Исследование методов измерения и прогнозирования ошибок многолучевого распространения в системе инструментальной спутниковой посадки

• Автор: Шарыпов, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ОШИБОК МЛР
1.1 Принципы построения системы инструментальной посадки,

1.2 Алгоритм контроля целостности
1.3 Модификация схемы слежения за задержкой, использование коррелятора со сложной формой строба
1.4 Измерение ошибок МЛР с помощью полосового фильтра
1.5 Выделение ошибки МЛР корреляционным методом
1.6 Постановка задачи исследования
2. ИЗМЕРЕНИЕ ОШИБОК МЛР С ПОМОЩЬЮ СПЕЦИАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ
2.1 Оценка ошибок МЛР на основе измерений отношения сигнал-шум
2.2 Оценка точности измерения ошибок МЛР
2.3 Выводы по главе
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ
НА ОШИБКИ МЛР
3.1 Исследование сдвига доплеровских частот ошибок МЛР
3.2 Исследование влияния комплексной фильтрации на ошибки

3.3 Эффективность подавления ошибки МЛР в корреляторе со специальной формой строба
3.4 Исследование влияния скорости вращения Земли на ошибки

3.5 Исследование влияния смещения приемника потребителя относительно плоскости орбиты спутника на ошибки МЛР
3.6 Влияние комплексной фильтрации на интенсивность диффузионной составляющей ошибок МЛР
3.7 Выводы по главе
4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОМЕХ МЛР В СИСТЕМЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ПОСАДКИ
4.1 Исследование черессуточной повторяемости ошибки МЛР на ЖКС
4.2 Использование эфемеридного расчета для оценки доплеровских частот помех МЛР
4.3 Прогнозирование доплеровских частот помех МЛР на борту

4.3.1. Прогнозирование доплеровских частот помех МЛР для системы GPS
4.3.2. Прогнозирование доплеровских частот помех МЛР для системы ГЛОНАСС
4.4 Выводы по главе
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1 Сравнение спектров ошибок МЛР в каналах стандартной и высокой точности
5.2 Сравнение спектров ошибок МЛР в системах слежения с узким коррелятором и коррелятором со сложной формой
строба
5.3 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Целью работы является исследование и разработка методов измерения и прогнозирования ошибок многолучевого распространения в системе инструментальной посадки воздушного судна с использованием глобальной навигационной спутниковой системы.
Актуальность работы. В соответствии с планами международной организации гражданской авиации спутниковые навигационные системы должны стать основным средством навигации в авиации. Дифференциальный режим работы аппаратуры потребителей позволяет реализовать высокоточный режим навигации и посадки воздушных судов (ВС). Для этого аппаратура потребителей глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС), состоящей из систем GPS и ГЛОНАС.С, используется совместно с локальными системами функционального дополнения - локальными контрольно-корректирующими станциями (ЛККС). ЛККС вырабатывает дифференциальные поправки, выполняет функции контроля работоспособности навигационных спутников и вырабатывает информацию о целостности и точности.
Для решения задачи контроля целостности в наземной и бортовой аппаратуре должны контролироваться ошибки измерений, создаваемых в основном шумовыми помехами и многолучевым распространением (МЛР) сигналов, и вырабатываться оценки дисперсии ошибок измерения псевдодальностей в ЛККС и бортовом приемнике. При посадке ВС должно удерживаться в коридоре, который определяется допустимыми ошибками. При выходе за границы ошибок пилот должен получать предупреждение о потере целостности навигационных измерений.
В технических требованиях на систему инструментальной посадки ВС [3] отсутствуют рекомендации по методам оценивания ошибок МЛР и дисперсии ошибок дифференциальных поправок, поэтому актуальной является
Рис.2.1. Привязка стробов измерителя к элементам принимаемого кода С и отраженного сигнала С (г)
Исследуем свойства таких измерителей. Полагаем, что навигационный приемник содержит ряд корреляторов, которые формируют квадратурные составляющие 1Е, I, и д, , дь. Эти составляющие могут быть записаны в следующем виде [27]:
/,(*)=^рСО 5Ш + ±пи(к),
1 1 (2.1) й.{к) = ШыП Ш + 1п!в(к),
где г = Е,Ь, А(к)/2 - амплитуда сигнала на входе коррелятора, % - начальная фаза принимаемого сигнала, пп(к) и пК}(к) - взаимно некоррелированные отсчеты дискретного белого шума с нулевым средним, к- дискретное время, определяемое периодом накопления отсчетов в корреляторе.
Соотношение (2.1) записано в предположении, что за время наблюдения квадратурных составляющих амплитуда сигнала А(к) не изменяется. Если ширина узкого строба коррелятора СЕ составляет 1/л длительности элементарного символа кода, то используя выражение (2.1) получим для строба СЕ: