Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2-е издание, 2004) (1092039), страница 91
Текст из файла (страница 91)
Современная АП оснащена высокопроизводительными процессорами, позволяющими полностью автоматизировать выполнение всех основных операции: поиска и обнаружения сигналов выбранного созвездия НКА, слежения за сигналами и измерения РНП, приема и деколирования служебной информации, учета а изморенных РНП различных поправок (релятивистской, тропосферной, временной и т. п.), решения основной навигационновремснной задачи и сопутствующих сервисных задач, контроля навигационных решений, контроля работоспособности аппаратуры, регистрации и индикации результатов решений.
Кроме того, в зависимости от типа и назначения АП на ее вычисли. тельные средства могут возлагаться различныс сервисные задачи. На. пример, для самолетной аппаратуры к числу сервисных задач относятся: хранение координат промежуточных пунктов маршрута и промежуточных аэропортов, расчет и хранение параметров линии заданного пути, расчет ортодромическнх координат (главных и частных), расчет времени полета и оставшегося расстояния до очередного промежуточного пункта, его азимута и т.
д. С позиций современной теории оптимальной фильтрации решаемая в АП задача получения оценки вектора состояния потребителя может рассматриваться в виде единого алгоритма обнаружения †оцениваи. Однако лля упрощения АП и программного обеспечения залачу п~лучения оценок вектора потребителя разбивают на два этапа обработки [116, 117): первичную и вторичную. На этапе первичной обработки решаются задачи поиска и обнаружения сигналов, слежения за ними, фильтрации (оценки) РНП сигнала, приема и декодирования служебной информации. На этапе вторичной обработки с использованием полученных на первом этапе оценок РНП и соответствующих навигационных функций решается задача НВО, т. е.
вычисляются оценки вектора состояния потребителя. В состав программного обеспечения вторичной обработки вхолят и блоки управления первичной Лунам» анап» Гр о рбмюя обработкой, а также блоки для в пда и вывода необходимой информации и Лля решеии» сервисньш задач. 8.8.2. Структура информационного обмена между элен»из»ми АП На рис 8.9 приведена обобщенная схечв обмена информацией между основными злеыентами ЛП (процессорами первичной и впзричной обработк, интерфейсом внсшнил ус ройств) и различными потребителями информации На вход процессора первичной обработки поступают сигнаяы НКА, прин» ме антенной, усиленные и преобразованные н» проме:куточную частоту в соответствующем радиочасютнам блоке, а также сигналы гп. опорного генератора и (или) синтезатора Из блока пер»изной обработки в блок вторичной передаются измеренные знач«ни НП (каазидвл ноши рнвивльнсй каазискорости), отсчет системного вренени спутника, »также строки слузкебной информации С боска вторичной обработки (навигационного процессора) резузштаты НВО поступшот па иншрфейсный блок, с которого информация распрсделяшся на пульт уира~си я, другим бортовыч системам, внешним погребитспяч.
Кроме того, навипшионный процессор выдает в блок первичной абраб и уцравляюшую информ»пню' номера видимых НКА, прогнозируемые значения РНП, режимы н подрежимы рабглы, оценку точности целеуказания. В случае использо»ани» антенн с управляемым обзором необходимые сигналы перез»мого» и на блок упраыения антенной й г Р .
8.9. Структурны с ЛП 483 д Сщтниисеые радиннаеи ииионные еисмеиы Пульт (при его наличии) используется для ввода в ЛП исходной информации, необходимой для организации навигационного сеанса: режимов работы, априорных координат, характерных точек маршрута и т, д. Очевидно, что периодичности обращений к различным программам сильно различаются и наиболее часто используются блоки программ, обеспечивающие НВО.
Кроме того, с определенной периодичностью проверяется видимость НКЛ, проводится перезапись эфемерид и выполняются другие процедуры. Порялок и периодичность работы различных блоков определяется программой-диспетчером. Временная диаграмма программы диспетчера (рис. 8.10) распределяет блоки алгоритма и их части либо по параллельным ветвям вычислений, либо по одной последовательной ветви. На кюкдой из ветвей эти блоки размещаются так, чтобы реализовать требуемую периодичность расчетов при условии их максимального уплотнения по времени и соблюдения приоритетности отдельных операций. Основное ядро временнбй диаграммы реализует программу игесткого типа, однако обычно в ней предусматривается наличие определенных элементов адаптации к условиям навигационного сеанса.
Интерфейс с внешними потребителями обычно осуществляется через асинхронный послеловательный порт Я5232 нли К8422. При этом используются различные протоколы обмена: ХМЕЛ 0183 (в корабельной АП), Рнс. 8ДО. Алгоритм у~оавлення подрежимами в АП 484 В.з Нш гая игра ур емргбхе ем КБЧБХ !в геодезической АП), ГОСТ 18977-79, АКИС 429 )для «вивционной АП), бинарные )лля межмшлинного обмена) и ряд других.
Наибольшее распространение получил протокол ХМЕА, современные версии которого предусмнтриаают передачу потребителю ие юльке результатов НВО, на и первичной информации. что позвояясг реализовывать режимы шноситслных и вифференциьльиых намерений 8.5.3. Принципы н устройства первячной обработки лавнпшионнвй информации Минимальная иощность сигнала НКА на выходе приемной антенны АН, расположенной на поверхности Земли, имеет порядок -160 дБЗг. Соотвегстешша, ст щпо шумя в пвссе час.
