Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Известны активные СРНС с регулярным разделекием сигналов, например, системы, построенные на спутниках АТ5-1, АТ5-3 и АТ8-5, «Марсат» (по запросу с НЦН), а также системы «Аэросат», «Вол» н др. [92. 108, 124) . В экспериментах со спутниками АТ8-1, АТЬ.3 и АТ5-5 на навигационный сигнал накладывалось дополнительное требование хорошей совместимости с цифровой системой связи [92), поэтому дальномерные коды вводились в поток цифровых данных линий связи. Длительность дальномерных сигналов составляла десятки миллисекунд, так что отрезок времени для определения дальности в каналах связи был весьма мал по сравнению с длительностью связных гообпгени й В системах «Марсат» и «Аэросат» наблюдение за объектами осушествляется ~аг1росным способом по каналам независимого наблюдения.
Дальномерный код и адрес запрашиваемого П передаются с НПН на П через ИСЗ-ретранслятор. Разделение радиолиний запроса и ответа частотное. В системах могуг исполь. зоваться различные типы модуляции: узкополосная ЧМ, дельта. модуляция, модуляция длительности импульса, манипуляция сдвига фазы и частоты. Длительность запросного сигнала 0,5 с. Примерами активных беззапросных систем, в основе которых лежит метод случайного (свободного) доступа к НИСЗ-ретранслятору, являются проекты системы ААТМ5 (Абчапсеб А)г Тгап(с Мапаяегпеп! Зумеш) [124), разрабатываемые для управления воздушкым движением различными фирмами США Проект фирмы Вое!пй рассчитан на одновременное наблюдение за 1О» объектамн, предполагается использовать временное, частотное и кодовое уплотнения дальномерных сигналов.
Проект отделения Ац(опенсз системы ААТМВ рассчитан на одновременное обслуживание 10' объектов. Дальномерный сигнал от каждого объекта излу. чается периодически и представляет собой 3-импульсную посылку (триплет), каждый импульс кото[~ой есть ФМ сигнал. Для образования требуемого ансамбля сигналов (10 ) предполагается применять !О псевдошумовых кодов, !О частот, 100 различных интервалов между первым †втор н вторым †треть импульсами.
При использовании указанного ансамбля сигналов возможны три вида погрешностей, обусловленных: !) кодовым разделением сигналов, 2) неполным частот- Рис 63. Навигационный сигнал актив- ной системы проекта ААТМ (6.24) [Лг,) П(Л(,) = ~). Если Л1~ и Л1, одинаковы, то вероятность неразделения сигналов увеличится на значение вероятности перекрытия импульсов с различными номерами: 1-й пары одного П и 2-й пары другого. Вероятность Р.~ неразделения первых пар импульсов от различных П прн условии (6.24) можно вычислить по формуле ч ! Р, 2.
Р [т) =-1 Х Р,[т), (6.25) х=т »=о где Р«(т,) — вероятность того, что на вход приемкого устройства ретранслятора НИСЗ поступают сигналы от Л потребителей со сдвигом во времени, не превышавшим т,. Вероятность Р,(т,) с учетом несинхронности излучений различных П между собой и случайности их расположения относительно НИСЗ можно представить в виде и -» и, [,,) = С", Р, (т,) [ ! — 1', [,) ] (6.26) где Р~(т,) - вероятность того, что начало любого нз принимаемых триплетов попадает в интервал длительности т, при средней длительности трнплета т; очевидно, Р,(т,)=тйг — т) ным разделением, 3) наличием определенной вероятности перекрытия сигналов объектов, имевших одинаковые код и частоту. Погрешности 1-го вида зависят от корреляционных свойств примененных кодов и оцениваются по формулам (6.4) и (6.5) с учетом вероятности перекрытия сигналов от различных объектов, имеющих либо разный код, но одикакоаую частоту излучения и частичное или полное перекрытие импульсов, либо одинаковые код и частоту излучения и частично перекрывающиеся импульсы со сдвигом, не меньшим длины элементарного снмвола кода.
Погрешности 2-го вида зависят от частотного разноса сигналов различных обьектов и также оцениваются по формулам (6.4) и (6.5). Вероятность их появления зависит от расположения объектов, имеюших различные частоты, но одинаковые коды и интервалы между импульсами триплета. Погрешности 3-го вида не позволяют практически разделять сигналы различных объектов. Сменим вероятность такого события.
На рис. 6.3 изображен сигнал, излучаемый 1-м объектом, где Т -- период повторения триплетов, т — длительность триплета, т. -- длительность импульса триплега, т. — длина элементарного символа адресного кода, Лг~ и Л1»вЂ” интервалы между первым — вторым и вторым — третьим импульсами триплета соответственно.
