Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Получеииые квадратуриые выборки х» и 1,1» в цифровой форме с выхода коррелятора последовательно во времени подаются иа программно реализуемые фильтры следящих систем, число которых равно числу КА рабочего созвездия. Такое соединение аппаратных и программных средств позволяет удачно сочетать достоинства одноканальной и миогокаиальиой АП: малые аппаратные затраты и одновременное измерение навигационных параметров сигналов КА рабочего созвездия. На рис. 9.6 приведена структурная схема мультиплексиой АП [186). Следует отметить, что ие все элементы и узлы обычного одноканального приемника можно использовать в мультиплексиой АП ввиду специфического требоваиия -- быстрого переключеиия состояния схем.
К осиовиым принципам реализации мультиплексиой обработки радиосигналов относятся: быстрое когереитиое переключение преселектора СВЧ сигналов /1 и (з диапазовов, использование памяти для хранения состояния несущей и кодов;' применение мультиплексеров и демультиплексеров для временного уплотнения !» и 1',з» выборок, применение единой опорной сиихроиизации, иа базе которой осуществляется мультиплексиая сиихроиизация, оптимизация частотиого плана радиочастотного преобразователя — усилителя. К узлам, при реализации которых проявляется специфика мультиплексироваиия (иа рис. 9.6 заштриховаиы), относятся: селектор частот диапазоиов /~//г, схема цифровой додетекториой обработки, цифровой синтезатор доплеровского сдвига частоты иесушей, цифровой синтезатор задержки ьь Р ььЬ ' ь *ь Вь ьяь "ч» в ьйч ! 1 ! а' о Ю о о о ь я в ь о.
о о. ь в7 в'; , ь ь ь»., ь Ь- вй ь ь ьь ь ь ьь ь ьь ьй ььь ьь ьч ь» в в ш в ь ь ьй. ь $ Ю йв ь ь ьь ь Ф о. о о о о о. о 1 ь й а о л л о с» ьь ь ь Мьь о о о. аа»а»ли ааа»аш шашшгд кодов. На рис. 9.6 не показаны те блоки, которые производят контроль синхронизации и выделения навигационного сообщения, поскольку непосредственно с мультиплексированием они не связаны. Прн оптимизации частотного плана радиочастотного преобразователя руководствуются решением трех основных задач: упрощения синтеза гетеродинных частот, исключения влияния собственных помех и обеспечения формирования простого набора опорных импульсов синхронизации. Для решения второй и третьей задач частота опорного генератора выбрана равной 10,2304 МГц, что обеспечивает сдвиг в 400 Гц относительно тактовой частоты символов кода Р, равной 10,23 МГц.
Для подавления сосредоточенных по спектру помех в радиоприемнике производится дополнительная модуляция сигнала на первой промежуточной частоте псевдослучайным кодом Т с последующей демодуляцией совместно с колами С/А и Р. Стабилизация уровней сигналов на первой и второй промежуточных частотах обеспечивается двумя цепями цифровой АРУ. В блоке цифровой додетекторной обработки выполняется аналого-цифровое преобразование двух пар квадратурных сигналов /» и 11» и их цифровое накопление. Одна пара сигналов !» и 1;!», полученная в результате корреляции с синфазной ПСП, используется в контуре ФАП, другая, полученная в результате корреляции ПСП с т-качанием,—.- в контуре ССЗ. Цифровые синтезаторы несущей и тактовой частоты кодов С7А и Р достаточно сложны [186!. Максимальное время их перестройки 0,4...0,5 мс.
Процессор считается центром мультиплексной АП, так как а нем обеспечивается реализация всех алгоритмов обработки сигналов, хранение значений фазы несущих и задержек кодов. Все основные параметры схем слежения являются программноуправляемыми, что позволяет изменять их в реальном времени как компромисс между динамикой отслеживаемых параметров и отношением сигнал-шум. Структурная схема процессора. и программного обеспечения приведена на рис. 9.7. Мультиплексный режим используется для поиска, слежения и выделения информационного сообщения. В этом режиме схемы ФАПЧ ЧАГ1 за несущей отслеживают сигналы четырех КА вплоть до рывков 30 м/сз при отношении сигнал-шум более 32 дВГц и ширине полосы 20 Гц, обеспечивая среднеквадратическую погрешность измерения скорости 1,2 см/с, схема слежения за задержкой кода при указанном отношении сигнал-шум и ширине полосы 1 Гц имеет среднеквадратическую погрешность измерения квазидальности 1 м.
В мультиплексной аппаратуре резко снижаются аппаратурные погрешности, характерные для двух- и более канальной аппаратуры, отсутствует необходимость периодической калибров- 156 Г 1 ь ь ьь ь ь» ь ь ь 1 г Фильтр несощох „ Глбнасс йип- лгн- сер тбХД..
