Методика и средства повышения помехоустойчивости приёмовычислителей спутниковых навигационных систем

• Автор: Огнев, Владимир Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Содержание

Список использованных сокращений.

Введение

1. Особенности обработки информации в СНС. Оценка помехозащищнности существующих В

1.1. Структура СНС. Принципы выполнения навигационных

определений в ПВ. Проблема обеспечения помехоустойчивости ПВ

1.2. Математическая модель существующих сигналов СНС. Анализ

структуры ПВ с двухэтапной обработкой сигналов СНС.

1.3. Анализ факторов, влияющих на процесс получения

навигационной информации в СНС.

1.3.1. Виды помех и их математические модели

1.3.2. Влияние структуры используемых сигналов на помехоустойчивость ПВ.
1.3.3. Влияние динамики объекта на помехоустойчивость Г1В
1.4. Оценка помехоустойчивости существующих ПВ
1.5. Подходы к улучшению работы ПВ в условиях действия помех.
. 1.6. Повышение помехоустойчивости Г1В за счт обработки
перспективных сигналов СНС.
1.6.1. Анализ свойств сигналов в модернизируемых и новых СНС.
1.6.2. Проблема синтеза перспективного ПВ.
1.7. Выводы.
2. Синтез структуры Г1В, использующего при работе перспективные сигналы СНС
2.1. Постановка задачи синтеза следящих схем ПВ.
2.2. Синтез дискриминаторов следящих систем для когерентного
режима работы ПВ.
2.3. Синтез дискриминаторов следящих систем для некогерентного
режима работы ПВ.
Стр.
2.4. Анализ статистических свойств синтезированных дискриминаторов. Линеаризация моделей следящих схем Г1В.
2.5. Построение сглаживающих фильтров схем слежения за
параметрами информационного и пилотсигнала.
2.6. Алгоритм выделения навигационной информации в некогерентном режиме.
2.6.1. Основные этапы выделения навигационной информации из сигналов НКА.
2.6.2. Алгоритм битовой синхронизации
2.6.3. Алгоритм идентификации битов для когерентного режима
2.6.4. Алгоритм идентификации битов для некогерентного режима, использующий только информационную компоненту сигнала
2.6.5. Алгоритм идентификации битов для некогерентного режима использующий информационный и пилотсигнал.
2.7. Выводы.
3. Анализ характеристик перспективного ПВ методом
компьютерного моделирования.
3.1. Задачи имитационного моделирования.
3.2. Разработка имитационной модели.
3.2.1. Общая структура модели
3.2.2. Генерация полезного сигнала.
3.2.3. Генерация помех.
3.2.4. Блок Модель примовычислителя
3.3. Разработка упрощнной имитационной модели.
3.4. Методика проведения вычислительного эксперимента,
результаты моделирования и оценка их достоверности.
3.4.1. Методика проведения вычислительного эксперимента и
оценка достоверности получаемых результатов
Стр.
3.4.2. Результаты исследования помехоустойчивости следящих
схем ПВ в когерентном режиме
3.4.3. Методика и результаты исследования наджности выделения битовой информации в когерентном режиме
3.4.4. Результаты исследования помехоустойчивости следящих
схем ПВ в некогерентном режиме
3.4.5. Результаты исследования наджности выделения битовой информации в некогерентном режиме
3.5. Выводы
4. Экспериментальная проверка работы синтезированного ПВ
4.1. Цель эксперимента.
4.2. Проблемы проведения эксперимента
4.3. Описание макета примовычислителя.
4.4. Разработка устройства поиска сигналов СМС.
4.4.1. Задача обнаружения сигналов
4.4.2. Определение размеров области поиска и требований к
точности оценки информативных параметров
4.4.3. Использование преобразований Фурье для ускорения обнаружения сигналов НКА.
4.4.4. Выбор порога обнаружения.
4.4.5. Алгоритм синхронизации по фазе вторичного кода пилотсигнала
4.5. Результаты эксперимента.
4.5.1. Проверка работоспособности макета
4.5.2. Результаты работы УПС
4.5.3. Результаты работы следящих схем
4.6. Выводы
Выводы по работе.
Заключение.
Список литературы


