Разработка и исследование адаптивных систем фазовой автоподстройки и их применение в аппаратуре потребителей спутниковых навигационных систем

• Автор: Куликов, Роман Сергеевич
• Шифр специальности: 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 276 с. : ил.

В диссертации разработана адаптивная дискретная система фазовой автоподстройки (ФАП) с прямым оцениванием интенсивности формирующего процесса при использовании дискретного фазового дискриминатора на основе комплексного коррелятора с конечным временем накопления и квадратичной моделью фазы на интервале накопления. Проведён анализ и оценка с помощью имитационного моделировани характеристик указанной адаптивной ФАП (времени и точности адаптации, вероятности срыва слежения в процессе адаптации, выигрыша в точности слежения перед более простой традиционной минимаксной ФАП) при различных типах динамического воздействия; исследуемая адаптивная ФАП сопоставлена с адаптивными ФАП, построенными по другим известным методам адаптации и рассмотрены особенности её использования в аппаратуре потребителей спутниковых навигационных систем (СНС).
По результатам исследования сформированы рекомендации по выбору структуры и параметров адаптивной ФАП для использования в составе аппаратуры потребителей СНС ГЛОНАСС.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Г лава 1. Разработка дискретной адаптивной системы слежения за фазой сигнала, использующей коррелятор с конечным

временем накопления в составе фазового дискриминатора

1.1 Модель изменения фазы сигнала на интервале

накопления коррелятора

1.2 Модель динамического воздействия

1.3 Модели фазовых дискриминаторов

1.3.1 Комплексный коррелятор
1.3.2 Модели фазовых дискриминаторов СНС ГЛОНАСС
1.4 Анализ статистических характеристик коррелятора
1.5 Статистический эквивалент фазового дискриминатора
1.6 Адаптивная дискретная система фазовой автоподстройки
1.7 Показатели качества процесса адаптации
1.8 Выводы
Глава 2. Построение и исследование адаптивной системы ЦФАП
с ПОИФП при модели динамического воздействия с
формирующим процессом постоянного уровня
2.1 Описание динамического воздействия
2.2 Анализ показателей качества процесса адаптации
2.2.1 Анализ точности адаптации
2.2.2 Анализ длительности процесса адаптации
2.2.3 Анализ вероятности срыва слежения в
процессе адаптации
2.3 Анализ ошибок слежения за фазой сигнала
2.3.1 Анализ ошибки слежения в адаптивной системе
2.3.2 Сравнение точности слежения в адаптивной системе
и в системе с оптимальными коэффициентами

2.4 Выводы
Глава 3. Анализ адаптивной системы ЦФАП с ПОИФП при диффузионной модели динамического воздействия
3.1 Многомерная марковская диффузионная модель
динамического воздействия
3.2 Функционирование и математическое описание адаптивной
системы с ПОИФП при многомерном диффузионном марковском воздействии
3.3 Анализ характеристик процесса адаптации при многомерной марковской диффузионной модели динамического воздействия
3.3.1 Оценивание нормированной дисперсии
формирующего шума
3.3.2 Асимптотическая зависимость
3.3.3 Формирование регулируемых коэффициентов
передачи ЦФ
3.3.4 Оценка длительности процесса адаптации
3.4 Дисперсия ошибки слежения
3.4.1 Зависимость дисперсии ошибки слежения от условий работы и параметров системы
3.4.2 Сравнение ошибок слежения в адаптивной системе и системе с оптимальными коэффициентами
3.4.3 Сравнение ошибок слежения в адаптивной и неадаптивной системах
3.5 Выводы
Глава 4. Анализ адаптивной системы ЦФАП с ПОИФП при гармонической модели динамического воздействия
4.1 Гармоническое динамическое воздействие
4.2 Функционирование и математическое описание адаптивной
системы ЦФАП с ПОИФП при гармонической модели динамического воздействия

опАк ~ 1>Л = Н(к~ 1)т + №)<** Ф(к - 0 + П&(к - 0 + ~-У(к
0{к-) , (1.19)

у{к-1) ,(1-20)

где ф(к-1), а>(к-1), у(к~ 1) — оценки соответствующих параметров сигнала <р(к — 1), со{к -1), у(к-1), формируемые в следящей системе за фазой сигнала.
1.3.2 Модели фазовых дискриминаторов СНСГЛОНАСС
Особенностью сигналов спутниковых навигационных систем (СНС) является то, что, наряду с модуляцией дальномерным кодом, использующейся для измерения задержки сигнала, передается цифровая информация, необходимая для решения навигационной задачи в аппаратуре потребителей (АГ1). Такая особенность сигнала приводит к тому, что в аппаратуре АП не может использоваться дискриминатор, описанный в п. 1.3. Так как в диссертации приложение адаптивной системы ФАП рассматривается применительно к аппаратуре спутниковой навигации, то рассмотрим синтез фазового дискриминатора применительно к АП СНС с учетом принятой в работе модели изменения фазы (1.2). Отметим, что синтез аналогичного дискриминатора для линейной модели изменения фазы сигнала (1.1) приведен
Сигнал, принимаемый на интервале времени [кТ + Т(1,кТ + МТи ], в СНС может быть описан выражением
= АК (кТ + ]Т, - х(к - 1))со8(®п(А:Г + ]Та) + яЗна(к -1) + <рс{к - 1,у)),
(1.21)
в [2].