Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Относительная погрешность К=0,001 соответствует точности современных ИНС (без специальной калибровки), имеющих «уход» порядка 1,6 км/ч. На рис. 8.!2 показаны зависимости погрешности измерения дальности ССЗ с шириной полосы В, =0,08 Гц от отношения Р,/Ко при различных значениях остаточной погрешности б„ введения скорости.
Следует отметить, что при дальнейшем повышении качества ИНС не всегда повышается помехоустойчивость, так как суже~зэ ег,,"и вг, мг л ур аг дрl Еай11 йаЛ ЕРГ й Г йргр и гр 25 ар ай ЕЕ1 11,где дйгп Рис 8.11. Зависимость ширины полосы ССЗ и ФАП от относительной погрешности ИНС пзои и,„„„= =900 мГс, а,„=50 мГс', 1„,,„=100 мГс Рис.
8.12 Зависимости погрешности измерения дальности ССЗ от отношения сигнал-шум при различных значениях остаточной погрешности введения скорости Ьс при Вс — — 0,08 Гц Передача служебной информации в кадре сигналов ССРНС заставляет применять для когерентной демодуляции сигнала квадратурные схемы восстановления несущей, такие как схема Костаса. Если служебную информацию выделять не нужно (она известна потребителю или умышленно исключена из структуры сигнала на частоте )г системы «Навстар»), то сигнал можно отслеживать обычной системой ФАП или системами, в которых известная информация используется для демодуляции принимаемого сигнала в трактах ПЧ до преддекторных фильтров.
Исследования показали, что здесь выигрыш в помехоустойчивости может достигать 4...6 дБ. ГЛАВА 9 РАЗНОВИДНОСТИ АППАРАТУРЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 9.1. ОСОБЕННОСТИ АППАРАТУРЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ние полос ФАП и ССЗ ограничиваются другими факторами, такими как нестабильность опорного генератора АП, неприемлемо, большие времена переходных процессов систем слежения и т. п. Применение фильтрации Калмана с расширенным вектором состояния для измерения скорости в комплексированной системе АП и ИНС показало, что ССЗ Вь =0,02 Гц будет устойчиво работать при погрешности ввода скорости порядка 0,2 м/с. При этом пороговое отношение сигнал-помеха составляет около 10 дБГц.
Сравнивая это значение с пороговым отношением Р ггМо=25 дБГц, характерным для некомплексированной системы, можно сделать вывод, что ввод скорости способен повысить помехоустойчивость на 15 дБ. В ряде случаев дополнительный выигрыш в помехоустойчивости можно получить, используя адаптивную настройку параметров следящих систем. К этим параметрам относят: коэффициенты усиления петель и отдельных узлов; постоянные времени корректирующих звеньев; изменение порядка астатизма и т. п. Суть адап-- тивной настройки заключается в том, что в каждый текущий момент времени оцениваются помеховая обстановка, т.
е, значение отношения сигнал-шум Р,/Геш а также динамические параметры (скорость, ускорение, рывки), на основании чего вычисляются оптимальные или квазноптимальные значения параметров следящих систем. Существчет несколько вариантов практической реализации адаптивной настройки параметров: адаптивная настройка ширины полосы (при постоянном усилении) с помощью полосового ограничителя; адаптивная настройка ширины полосы изменением усиления ФАП; применение адаптивной ЧАП.
140 Сетевые спутниковые РНС предназначены для глобального навигационно-временного рбеспечения чрезвычайно широкого круга не только транспортных средств, но и других объектов, нуждающихся в таком обеспечении. Поэтому разнообразие типов АП определяется разнообразием требований, предъявляемых к ней 1186]. Так, АП ССРНС «Навстар» разделяют на два основных класса: военного назначения и гражданского применения. Отличительными особенностями аппаратуры военных потребителей являются: прием и обработка радиосигналов повышенной точности (модулированных кодом Р) в двух частотных диапазонах )~ и )г для получения высокой точности навигационно-временных определений и высокой помехозащищенности; применение дополнительных мер помехозащищенности, таких как пространственная селекция адаптивными антенными решетками, оптимальное комплексирование с инерциальными или другими навигационнь1мн системами подвижного объекта; малое время до первого отсчета навигационно-временных параметров; высокая надежность.
При этом такие характеристики АП, как массогабаритные, стоимость, оставаясь чрезвычайно существенными, не выдвигаются на первый план. Для аппаратуры гражданского применения наиболее важны малые массогабаритные характеристики и низкая стоимость. Отличительной особенностью этого класса аппаратуры является прием и обработка радиосигналов пониженной точности (модулированных кодом С1'.4) в одном частотном диапазоне, что 141 определяется, с одной стороны, доступностью этого сигнала для гражданских потребителей, а с другой — меньшими аппаратурнымн затратами.
