Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2-е издание, 2004) (1092039), страница 88
Текст из файла (страница 88)
Прежде всего эти сигналы должны обеспечивать высокую точность измерения времени прихода 1задержки) сигнала и его доплеровской частоты и высокую вероятность правильного декодирования навигационного сообщения. Для того чтобы сигналы отдельных спутников надежно различались АП, они дояжиы иметь низкий уровень взаимной корреляции. Кроме того, сигналы СРНС должны наилучшим образом использовать отведенную полосу частот при малом уровне внеполосного излучения, обяадать высокой устойчивостью к преднамеренным и непреднамеренным помехам различных видов.
Выполнить эти требования можно только при использовании сложных сигналов, база которых спроизведение полосы на длительность) значительно больше единицы. В качестве таковых в обеих рассматриваемых СРНС используют сигналы с псевдослучайной фазовой манипуляцией. Имеющиеся различия в видах мопулирующих ПСП, методах разделения сигиалоа НКА и способах передачи навигационного сообщения описаны далее. 8.3.1. Структура навигационных сигналов и навигационных сообщений ГЛОНАСС В спутниковой радионавигационной системе ГЛОНАСС применен частотный метод разделения сигналов различных НКА: каждый из них использует свою пару литерных частот, одна из которых принадлежит диапазону йь другая — диапазону йз [114).
На этапе проектировании для СРНС ГЛОНАСС был принят следующий способ определения номинальных значений несУЩих частот в веРхнем (Е,) и нижнем 1Ьз) Диапазонах; 4бй 41 Сыру ГР ле сены 6 ! ЫСРНС А =)ь -4461 Ле . 16020000МГц, Ь(, = 05625 М('ц, /г — 'Лтэ + (АЛт! Л 12460000 М! ц. г)б = 04!75 МГц, !, г Г Гэл = 9(7, где 4 — люере (У~ювный поРЯдковый ноьюР) паРы несУщих чащш г,э и гтэ н диапазонах (л и ге.
Пр» этом крайним эначенилм ли~ер 2 — 1 и 4 = 24 сщпеетствовали сведующие эначения несущих часют: ,Гы=!6025625М1ц; Гээ=!6155000МГц, уъ, — 1246,4375 МГц, 7;л, = 1256,5000 Мрц, Однако, поскольку в непосредственной блиэости ст рабочих частот Б1ОНАСС располагаютсн рабочие частоты систем сггутииковой радиссвяэи (полосы частот 1559,0.. 1610,0 МГц и 1215,0 1260,0 МГц), воздушной радионавигации (полоса частот 1535 О.. 1559 0 МГц), а также выделенная лля нужл ралиоастронсмии польша частот 1610,6 ..1613,8 МГц, план использования радиочастот в интересат ГЛОНАСС в дальнейшем пересматривался. В ~ее~нос~и, было учтено, что далее при полно» составе орбитальной группировки (24 НКА) лля болг,шиисгва потребителей (сухопутных, морских, вотлушиых) в зоне редиовидимости не можш находиться более 12 НКА Поэ~ому в целях сскрагцения ширины диапазона, эанимэлмого сигналами СРНС ГЛОНАСС, в 1993 г, бьшо принято решение для юаимно агпиподных (находящихся в диаметрально п(ютииэпололгных ючклх орбиты) НКА использовать одинаковые литерные часттпы, число которых в кю!щом диапаъзне частот сокращено до 12 При эюм а 1998 — 2005 гг, испсяьэуются лите.
ры несущих часпп 1 — 1,, 12, а с 2005 г литеры й = — 7, ...,4 Это обстоятельство необходнио иметь в виду, если АП используется иа других космических аппаратах, высота орбиты которых позволяет одновременно ввидетье вэаи о антиподггые НКА. Лл» разделения сигналов в этих ситуациях необходимо испольэпвать пространственную (эа счет формы диаграммы направленности антенны АП) и допяеровскую селекции сигнююв Воэможность последней сяедует ич того факта, что для наземных объектов лсплеровский сдвиг, обусловленный собственным движением НКА, может имет~ максимальные эначеиия в5 кГц, а лдя низкоорбитальных космических объектов — до ь40 кГц. В аппаратуре потребиюяей поиск несущей частоты каждого НКА осу~!тес! вдается в полосе порялка ь500 Гц относительно центральной частоты, прогнозируемой с учетаи доцлеровского сленга.
Гаким образом, в АП космических объектов может быть реаииэована эффективная доплеровская селекция сигналов от всех радиовилимых НКА, в там числе взаимно антиподныл НКА с одинаковыми литеримми»астатюти. Сигнал, июучаемый в диацаэоне Еь подвергается относительной фазовой манипуляции (ОФМ) на я двумв ПСП: ПСП! и ПСП2. Первая ПСП образуется сложением по модулю 2 трех двоичных сигналов (рис. 8 4): 469 Д Сиута ииааиа радиаиааигаяиаииие систина Пасладавитильиаа а, сиииалаи МВ (т — оэю Паалалавигальиаать символов Ст-хаяи иифариаииаиньи н праиарачних аимваэаи (В=20 иа) сиивали ОФМ Маинлр пктиюй Рт 20 На) аиихранизилин (Тм Ю ис) Рис.
