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

код Р), квазискорости не хуже 1,5 см/с при отношении сигнал-шум, равном 30 дБГц, и при следующей динамике движения потребителя: максимальная скорость до 1100 м/с и выше, ускорение до lOg, рывок до 5g/c; помехоустойчивость при поиске 24 дБ (код С/А), при слежении 40 дБ (код Р), при удержании сигнала 47 дБ (код Р);

погрешность определения плановых координат (1а) не хуже 10 м;

время до первого определения координат не более 2,5 мин.

9.4. МУЛЬТИПЛЕКСНАЯ АППАРАТУРА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Мультиплексированием называют процесс, при котором несколько потоков сигналов уплотняются во времени в один общий поток. Этот метод хорошо известен в системах цифровой обработки сигналов. Например, мультиплексный цифровой фильтр - это переключаемый фильтр, на вход которого последовательно во времени подаются несколько входных сигналов, а выход синхронно со входом переключается на соответствующие выходные линии. В мультиплексной АП таким уплотняющим фильтром являются антенна, радиочастотный преобразователь, коррелятор, генераторы кодов и управляемые генераторы ФАП и ССЗ. Полученные квадратурные выборки и в цифровой форме с выхода коррелятора последовательно во времени подаются на программно реализуемые фильтры следящих систем, число которых равно числу КА рабочего созвездия.

Такое соединение аппаратных и программных средств позволяет удачно сочетать достоинства одноканальной и многоканальной АП: малые аппаратные затраты и одновременное измерение навигационных параметров сигналов КА рабочего созвездия.

На рис. 9.6 приведена структурная схема мультиплексной АП [186]. Следует отметить, что не все элементы и узлы обычного одноканального приемника можно использовать в мультиплексной АП ввиду специфического требования - быстрого переключения состояния схем. К основным принципам реализации мультиплексной обработки радиосигналов относятся: быстрое когерентное переключение преселектора СВЧ сигналов fi и /г диапазонов, использование памяти для хранения состояния несущей и кодов; применение мультиплексеров и демультиплексеров для временного уплотнения h и Q* выборок, применение единой опорной синхронизации, на базе которой осуществляется мультиплексная синхронизация, оптимизация частотного плана радиочастотного преобразователя - усилителя. К узлам, при реализации которых проявляется специфика мультиплексирования (на рис. 9.6 заштрихованы), относятся: селектор частот диапазонов /1 2, схема цифровой додетекторной обработки, цифровой синтезатор доплеровского сдвига частоты несущей, цифровой синтезатор задержки

XlWHVp

umgowoj

-odxHno ш

anHQugodufi 908 -=

anH3i/gndu/i

-0dd!/7f?l/7jl!

Ddomaiiodu шо anHai/sodu/i- aogodcbnfj

moBcnuodx

-НПЗ UVH3


-HIIJ auMJ-

l[ gt;-

itiBo) зиог

итЬ поннзи

-adg пондонзо

sect; 5:

H !t

u О X

и a:



кодов. На рис. 9.6 не показаны те блоки, которые производят контроль синхронизации и выделения навигационного сообщения, поскольку непосредственно с мультиплексированием они не связаны.

Прн оптимизации частотного плана радиочастотного преобразователя руководствуются решением трех основных задач: упрощения синтеза гетеродинных частот, исключения влияния собственных помех и обеспечения формирования простого набора опорных импульсов синхронизации. Для решения второй и третьей задач частота опорного генератора выбрана равной 10,2304 МГц, что обеспечивает сдвиг в 400 Гц относительно тактовой частоты символов кода Р, равной 10,23 МГц.

Для подавления сосредоточенных по спектру помех в радиоприемнике производится дополнительная модуляция сигнала на первой промежуточной частоте псевдослучайным кодом Т с последующей демодуляцией совместно с кодами С/А и Р. Стабилизация уровней сигналов на первой и второй промежуточных частотах обеспечивается двумя цепями цифровой АРУ.

В блоке цифровой додетекторной обработки выполняется аналого-цифровое преобразование двух пар квадратурных сигналов /* и и их цифровое накопление. Одна пара сигналов /* и Qk, полученная в результате корреляции с синфазной ПСП, используется в контуре ФАП, другая, полученная в результате корреляции ПСП с т-качанием,- в контуре ССЗ.

Цифровые синтезаторы несущей и тактовой частоты кодов С/А и Р достаточно сложны [186]. Максимальное время их перестройки 0,4...0,5 мс.

Процессор считается центром мультиплексной АП, так как в нем обеспечивается реализация всех алгоритмов обработки сигналов, хранение значений фазы несущих и задержек кодов. Все основные параметры схем слежения являются программно-управляемыми, что позволяет изменять их в реальном времени как компромисс между динамикой отслеживаемых параметров и отношением сигнал-шум. Структурная схема процессора., и программного обеспечения приведена на рис. 9.7.

