеспечивающий быстрое (в течение 200 не) переключение антенн, и /1 2 каналов диплексеров. Такое построение модуля предусилителя позволяет использовать его так-

I

ООО 893U

is 5

: :х ~-

laquo;1

lt;

о о.



же в двухканальной аппаратуре, работающей в мультиплексном режиме.

Модуль радиочастотного преобразователя содержит тракт смесителей и усилителей промежуточной частоты (УПЧ). Номинальное значение первой промежуточной частоты 173,91 МГц, второй 30,69 МГц. При третьем преобразовании сдвоены АЦП, выполненные на заказной вентильной матрице. Промежуточная частота сигналов, модулированных кодами Р и С/А, становится нулевой. При этом формируются синфазные / и квадратурные Q выборки обоих сигналов, которые подаются в процессор первичной обработки.

В сдвоенном АЦП для повышения избирательности и подавления радиопомех с негауссовским распределением амплитуд частота взятия двухразрядных выборок определена равной 20,5 МГц для корреляции кода Р и 2,05 МГц для корреляции кода С/А. Это позволяет при последующей обработке эффективно бороться с синусоидальными сосредоточенными помехами, с помехами с качающейся частотой, с импульсными радиопомехами. Частота опорного генератора (ОГ), встроенного в модуль, равна 143,22 MrH=14fo, где fo= 10,23 МГц - тактовая частота кода Р. Синтезатор частот вырабатывает сигналы для трех гетеродинов: 1401,5 Mru=137fo, 143,22 Mru=14fo и 30,69 МГц = = 3/о соответственно. Модуль радиочастотного преобразователя * унифицирован и может быть использован в АП с любым числом каналов.

Процессор первичной обработки представляет собой специализированное цифровое вычислительное устройство, в котором реализуется цифровая обработка квантованных выборок /* и включая снятие доплеровского сдвига частоты и цифровую корреляцию кодов. Цифровой процессор построен на вентильных матрицах и содержит селектор квантованных квадратурных Ik и Qk выборок кода Р к С/А для поочередной их передачи в комплексный мультиплексор из ПЗУ констант преобразования фазы в амплитуду, где компенсируется доплеровский сдвиг-частоты, оценка которого снимается в цифровом виде с цифрового генератора несущей. Далее двухразрядные h и Q* выборки кода Р или С/А поступают на многоотводные цифровые параллельные-корреляторы, в которых производится цифровая свертка кодов и сужение полосы обрабатываемых сигналов. Выходной сигнал корреляторов в цифровом виде подается в микропроцессор, выполненный на ИМС серии MC68000, для выполнения операций поиска, захвата, слежения и выделения информации. Генераторы кодов Р и С/А, цифровые генераторы несущей и тактовой частоты кодов выполнены на вентильных матрицах. Аппаратура потребителей содержит пять процессоров первичной обработки, выходы которых соединены общей шиной обмена с навигационным процессором.

Навигационный процессор выполнен на микропроцессоре фирмы National Semiconductor серии NS 32С016 и сопроцессоре серии NS 32C08I, предназначенном для выполнения операций с плавающей точкой и обеспечивающем высокую производительность вычислений, необходимую для АП высокодинамичных объектов. Тактовая частота микропроцессоров 20 МГц, разрядность 32.

Навигационный процессор обеспечивает управление процессорами первичной обработки по шинам обмена, управление всей АП, фильтрацию всех навигационных данных и имеет прямой доступ к памяти процессоров первичной обработки и процессору модуля универсального интерфейса.

Общая память навигационного процессора распределена следующим образом:

256К команд репрограммируемое КМОП ЗУ с пониженным питанием;

128К данных КМОП ОЗУ;

16К данных КМОП ОЗУ с встроенной батареей питания;

16К репрограммируемое ЗУ для хранения альманаха и других данных, вводимых перед началом работы. Кроме того, навигационный процессор содержит энергонезависимые часы с встроенной батареей питания, обеспечивающей автономную работу в течение 30 суток.

Программное обеспечение навигационного процессора реализовано на языке высокого уровня Фортран 77, а процессора первичной обработки - на языке Ассемблера.

При комплексировании с инерциальными навигационными системами высокодинамичного самолета в рассматриваемой АП реализуется навигационный фильтр на 17 состояний вектора оценок навигационных параметров. При отсутствии данных от инерциальных систем реализуется фильтр на 11 состояний.

Модуль универсального интерфейса построен на микропроцессоре МС 68000 и имеет память 32К управляющих программ, реализованных в репрограммируемом ЗУ, и 8К байт слов данных, хранящихся в ОЗУ. Микропроцессор МС 68000 этого модуля снабжен дополнительной схемотехникой для организации прямого доступа к памяти, что обеспечивает быструю передачу данных ввода/вывода по межпроцессорной шине. Модуль универсального интерфейса имеет сменные блоки, которые позволяют организовать три типа обмена: по магистрали обмена RS 422 с уровнями выходных и входных сигналов ИМС - TTL, по магистрали RS 232 с уровнями ИМС-TTL, по магистрали MIL - STD - 1553В - мультиплексный последовательный канал обмена.

Многоканальная аппаратура различных разработок, как правило, имеет следующие основные технические характеристики:

чувствительность приемника не хуже -166 дБВт;

погрешность измерения квазидальности не хуже 1,5 м (1а,



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67