Разработка предложений по модернизации пользовательского радиоинтерфейса спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС

• Автор: Гайворонский, Дмитрий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 183 с. : ил.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ СПУТНИКОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ
1.1 Предпосылки появления спутниковой радионавигации
1.2 СРНС первого поколения
1.2 Л СРНС Цикада
1.2.2 СРНС Транзит
1.3 СРНС второго поколения
1.4 Принципы определения координат потребителя в СРНС
1.5 Архитектура СРНС
1.5.1 Космический сегмент
1.5.2 Командно-измерительный комплекс
1.5.3 Аппаратура потребителей
1.5.4 Особенности функционирования СРНС
1.6 СРНС ГЛОНАСС
1.7 СРНС Навстар (GPS)
1.8 Современное состояние СРНС
1.8.1 GPS
1.8.2 Galileo
1.8.3 Compass
1.8.4 QZSS
1.8.5 IRNSS
1.9 Выводы и предложения по модернизации пользовательского радиоинтерфейса СРНС ГЛОНАСС
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ МОДЕРНИЗАЦИИ СИГНАЛЬНЫХ ФОРМАТОВ СИСТЕМЫ ГЛОНАСС
2.1 Критерии выбора сигналов с кодовым и частотным разделением
сигналов КА
2.2 Бинарные минимаксные ансамбли
2.3 Частотно-сдвинутые т-последовательности
2.4 Статистический подход к выбору сигнатурных ансамблей
2.5 Выводы по главе
3 ВОЗМОЖНОСТИ УЛУЧШЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДАЛЬНОМЕРНЫХ СИГНАЛОВ ЗА СЧЕТ УСЛОЖНЕНИЯ СТРУКТУРЫ ЧИПОВ
3.1 Введение
3.2 Характеристики сигналов с расширяющей модуляцией типа ВОС
3.3 Альтернативные ВОС варианты структуры чипа с улучшенными разрешающими и точностными характеристиками
3.4 Спектральные характеристики расширяющей модуляции
3.5 Выводы по главе
4 ВЫБОР СИГНАТУРНЫХ АНСАМБЛЕЙ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ПРИ ЧАСТОТНОМ РАЗДЕЛЕНИИ
4.1 Введение
4.2 Варианты сигнатурных ансамблей для сигнальных форматов с частотным разделением
4.2.1 Выбор общего дальномерного кода
4.2.2. Примеры оптимальных сигнатурных ансамблей с частотным
разделением
4.3. Оптимизация литерного разноса при частотном разделении
4.3.1 Уровень взаимных корреляций частотно-сдвинутых сигналов КА в доплеровской зоне
4.3.2 Распределение разности доплеровских частот сигналов КА (теоретический анализ)
4.3.3 Распределение разности доплеровских частот сигналов соседних литер (результаты моделирования)
4.3.4 Оптимальный разнос литерных частот
4.4 О нецелесообразности дополнения частотного разделения кодовым
4.5 Выводы по главе

5 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ И МОДЕРНИЗИРОВАННЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ СРНС GPS И GALILEO
5 Л Введение
5.2 Сигналы СРНС GPS
5.2.1 Существующие сигналы СРНС GPS
5.2.2 Перспективные сигналы СРНС GPS
5.2.3 Далъномерные коды L1C
5.2.4 Дальномерные коды L2C
5.2.5 Дальномерные коды L5
5.3 Сигналы СРНС Galileo
5.3.1 Общая характеристика сигналов
5.3.2 Дальномерные коды диапазона Е5
5.3.3 Дальномерные коды диапазона E2-L1-E1
5.4 Сводка результатов и выводы
6 ВАРИАНТЫ ВЫБОРА СИГНАТУРНЫХ АНСАМБЛЕЙ ДЛЯ
РАДИОИНТЕРФЕЙСА С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ
6.1 Введение
6.2 Ансамбли Касами и их свойства в доплеровских зонах
6.3 Расширение ансамблей Касами присоединением последовательностей бент-функций
6.4 Ансамбли Камалетдинова
6.5 Ансамбли Кердока
6.6 Укороченные ансамбли с кодовым разделением
6.7 Сводка результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

симальное абсолютное значение частотной расстройки. Как показано в [67], в случае охвата зоной частотных расстроек нескольких элементов разрешения по частоте значение рпш для любых двух ФМ последовательностей не может
быть ниже уровня 1 / л/тУ. Для СРНС характерны доплеровские расстройки до десятков килогерц при периоде сигнала, измеряемом миллисекундами, т.е. частотном элементе разрешения не более килогерца. Очевидно, что в столь широких частотных зонах невозможно рассчитывать на существование сигнатурного ансамбля со среднеквадратическим уровнем взаимной корреляции ниже, чем I~Jn . В то же время при случайном выборе ФМ сигнатур ожидаемое значение средней мощности ПМД р(т5 равно строго М N [39], что означает инвариантность ргт,. к конкретной структуре сигнатур и зависимость этого параметра только от длины кодовых последовательностей N. Поэтому задача поиска сигнатурного ансамбля по критерию минимума ргт5 становится бессмысленной, как только выбрана кодовая длина N.
Одной из возможных альтернатив рпш является использование максимального по ансамблю пика ВКФ сигнатур (2.4) во всей зоне задержек 0 Ртах = тах|рсЫ(ш,^А)|. (2.8)
т,Г
Ограниченность этого показателя связана с недостаточным учетом им статистической природы ПМД. Действительно, в широком диапазоне допле-ровских расстроек сигнал стороннего КА в значительной степени подобен шумовому процессу, максимальные выбросы которого имеют пренебрежимо малую вероятность. В этом случае предпочтение одного ансамбля другому только потому, что у первого меньше значение ртах, окажется сомнительным, если пик корреляции второго наблюдается на сравнительно малом множестве точек плоскости (т,Р), тогда как остальные выбросы ВКФ у него заметно меньше, чем у первого. Кроме того, на значение ртах может влиять