В настоящее время широкое распространение получила технология определения координат объектов по сигналам спутниковых навигационных систем СНС. Разврнуты американская СНС и российская система ГЛОНАСС, Европейский Союз планирует создать к г. СНС I . Каждая СНС является совокупностью следующих составляющих 4, с. НАЛ аппаратура, осуществляющая прим и обработку радиосигналов НКА с целью определения необходимой потребителям информации пространственновременных координат, составляющих вектора скорости и т. В свою очередь, НАЛ состоит из антенной системы, осуществляющей прим сигналов НКА из эфира и их усиления, и примовычислителя ПВ, осуществляющего основные функции по обработке сигналов НКА и решению навигационной задачи. Рассмотрим принцип работы СНС. При использовании в ПВ псевдодальномерного метода 4, с. ПД до НКА. РХ,ст, . Определение координат потребителя возможно, если ПВ обеспечивает измерения, исевдозадержек ПЗ т, 1,2,. Л при количестве космических, аппаратов Лг 4. РЯ, Х X,2 Г У,2 ,2сГ 1. НКА, по сигналам которых определены ПД. Для решения задачи определения места основной навигационной задачи и коррекции временной шкалы образуется система уравнений вида 1. Х9 У, г и ошибка шкалы времени потребителя Г. Очевидно, что для решения 1. И, . Х1, У, 2, должны быть известны. Измерение скорости движения примовычислителем осуществляется по значению величины доплеровского сдвига частоты сигнала НКА. Я длина волны несущей частоты сигнала. Таким образом, в основе функционирования ПВ лежит процесс измерения параметров Т. НКА, называемых радионавигационными параметрами. Итак, принцип действия СНС в частности, используемый метод определения координат ПВ требует наличия информационных коммуникаций между НКА и ПВ. Каждый НКА обеспечивает передачу информации навигационных сообщений, а примовычислитель в процессе работы должен обеспечивать выделение информации навигационных сообщений, НС, транслируемой с НКА. При этом с понижением отношения сигналпомеха вероятность правильного выделения НС снижается. Поскольку сигналы НКА у поверхности Земли имеют малую мощность ниже уровня тепловых шумов возникающих в примной антенне при комнатной температуре, то помехи даже небольшого уровня или ослабление мощности принимаемого полезного сигнала могут приводить к невозможности выделения информации, что не позволяет ПВ выполнять свои функции. Источниками непредумышленных помех 5 при этом могут являться гармоники сигналов, излучаемых различными например, телевизионными передатчиками. Ослабление мощности принимаемого полезного сигнала возможно, например, при частичном затенении примной антенны НАЛ окружающими элементами ландшафта кроны деревьев, элементы конструкций зданий. Особенно уязвимой ПАП становится при организованном противодействии е работе. Так, первый постановщик помех военного применения для НАП СНС 6, разработанный в г. Вт энергии приводит к неработоспособности ПВ в пределах прямой радиовидимости в зоне радиусом до 0 км. ИВ 7. Поэтому актуальными становятся вопросы обеспечения функционирования ПВ при пониженном отношении сигналшум, когда затруднено выделение полезной информации из сигналов НКА. Настоящее исследование направлено на изыскание способов построения ПВ, работоспособного обеспечивающего, в том числе, выделения информации из сигналов НКА при пониженном соотношении сигналшум. Чтобы подойти к решению поставленной задачи сначала произведм оценку помехоустойчивости существующих ПВ. Для этого рассмотрим упрощнную, но отражающую особенности процесса выделения информации, модель ПВ. Поскольку структура и параметры ПВ во многом предопределяются набором обрабатываемых им сигналов, то необходимо также рассмотреть структуру существующих сигналов СНС. Математическая модель существующих сигналов СНС. Большинство существующих ПВ, как правило, используют при своей работе сигналы 1 СА системы . Некоторые Г1В, преимущественно российской разработки, используют также сигналы I СТ системы ГЛОНАСС. Для описания сигналов стандартной точности, излучаемых НКА II ГЛОНАСС и используется следующая модель 4, с. О Щ , Г,.