8.4. Принцип формирования модулирующей последовательности 470 — дальномерного кода стандартной точности (СТ), являющегося последовательностью максимальной длины (М-последовательностью) с тактовой частотой Я = 511 кГц и периодом 1 мс (иногда для обозначения этого кода используется аббревиатура ПТ-код, т. е код пониженной точности); — двоичного сигнала навигационной информации (НИ) с тактовой частотой 50 1 ц, передаваемого с помощью ОФМ в виде строк ллитсльностью 2 с; — си глаза тактовой синхронизации в виде меандра с частотой 100 Гц.
Образуюпгий полинам СТ-кода имеет вид (ы(х) = 1 Ю х~ Ф «з Схема формирования дальномерного кода показана на рис. 8.5 Основными элементами этой схемы являются: регистр сдвига генератора ПСП, формирователь синхроимпульсов, а также триггеры синхронизации дл» формирования сннхроимпульсов с периодом Тси = 1 с и меандра тактовой синхронизации. В каждой двухсекундной строке навигационного сообщения на интервале времени Тнл = 1,7 с передаются 85 двоичных символов длительностью т, = 20 мс каждый. В конце даухсекундной строки передаетоя метка времени (МВ), представляющая собой укороченную на один символ 31-символьную М-последовательность длительностью Тмв = 0,3 с.
В приемнике с помощью меандра осуществляется символьная синхронизация для МВ, а с помощью М — строчная и символьная синхронизация НИ. Фронты мсандра н границы символов МВ и НИ синхронизированы с высокой точностью (рис. 8.6). 53 Струкмур ю!аге и< обц ЗСРНС Рнс. 5.5. Стена формировання лгмьномсрното кода Си юдяь:ы то; — ! гн=! НР' и т а .Р Нвыекв с„=!ем Тон — зо Р и л ПСП Йшш~ш и Псм зз! н сп ст- ч- !.9Ы9 г Рнс. В.б.
Врененнзя диаграмма сигнало СРНС ГЛОНАСС Нтора» ПСП фпрмнруется по аналогичному принципу, однако в ней используется М-последоеатеяыюсгь с !актовой чытотой 5,1! МГц н пернелем 1 мс, образующая лальномерный код высокой точности !Вуй Использаванне ВТ-кода регламентируется МО Рйг, поэюму он защищен от нссанк- 471 Д Спумникаиии раоионпащачионнме сиотеии ционированного доступа и его структура официально не опубликована.
Ортогональншпь, т.с. отсутствие взаимного влияния при передаче ПСП) и ПСП2 обеспечивается благодаря их сдвигу по фазе несущей на 90'. Спектр мощности навигационного радиосигнала практически полностью определяется тактовой частотой ПСП, которая на несколько порядков превышаег тактовую частоту НИ. Соответственно, ширина основного лепестка огибакипсй спектра мощности радиосигнала, модулированного СТ-кодом равна 1,022 М Гц, а ВТ-кодом — 10,22 МГц.
Навигационная информация структурирована в виде строк, кадров и суперкадров. Строка, как уже говорилось, имеет длительность 2 с (вместе с МВ). Поскшшку используется относительная фазовая манипуляция, первый символ «вждой строки является начальным (ихолостым»). Последние восемь символов в каждой строке являются проверочными символами кода Хэннинга, позволяющими исправлять одиночный ошибочный символ и обнаруживать два ошибочных символа в строке.
Кадр (длительность 30 с) содержит 15 строк, суперкадр (длительность 2,5 иин) содержит 5 квлров. В сосгаве каждого кадра передаегся полный обьем оперативной НИ и часть альманаха системы Полный альманах передается в пределах суперкадра. Ляьманах системы солержит: — параметры орбиты, номер пары несущих частот и поправку к бортовой ШВ для каждого штатного НКА орбитальной группировки (24 НКЛ), — время, к которому относится информация альманаха, — поправку к ШВ системы относительно ШВ страны (погрешность поправки не более 1 мкс). Альманах системы необходим в АП для планирования сеанса навигации при выборе оптимального созвездия НКЛ и для прогноза доплеровского сдвига несущей частоты.
Операгивная НИ в кадре относится к НКА, излучающему навигационный радиосигнал, н содержит: признаки лостоиерности НИ в кадре; время начала кадра г„; эфемеридную информацию (ЭИ) — координаты и производные координат НКА в прямоугольной геоцентрической системе координат на момент времени г„частотно-временные поправки (ЧВП) на момент времени ги в виде относишльной поправки к несущей частоте навигационного радиосигнала и поправки к бортовой ШВ НКА; время го, к которому «привязаны» ЭИ и ЧВП, кратно 30 мин и отсчитывается от начала суток. Оперативная НИ используется потребителем в процессе определения собственных координат и вектора скорости. В лиапазоне Ез используемыс в настоящее время НКЛ первой модификации излучают однокомпонентный сигнал, образуемый посрелством фазовой манипуляции несущей М-последовательностью ВТ-кода (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