По сложности схемотехнических решений и объему аппаратных затрат АП разделяют на одноканальную 1в том числе мультнплексную), которая в каждый текущий момент времени ведет прием и обработку радиосигнала только одного НИСЗ, и многоканальную, позволяющую одновременно принимать н обрабатывать сигналы нескольких НИСЗ. Число каналов многоканальной АП в первую очередь определяется динамическими характеристиками потребителя. Так, АП высокодинамичных потребителей, штурмовиков, космических кораблей, стратегических бомбардировщиков и некоторых видов ракет содержит пять каналов приема радиосигналов, при этом четыре канала используются для непрерывного слежения за несущей н задержкой радиосигналов четырех НИСЗ, обеспечивая тем самым непрерывное решение навигационной задачи, а пятый канал используется для поиска, синхронизации и приема информации от новых НИСЗ, обеспечивая непрерывную смену рабочих созвездий, а также для измерения задержки кода Р на второй рабочей частоте )ь обеспечивая компенсацию погрешностей распространения радиосигналов в ионосфере.
Пример реализации пятиканальной АП рассмотрен в $9.3. Следует отметить, что пятнканабьная аппаратура применяется также на таком малодинамичном объекте, как подводная лодка, но это обусловлено требованием малого времени до первого определения координат. Четырехканальная АП находит применение на ракетах разного класса. Необходимость в пятом канале здесь отпадает, так как ввиду относительно малого времени полета смена рабочих созвездий НИСЗ не производится. Двухканальная АП применяется на объектах со средней динамикой, таких как транспортные самолеты, некоторые ракеты, отдельные классы кораблей, самолеты гражданской авиации.
Один канал АП этого типа используется для последовательного во времени приема н обработки радиосигналов четырех НИСЗ рабочего созвездия, а второй канал так же, как и пятый канал в пятиканальиой АП,— для обновления рабочего созвездия и измерений на частоте 1э. Одноканальная АП используется на объектах с низкой динамикой, таких как танки, средства топопривязки, носители ранцев, самолеты гражданской авиации, морские суда, неподвижные объекты геодезии, картографии. Характерной особенностью одноканальной АП является последовательный по времени прием сигналов НИСЗ. Пример реализации одноканальной АП рассмотрен в $ 9.2.
В зависимости от продолжительности времени приема сигналов от НИСЗ различают одноканальную АП последовательного прнеы2 ма, когда продолжительность приема сигналов каждого НИСЗ составляет 0,2...2 с, и мультиплексную АП, где продолжительность приема сигнала каждого НИСЗ не превышает единиц миллисекунд. В последнем случае продолжительность приема значительно меныпе постоянной времени следящих измерителей АП, что позволяет организовать фактически непрерывное слежение за несколькими НИСЗ и одновременное измерение их радионавигационных параметров.
Благодаря цифровой обработке сигналов н программной реализации следящих измерителей увеличение аппаратурных затрат в мультиплексной АП оказывается незначительным по сравнению с одноканальной АП последовательного приема. Следует отметить, что вследствие мультиплексирования средний энергетический потенциал радиолинии АП вЂ” НИСЗ снижается (при слежении за сигналами четырех НИСЗ минимум на 6 дБ), что приводит к снижению помехоустойчивости мультиплексной АП, Пример реализации мультнплексной АП рассмотрен в $ 9.4.
Совершенствование технологии разработки и изготовления СБИС позволяет резко уменьшить массогабаритные характеристики и стоимость АП. Министерство обороны США субсидировало ряд программ, ставящих целью разработку мини-аппаратуры, и в настоящее время созданы опытные образцы одноканальной аппаратуры объемом 100 см' и массой около 400 г ~200, 201! .
Несмотря на разнообразие требований, предъявляемых к АП различного типа, можно сформировать общие тенденции развития АП, проявляемые при их реализации. Первой из них является все большее применение цифровых методов обработки радиосигналов, реализация алгоритмов обработки информации в программируемых микропроцессорах н микроЭВМ, повышение степени интеграции применяемых аналоговых и цифровых микросхем. Вторая состоит в применении передовых технологий при создании компонентов АП, таких как арсенид-галлиевая технология твердотельных СВЧ микросхем в сочетании с технологией фильтров на поверхностных акустических волнах, заказные аналоговые и цифровые БИС.
Третья тенденция заключается в применении дифференциального режима для повышения точности АП как военного, так и гражданского назначения. Разновидности дифференциального режима и их особенности рассмотрены в гл. 20. 143 Р.Е. ОДНОКАНАЛЬНАЯ АППАРАТУРА ПОТРЕБНТЕЛЕП 1 е 5к чь ьь ььь к«ь ! Г ьь'ь к ,ь ь н ц.Еь ь ььь ЕЬ ккьк ьь е Вк'ь 5ьч4 е ьь ьььь ьяь Вьнк Е ! 1 ь ь ь 'ь ш ! 1- ! нш. !ь ! ь ! ь ! ь !к !к о о о ь о. ььс кь 1 й5 о о .н о о н ш о ь ! !к ! "« кь ь. ь ььоь ь ькк ьььь й ьь ,ь й ь ь, ь о о.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