ЕдбМГд Ддей- П неи д й 'й бцп толь тр Сби нам- »й гетервдон мупиппар „навалов" гьг г гббгш йитп его тор наствт несощеи „ „наг стар" »й гегпервдон „Глонасс" Рнс. 9.8 Структурная схема радночастотного преобразователя снгналов н пропессора первичной обработки одноканальной АП, работаюшей одновременно по снгналам систем «Глонасс» н «Навстар» Ул абленве л иенам сигналвд лвн сс или а ста йпврныи гененптвр !58 159 ки задержек каналов. Это открывает дополнительные возможности.
В частности, появляется возможность измерения направлений. Если на потребителе установить две или более антенны на некоторой базовой линии, то можно измерять азимут и определять поправки к системам курсоуказания, измеряя разность фаз несушей частоты сигналов, принимаемых антеннами. Оценки погрешностей измерения углов показывают, что при длине базы ! м можно получить погрешность до 1 мрад (см. гл. 12). Упомянутая выше АП «Ладога-С» также имеет мультиплексный режим работы. Р.Л АППАРАТУРА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ РАБОТЬ$ ПО СИСТЕМАМ «ГЛОНАССв и «НАВСТАР» Близость систем «Глонасс» и «Навстар» как по баллистическому построению орбитальной группировки КА, так и по радиосигналам, излучаемым КА, позволяет создать АП, работающую по сигналам обеих систем. При этом в качестве рабочих созвездий будут одновременно использованы КА, принадлежашие обеим системам.
Основное различие радиосигналов, обусловленное кодовым разделением при одной несущей в системе «Навстар» и частотным разделением при 24 несущих в системе «Глонасс», можно устранить соответствуюшим построением радиоприемника, предпроцессора первичной обработки и программного обеспечения навигационного процессора.
На рис. 9.8 приведен возможный вариант структурной схемы радиочастотного преобразователя сигналов и процессора первичной обработки одноканальной АП, работаюшей по сигналам систем «Глонасс» и «Навстары Структура радиочастотного преобразователя предполагает раздельную фильтрацию сигналов КА «Глонасс» и «Навстар» на Радивнпстатныо превбрагпба тепе согналад „Глвнасс" и,. Наботов частотах диапазона 1,6 ГГц, принимаемых одной антенной. Далее для минимизации аппаратурных затрат частоты первого гетеродина для последовательного во времени приема сигналов обеих систем выбираются так, чтобы на первой промежуточной частоте спектры модуляции сигналов обеих систем были совмешены. Различие в кодах модуляции сигналов обеих систем обеспечивает их последующее усиление, преобразование и обработку без отрицательного взаимного влияния.
В качестве основы для синтеза частот первого гетеродина может быть выбрана как частота !0,23 МГц или ее гармоники, что характерно для АП системы «Навстар», так и частота 5,0 МГц или ее гармоники, что характерно для АП системы «Глонасс». В качестве примера на рис. 9.8 указаны номиналы частот 1-го гетеродина, синтезированные из частоты 5 0 МГц Выбор частоты 2-го гетеродина и второй промежуточной частоты радиочастотного преобразователя во многом определяется возможностями реализации последуюшей обработки. На рис.
9,8 указана частота 2-го гетеродина, равная 190 МГц, из расчета сужения ширины полосы, занимаемой 24 литерными частотами системы «Глонасс», примерно в два раза при втором преобразовании частоты. Компенсацию литерных частот и доплеровского сдвига частот можно реализовать в цифровом виде путем соответствуюшей обработки преобразованных в цифровую форму в АПП квадратурных выборок сигналов на второй промежуточной частоте. Для этого узлы процессора первичной обработки выполняются на вентильных матрицах (чипах), причем число матриц определяется возможностями используемой КМОП-технологии. Основное требование, предъявляемое при реализации матриц,- — быстродействие, в данном случае может быть ограничено частотой 20 МГц.
Реализация процессора первичной обработки на вентильных мат- Рнс 99 Внешний вид саюлегной АП «АСНсй1» 161 ГВО 6 3. х 1зтз рицэх позволяет быстро перестрэивэть АП нэ прием сигналов кэк «Глонэсс», тэк и «Нэвстэр» и реэлизовэть мультиплексный режим работы по сигналам обеих систем. После цифровой корреляции кодов Г1СП обрэботкэ сигнэлэ производится программно в микропроцессоре типа МС б8000, в котором вырэбэтывэются оценки навигационных параметров. Несмотря нэ различие передэвэемой информации о парэ- метрах движения КА в обеих системах, последующая обрэботкэ в навигационном процессоре возможна путем некоторого увеличения объема ПЗУ, связанного с различиями в расчете координат КА и обработке служебной информэции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