тот порядка 1 МГц )СТ-кол сигнала ГЛОНАСС, С1А-код сигнала ОРБ) имеет значение порядка — 30 лБ, а после согласованной фютьтрации одного пе. риола ПСП вЂ” порядка 0 лБ. В та же время дяя получения удовлетворительных точностей сценок РНП необходимо отношение сигнал)шум более 10 дБ, что постигается накоплением )когерентным или некагеренгным) выходного напряжения согласованного фильтра в течение нескольких периодов ПСП, а также ингегрирошшисм сигнала в фильтрах слслящик измерителей Обычно иншрвал кагерснтного накопления равен 20 мс, т.
е. длительности одного символа навигационной информации. Согласованная фильтрация в АП реализущся сверпсой иа корреляторе принимаемого сигнала с эшланной ПСП дальномерного када, иными словами, путем вы»исленил нх взаимной корреляционной функции !ВКФ). При этом, дяя тою чтобы зашя процслура фильтрации действительно бьша близка к оптимальной )соглшованной). необходимо, чтобы пачавьный сленг по времени между началон опорной и выделяемой ПСП не превышал пшювины длительности т, элементарно~о символа )бита) дальномерного кода.
Поскольку задержка т принятого сигнала является одним из измсрвемых РНП )см, выпге), она априори неизвестна и может рассматриваться «ак случайна» величина, равномерно распрелеленная в интервале 0 ц т ц Д!т„ где Аг — число символов дальномерного кода. Аналогичная априорна» неопределенность существует относительно второго РНН вЂ” даплеровского сдвига несущей частоты принятою снгнача. Эквивалентная ширина полосы пропускания систем фазовой авпзподсгройки частоты )ФАПЧ), обеспечивающих в АП слежевие за сигналом, порядка 1 1'н, в то время «ак априорный диапазон значений доплероеского сдвига Рд лля неземных потребителей имеет, как уже указывалась, порядок э5 кГц, а лля низкоорбитальных космических обьекгов— Д Снутниновыв радионовигояионныв гастевы до ь40 кГц.
Таким образом, для того чтобы следящие системы АН обеспечили измерения РНП с требуемой точностью, необходимо в начале каждого навигационного сеанса, а также в случае «срывовв слежения, выполнить процедуру поиска сигнала в пространстве неизвестных параметров (задержки и частоты), в ходе которой осуществляется грубая, но достаточная для дальнейшего захвата следящими фильтрами оценка этих параметров.
Поиск и фильтрация сигнала каждого НКА осуществляется независимо, поэтому далее ограгшчимся рассмотрением путей решения этой задачи по одному НКА. 8.5.4. Поиск сигналов по задержке и частоте Задача поиска сигнала в АП СРНС полностью укладывается в рамки классической трактовки: оптималымя процеАира состоит в поиске пары значений (Рд1 т), котоРой соответствУет максимУм апостеРноРной плотности веРоятности (АПВ).
Неизвестные параметры Рд н т считаются независимыми случайными величинами, имеющими непрерывную плотность распределения. Априорные распределения этих величин предполагаются равномерными в интервввх соответственно 0 < рл < рд и 0 < т К Агги В этом случае оптимальные оценки, как известно, совпадают с максимально правдоподобными, а достаточной статистикой является величина, пропорщюнальная квадрату онм бьющей на выходе согласованного фильтра. При этом фаза принятого сигнала НКА также считается равномерно распределенной на интервале (О, 2к), поэтому согласованная фильтрация сигналов осуществляется в квакразурах (см, гл, 3). Однако реализация оптимальной процедуры поиска по непрерывному пространству параметров (Ел1 т) требует больших вычислительных мощностей, поэтому на практике в АП обычно используют квазиоптимальную процедуру, получаемую из оптимальной путем перехода от непрерывного к дискретному множеству этих параметров, т.
е. считается, что параметры т и год могут приниматьдискретные значении т„! =1, ...,А~ми Рдц /=!,...,дгу. Для СРНС ГЛОНАСС диапазон доплеровских частот дгд = — 5...5 кГц, а полоса доплеровскнх частот брл, соответствующая элеменшрной ячейке поиска, определяется полосой захвата системы частотной автоподстройки и составляет примерно 500 Гц, т. е.
число анализируемых ячеек по частоте равно 20. Число ячеек поиска по задержке равно числу элементов дальномерного СТ кода (элементов разрешения по дальности), т е. 511. Таким образом, общее число анализируемых ячеек сошхвляет 10 220. Для «вждой пары значений паРаметРов (Уд) т) Рагсчнтываетсл РешаюЩаЯ сзвтистика, сРавниваемаЯ с некоторым заранее заданным порогом, при превышении которого сигнал с данными параметрамн счниется обнаруженным, и АП переходит в рвким непрерывной 486 85 Н а гаГ лслллллр уре реля шя фильтрац и пагымегров Гд и т. Время иекогерентного накопления решающей статистики при анализе в одной тлечмпьрпой ячейке составляет 1...4 мс, чш сответсг вуег 1- 4 псриолам СТ-кода Для ускорения пггиска АП описанная процедура организуется как параллишьно-последовательней при этом ~испо параллельно анализируемых «омбинаций значений В и т зависит' от трсбонаний к о еративнссти измерений и стоимости 5сдомности) АП Упрощенная схема ус~ройства поиска привевена на рис 8 11.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
