Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 14
Текст из файла (страница 14)
р 0; (1) также имеют амприблизительно одна неделя. Коды данных 0;( ) плитуду З- ! при скорости передачи 50 Гц. Код С/А ХСп(1) представляет собой код Голда !35, 148) с периодом ! мс. Отношения амплитуд компонентов сигналов Р и СггА задаются кон- А А . На первой фазе развертывания системы амплитуда сигнала сигнала СггА на З...б дБ больше, чем сигнала Р. К Р каждого спутника ХР(1)=Х~(1)Хт(1+пгТ) образуется од к из двух укороченных псевдошумовых кодов, ( ) и з( ) одинаковой тактовой частотой !0,23 МГц, привязанных к одному и тому же моменту времени и имеющих длину, отличающуюся на 37 ед. (15 345 000 и 15 345 037). Каждому НИСЗ соответствует свой временной сдвиг кода Хо на гй элементарных символов длительности Т 0,1 мкс.
Периоды укороченных псевдошумовых кодов Х, и Х, составляют приблизительно 1,5 с, а период кода Р— около 267 сут. Каждый отдельный НИСЗ формирует свой отрезок (сектор) полного кода Р длиной 7 сут, причем возможна смена этих секторов сразу на всех НИСЗ в период обновления кодов (раз в 7 сут), что в сочетании с большой длиной кода Р н закрытием образующих полиномов кодов Х| и Хо обеспечивает защиту высокоточного сигнала системы «Навстар» от несанкционированного использования.
Дальномерный код С/А служит для измерений с более низкой точностью, не защищен от несанкционированного использования н формируется из двух последовательностей 10- разрядного регистра сдвига 6~(!) и 6«(!) с образующими полиномами 1+ з+ ~о 6(.) 1! о! о+ о)„о) о+„.~о по правилу Х6(1)=6,(1) бо(!+т,Т,), где т,Т, — фазовый сдвиг, соответствующий 1-му НИСЗ, а Т, =! ОТ вЂ” длительность элементарного символа кода С/А.
Достоинство кода С/А (кода Голда) — простота его генерации при хороших взаимокорреляционных свойствах большого ансамбля сигналов. Двадцать периодов кода С/А составляют один элементарный символ служебной информации. Коды С/А и Р формируются от одной и той же опорной частоты и привязаны к одному и тому же моменту времени с погрешностью 3 нс, поэтому сигнал С/А может служить ключом для ускоренного вхождения в синхронизм по коду Р. Сигнал, излучаемый 1-м НИСЗ на частоте (ь можно представить в виде 5ло(1)= В„ХР(1)0;(!)соз(оог!+ Ч~), где „— амплитуда сигнала; ооо=2п!» Частоты (ь !о и коды Р на обеих частотах синхронны.
Спектры сигналов 50 и 5м системы «Навстар» изображены на рис. 4.3. Ожидаемые мощности принимаемых сигналов при минимальном угле возвышения 5" и усилении антенны, равном нулю (круговая поляризация), следующие: — 163 дБ Вт((,) и — 166 дБ Вт (/о) для кода Р, — !60 дБ.Вт (1,) для кода С/А. Кроме описанных дальномерных кодов Р, У, С/А в системе «Навстар» предусмотрены нестандартные коды С/А (Л!5С) и У(Л~5У), которые формируются прн появлении неисправностей в бортовой аппаратуре какого-либо НИСЗ.
Нестандартные коды отличаются от кодов исправных НИСЗ и не могут быть декодированы потребителем. Применение Л!5С и Ф5У в системе обеспечивает защиту потребителей от использования неправильной информации. Состав передаваемой информации. Структура кадра передаваемой информации в системе «Навстар» показана на рис. ! .4. Скорость передачи информации 50 бит/с. Кадр . состоит из пяти строк по 10 слов, содержащих по ЗО бит информации каждое. Таким образом, один кадр передается в течение ЗО с и содержит !500 бит информации.
В начале каждой строки передаются телеметрическая (ТМ) информация из 8 бит и специальное ключевое слово (Ключ), содержащее 22 бита. Навигационная информация, передаваемая в кадре, содержит поправки к временной шкале, эфемериды данного НИСЗ и альманах — эфемериды остальных спутников системы. Полностью альманах передается в течение 25 кадров (подробнее см.
гл. !0). Ключевое слово вводится в кадр передаваемой информации, чтобы ускорить вхождение в синхронизм по коду Р. Оно представляет собой число 6-секундных интервалов, равных длине строки, прошедших с момента исходного состояния кодов в начале недели на начало следующей строки. Каждая строка содержит четыре периода кода Х,(1), используемого для образования кода Р, поскольку период кода Х~(1) равен 1,5 с. Поэтому, декодирован число, передаваемое ключевым словом в ~'-й строке кадра, и умножив его на 4, получим число периодов кода Х,(1), прошедших с момента исходного состояния кода Р в начале недели, к началу (1+ !)-й строки. Исполь.
зуя эту информацию, можно декодировать код Р в период следующей строки кадра. Декодирование же ключевого слова можно осуществить по легкообнаруживаемому сигналу, поскольку коды С/А, Р и 0 синхронизированы по фазе и данные 0 передаются как по открытому, так и по закрытому сигналам. Таким образом, минимальный объем данных, необходимый для решения навигационной задачи, заключен в строках 1, 2, 3, со- бб 3 За«»ою держащих поправку к временной шкале, эфемеридную информацию и ключевые слова.