Примем, что обшее число излучающих объектов М число используемых частит л, число кодов т, число различных временных интервалов между первым — вторым и вторым — третьим импульсами 1. Тогда иа одной частоте с одинаковыми кодом и первым или вторым времекными интервалами между импульсами излучают Л( потребителей, М=-1»(тп1) Вероятность неразделения сигналов от нескольких П (вероятность перекрытия по два импульса триплега от нескольких объектов) равна сумме вероятностей перекрытия двух первых или двух последних импульсов от различных П, если интервалы Л1, и Лиг различны: 102 !03 При М~ ! и Р~(т,) С) второе слагаемое под знаком суммы ва втором равенстве (6.26) значительно меньше первого н вероятность перекрытия первых двух импульсов триплета приближенно можно оценить по формуле (6.27) Р„, 1 — (1 — МР~(т,) )=МР,(г,!.
Пусть, например, Л'=!Оз, т =л=!О, (=100, т,=0,1 мкс, Т=! с, т,=40 мкс, Л)~+Л)э=40 мкс. Тогда на одной частоте с одинаковым кодом и одинаковым временным интервалом между первым и вторым импульсами триплета могут излучать М=)00 П. Если учесть, что активны не все П, то величину М следует еще уменьшить. Вероятность Рйт,)= 1,0016 1О ', а вероятность неразделения двух первых сигналов триплета при условии (6.24) Рю 10 ' даже в расчете на максимальное М, соответствующее актняности всех П.
Вероятность перекрытия последних пар триплетов Ргм рассчитывается по аналогичным формулам, составленным относительно моментов принятия сигналов. Поскольку число возможяых временных интервалов между последнимн двумя импульсами и между первыми одинаково ((), то Р„з=-Р.ь Следовательно, при условии (б 24) вероятность неразделения сигналов Р„ равна удвоенной вероятности перекрытия первой пары импульсов, излучаемых различными П: Р„= =2Р.ь Можно также показать, что при (Л),) (ЛЫ вероятность неразделення сигналов Р. равна учетверенной вероятности Р., поскольку существует вероятность перекрытия разноименных пар импульсов трнплетов от различных П (первой пары со второй и наоборот) .
Если же (Лг ~)() (Л(х)= (Л(з), то Р. (4Рм. Таким образом, для произвольных (ЛЦ и (ЛЫ вероятность неразделения сигналов изменяется в следующих пределах: (6.28) 2Р„, ( Р.(4Р.ь где Р„~ определяется по формудам (6.25) или'(6.27). Для рассмотрению о примера 2 ° 10 (Р„(4 ° 10 Ранее оценивалась вероятность перекрытия пары импульсов триплета, соответстяующая невозможности выделения сигналов П. Представляет интерес оценить также вероятность перекрытия одного из импульсов трицлета Р.ь приводящего к ухудшению вероятности обнаружения сигналов нескольких П. При этом вероятностная модель значительно усложняется, поскольку необходимо учитывать корреляцию между моментами появления импульсов в трнплете, и выражение, аналогичное (6.26), имеет более сложную структуру.
Однако вероятность перекрытия по одному импульсу триплета можно оценить с помощью соотношения, аналогичного (6.27), с учетом упрощающих соотношений при М)Ы и Р~(т,)<<1. Полную группу событий (как и ранее) составляют й импульсов принимаемых триплетов, начинаемых в интервале времени !хм хэ+т,) при произвольном хэ, причем й=О, 1, ..., )М. Рассуждая так же, как для случая перекрытия пар импульсов, можно получить упрощенную 4юрмулу для вероятности перекрытия одного из импульсов триплета при М)»1; Р~(т,) <<1: (6.29) Р„, = З)МР,(т,) .
для рассмотренного примера Р., =3 1О ' С). Таким образом, с помощью формул (6.25) — (6.29) можно рассчитать требуемые параметры снгналоа активной СРНС по заданным вероятностям неразре. щения сигналов и взаимных помех. В заключение отметим, что анализ взаимных помех в активных и пассивных ЭРНС в гл. б проводился для оптимального построения устройств обработки выбранных ансамблей сигналов. Вопросы же построения самих оптимальных устройств обработки навигационных сигналов з.РНС рассмотрены в гл 7 — 9.
104 ГЛАВА 7 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 7.1. ОБОБщенндя структурндя схемА Ап ссрнс Аппаратура потребителей (АП) предназначена для определения пространственных координат и параметров движения объекта навигации по результатам измерений при использовании информации, содержащейся в кадре принимаемых от НИСЗ радиосигналов. Пр этом под параметрами движения понимаются три составляющие вектора скорости, в частном случае — составляющие вектора ускорения, а также производные от них параметры, нужные для управления движением объектов. С учетом специфики функционирования спутниковых радионавигационных систем к определяемым АП параметрам относят также поправки к шкалам времени и частоты местного собственного хранителя времени и опорного генератора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
