Разработка и исследование оптимальных алгоритмов обработки сигналов в аппаратуре спутниковой навигации

• Автор: Болденков, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 226 с. : ил.

1 Синтез алгоритмов межспутниковых измерений в системе ГЛОНАСС
1.1 Краткое описание системы межспутниковых измерений
1.1.1 Структура сигнала системы ВАМИ
1.1.2 Требования к системе ВАМИ
1.1.3 Анализ взаимного движения навигационных спутников
1.2 Синтез оптимальных алгоритмов оценки параметров сигнала
1.2.1 Выбор структуры следящих систем
1.2.2 Методика синтеза следящих систем
1.2.3 Постановка задачи синтеза
1.2.4 Синтез алгоритма слежения за фазой сигнала
1.2.5 Синтез алгоритма слежения за задержкой сигнала
1.3 Синтез оптимальных алгоритмов интерполяции параметров
1.3.1 Постановка задачи синтеза алгоритма интерполяции
1.3.2 Синтез алгоритма оптимальной интерполяции
1.4 Анализ характеристик системы
1.4.1 Теоретическое исследование точности оценки параметров сигнала
1.4.2 Имитационная модель рассматриваемой системы
1.4.3 Результаты численного моделирования
1.5 Выводы по главе
2 Разработка алгоритма быстрого поиска сигнала для системы межспутниковых измерений
2.1 Традиционный метод построения системы поиска навигационных сигналов
2.2 Обзор известных методов поиска
2.3 Исследование процедуры поиска при отсутствии перечня
сигналов
2.3.1 Описание процедуры поиска
2.3.2 Анализ необходимого количества циклов обзора
2.4 Исследование поиска навигационного сигнала на базе
стандартных корреляторов
2.4.1 Постановка задачи поиска сигнала
2.4.2 Метод обнаружения сигнала
2.4.3 Расчёт характеристик алгоритма обнаружения сигналов
2.4.4 Анализ длительности поиска сигнала
2.5 Разработка алгоритма быстрого поиска сигналов
2.5.1 Теоретические основы алгоритма
2.5.2 Описание алгоритма поиска сигналов с использованием дискретной свёртки
2.5.3 Проблема избыточности алгоритма
2.5.4 Разработка модифицированного алгоритма поиска
2.5.5 Оценка реализуемости алгоритма
2.6 Имитационное моделирование разработанных алгоритмов
2.6.1 Сопоставление быстрого обнаружителя с обнаружителем на основе корреляторов
2.6.2 Анализ характеристик обнаружения
2.7 Экспериментальное исследование разработанного алгоритма
2.7.1 Реализация алгоритма поиска в программном приёмнике
2.8 Выводы по главе
Разработка алгоритма приёма комбинированного сигнала
3.1 Комбинированный метод модуляции сигнала

3.2 Синтез алгоритма приёма сигнала с комбинированным видом модуляции
3.2.1 Постановка задачи синтеза
3.2.2 Синтез дискриминаторов
3.2.3 Алгоритмы выделения навигационного и телеметрического сообщений
3.2.4 Синтез сглаживающих фильтров
3.2.5 Теоретический анализ характеристик синтезированного алгоритма
3.3 Имитационное моделирование синтезированного алгоритма
3.3.1 Анализ точности оценки параметров сигнала
3.3.2 Анализ вероятности правильного приёма символов
3.3.3 Анализ влияния передачи дополнительного телеметрического сигнала на стандартный навигационный приёмник
3.4 Выводы по главе
4 Синтез и анализ алгоритма подавления узкополосных помех
4.1 Синтез алгоритма подавления узкополосных помех в виде
трансверсального фильтра
4.1.1 Постановка задачи синтеза
4.1.2 Синтез алгоритма
4.1.3 Расчёт частотного коэффициента передачи трансверсального фильтра
4.1.4 Анализ характеристик трансверсального фильтра
при воздействии одной гармонической помехи
4.1.5 Адаптивный трансверсальный фильтр
4.2 Разработка алгоритма быстрого расчёта коэффициентов
трансверсального фильтра
4.2.1 Решение систем линейных уравнений градиентным
методом
4.2.2 Вычисление коэффициентов трансверсального
фильтра градиентным методом

1.3.2. Синтез алгоритма оптимальной интерполяции
Для синтеза алгоритма интерполяции вводится расширенный вектор состояния, включающий в себя значения параметров на требуемый ід и на текущий Д моменты времени:
Задача интерполяции сводится к задаче фильтрации расширенного вектора (1.35), но компонента хг<д не меняется. Известно ([5]), что в этом случае алгоритм распадается на два блока.
Первый блок представляет обычную следящую систему, формирующую фильтрационные оценки параметров хг^- Синтез такой системы проведён в разделе 1.2.5.
Второй блок формирует интерполированную оценку параметров хг,д на основе фильтрационных оценок хг^, экстраполяционных оценок х,-^, матрицы дисперсии оценок фильтрации и коэффициентов Кг,к, получаемых из уравнений фильтрации (1.28) - (1.30) путём пересчёта с учётом связи задержки и псевдодальности (1.32). Уравнения интерполяции примут вид:
Здесь I - единичная матрица соответствующего размера.
На рисунке 1.11 изображены системы фильтрации и интерполяции измерений. Особенностью синтезированного алгоритма интерполяции является то, что он комплексный. Наблюдения связаны с вектором состояния матрицей Н (1.31).
Характеристики системы интерполяции оценок параметров проанализированы в разделе 1.4.1.
(1.35)
(1.36)