Мультиплексный режим используется для поиска, слежения и выделения информационного сообщения. В этом режиме схемы ФАПЧ ЧАП за несущей отслеживают сигналы четырех КА вплоть до рывков 30 м/с при отношении сигнал-шум более 32 дБГц и ширине полосы 20 Гц, обеспечивая среднеквадратическую погрешность измерения скорости 1,2 см/с, схема слежения за задержкой кода при указанном отнощении сигнал-шум и ширине полосы 1 Гц имеет среднеквадратическую погрешность измерения квазидальности 1 м.

В мультиплексной аппаратуре резко снижаются аппаратурные погрешности, характерные для двух- и более канальной аппаратуры, отсутствует необходимость периодической калибров-




ки задержек каналов. Это открывает дополнительные возможности. В частности, появляется возможность измерения направлений. Если на потребителе установить две или более антенны на некоторой базовой линии, то можно измерять азимут и определять поправки к системам курсоуказания, измеряя разность фаз несущей частоты сигналов, принимаемых антеннами. Оценки погрешностей измерения углов показывают, что при длине базы 1 м можно получить погрешность до 1 мрад (см. гл. 12).

Упомянутая выше АП laquo;Ладога-С raquo; также имеет мультиплексный режим работы.

9.5. АППАРАТУРА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ РАБОТЫ ПО СИСТЕМАМ laquo;ГЛОНАСС raquo; и laquo;НАВСТАР raquo;

Близость систем laquo;Глонасс raquo; и laquo;Навстар raquo; как по баллистическому построению орбитальной группировки КА, так и по радиосигналам, излучаемым КА, позволяет создать АП, работающую по сигналам обеих систем. При этом в качестве рабочих созвездий будут одновременно использованы КА, принадлежащие обеим системам. Основное различие радиосигналов, обусловленное кодовым разделением при одной несущей в системе laquo;Навстар raquo; и частотным разделением при 24 несущих в системе laquo;Глонасс raquo;, можно устранить соответствующим построением радиоприемника, предпроцессора первичной обработки и программного обеспечения навигационного процессора.

На рис. 9.8 приведен возможный вариант структурной схемы радиочастотного преобразователя сигналов и процессора первичной обработки одноканальной АП, работающей по сигналам систем laquo;Глонасс raquo; и laquo;Навстар raquo;.

Структура радиочастотного преобразователя предполагает раздельную фильтрацию сигналов КА laquo;Глонасс raquo; и laquo;Навстар raquo; на

Фильтр несущих .. Глонасс

Дап-лек-сер

Радиочастотной преоВразоватепь сигналов Глонасс и ,. Навстар

182.5...1д5.5МЩ

Фильтр несущей , навстар

1-й гетеродин ,. Глонасс

СВЧ КОМ мутатор

шГга\ м.звгт

1-й гетеродин Надетар

Синтезатор частот

Двойной I,

Управление приемом сигналов Глонасс или \.Hascmap

Опорный генератор

частотах диапазона 1,6 ГГц, принимаемых одной антенной. Далее для минимизации аппаратурных затрат частоты первого гетеродина для последовательного во времени приема сигналов обеих систем выбираются так, чтобы на первой промежуточной частоте спектры модуляции сигналов обеих систем были совмещены. Различие в кодах модуляции сигналов обеих систем обеспечивает их последующее усиление, преобразование и обработку без отрицательного взаимного влияния. В качестве основы для синтеза частот первого гетеродина может быть выбрана как частота 10,23 МГц или ее гармоники, что характерно для АП системы laquo;Навстар raquo;, так и частота 5,0 МГц или ее гармоники, что характерно для АП системы laquo;Глонасс raquo;. В качестве примера на рис. 9.8 указаны номиналы частот 1-го гетеродина, синтезированные из частоты 5,0 МГц.

Выбор частоты 2-го гетеродина и второй промежуточной частоты радиочастотного преобразователя во многом определяется возможностями реализации последующей обработки. На рис. 9.8 указана частота 2-го гетеродина, равная 190 МГц, из расчета сужения ширины полосы, занимаемой 24 литерными частотами системы laquo;Глонасс raquo;, примерно в два раза при втором преобразовании частоты.

Компенсацию литерных частот и доплеровского сдвига частот можно реализовать в цифровом виде путем соответствующей обработки преобразованных в цифровую форму в АЦП квадратурных выборок сигналов на второй промежуточной частоте. Для этого узлы процессора первичной обработки выполняются на вентильных матрицах (чипах), причем число матриц определяется возможностями используемой КМОП-технологии. Основное требование, предъявляемое при реализации матриц,- быстродействие, в данном случае может быть ограничено частотой 20 МГц. Реализация процессора первичной обработки на вентильных мат-

Процессор первичной обработки

Мультиплексор с

Цифрв -вой коррелятор

ЦГЛЧ Глонасс . u HaecmaL

ГПСП 1Я0-

насс и

НаВсишр

Код задержки

Частота, (раза

Микропроцессор

Рис. 9.8. Структурная схема радиочастотного преобразователя сигналов и процессора первичной обработки одноканальной АП, работающей одновременно по сигналам систем laquo;Глонасс raquo; и laquo;Навстар raquo;



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