Следует отметить, что военное ведомство США считает недопустимым использование потенциальным противником информации, передаваемой даже по сигналу С/А. Поэтому в системе «Навстар» предусмотрены специальные меры чагрубления информации, содержащейся в открытом сигнале. Меры организации ограниченной доступности (ЗА — зе1есйуе ауа)(аЬ!1!1у) включают введение ошибок в излучаемые спутниками сигналы. Эти ошибки могут быть выявлены и исключены потребителями при использовании дополнительных фильтров.
Г1редпосылки для дальнейшего улучшения си г н а л а. Описанная структура сигналов системы «Навстар» позволяет определять координаты, скорость и поправку к временной шкале военного потребителя с высокой точностью. Для достижения этих результатов применен сложный код Р, для ускорения синхронизации по которому в кадре информации передаются ключевые слова, содержащие данные о фазе принимаемого сегмента кода Р, декодируемые по легкообнаруживаемому сигналу С/А.
Применение кода Р позволяет решать проблему высокой помехозащищенности труднообнаруживаемого сигнала. Однако ввиду того, что открытый сигнал недостаточно защищен от организованных помех, в условиях их воздействия ускоренная синхронизация по коду Р невозможна. В этом случае синхронизация по коду Р возможна только при расположении на потребителе высокостабильных генераторов со стабильностью не хуже 10 ", что для большого класса потребителей неприемлемо. К недостаткам выбранных сигналов следует отнести также и то обстоятельство, что сигнал типа С/А и кодовое разделение излучений спутников не являются оптимальными для гражданских потребителей, одним из основных требований которых является простота аппаратуры потребителя. Известно, что сигналы с временным разделением, использующие, например, код В!(х)ОК (!7, 24, 100), позволяют получать приемлемую точность местоопределения при дешевой одноканальной аппаратуре.
Поэтому выбор пары сигналов (Р и С/А) представляет собой в некоторой степени компромиссное совмещение в одной системе требований, предъявляемых военными (высокоточными) и гражданскими потребителями, одним из основных требований которых является простота аппаратуры. Сигнал системы «Глонасс» [190, 188, 175! Из м е р яе м ы е п а р а м е т р ы.
Спутниковая навигационная система «Глонасс» предназначена для пассивного определения координат, местоположения и скорости объектов различного назначения, Аппаратура потребителей (АП) будет производить измерения РНП: квазидальности и радиальной квазискорости до четырех , и более спутников. В составе навигационного сообщения с " каждого спутника передаются эфемеридная информация о положении спутника и временные поправки относительно шкалы системы «Глона: =», ч также информация о состоянии всех ; спутников системы.
По результатам измерений производится опре- деление трех координат и составляющих вектора скорости П, а также привязка его временной шкалы к времени системы. Разделение излучений спутников. Спутники ', системы «Глонасс» излучают навигационные сигналы в диапазоне ; !602,5625...!615,5 МГц. Разделение излучений спутников — час- ; тотное (квазичастотное).
Спутники опознаются по номиналь- ' ному значению несущей частоты навигационного сигнала, кото- рое определяется следующим выражением: 1»=/о+ йб), где Й=О, 1, 2,..., 24 — — номер литера несущей частоты; (о=(602 МГц, А)=562,5 кГц — разнос частот соседних спутни- ков. Литер й =0 предназначен для проверки резервных НИСЗ на орбите при восполнении орбитальной группировки системы и не используется потребителями. Распределение литеров й= 1, 2, ..., 24 между НИСЗ системы содержится в альманахе системы (не- оперативная информация в навигационных данных). Каждый НИСЗ системы «Глонасс» на своей несущей частоте излучает бифазпо манипулированный двоичной последователь- ностью навигационный радиосигнал.
Фазовая манипуляция не- сущего колебания осуществляется на я радиан с максималь- ной погрешностью не более -~ 0,2 радиана. Двоичная модулируюшая последовательность является суммой по модулю 2 дальномерного кода, навигационных данных и вспомогательного меандрового колебания. Для каждого НИСЗ все составляющие элементы передаваемого сигнала (несущая частота, дальномерный код, навигационные данные, меандровые колебания) получены от одного бортового эталона частоты. Дальномерный код представляет собой псевдослучайную (ПС) последовательность максимальной длины регистра сдвига и имеет следующие характеристики: номинальный период повторения ! мс, номинальная скорость передачи символов 5! 1 кбит/с. дальномерная ПС последовательность (ПСПд1 формируется девятирвзрядным регистром сдвига.
Код начального состояния регистра сдвига соответствует наличию <1» ао всех разрядах регистра. Начальным символом в периоде ПС сигнала является первый символ в группе 111111100, номинально повторяюшейся через 1 мс. Оооазуюгпий лелином соответствует дальномерному коду и имеет вид о(х)=1+х +кт. Наряду с данными 1190! в литературе 1170, 188! приводятся сведения о наличии в системе «глонасс» частоты (т и зашигпенного сигнала, 67 3» / зз с, = (), Е~ 2. Ь/ шог(2, ,=з Контрольная сумма с> с» 13 — 19, 27 — 34, 42 — 49, 58- 65, 73- 80 156 161 дБВт 39 .44 дБВт 50 бит/с 22...27 дБ 20 — 34, 50 — 65, 81 — 85 35 — 65 сб 66 — 85 сг 68 аналогичного сигналу Р системы «11австар».
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
