Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1142025), страница 60
Текст из файла (страница 60)
д.; уменьшением потерь при распространении радиосигнала в атмосфере. Полагают 111.2], что максимальный уровень принимаемого радиосигнала НС «Глонасс» не превышает — 155,2 дБВт (потери в атмосфере 0,5 дБ, погрешность угловой ориентации НС 1' в сторону увеличения мощности сигнала). 11.3. Характеристики модулирующих последовательностей Навигационный радиосигнал, передаваемый каждым НС, представляет собой многокомпонентный фазоманипулированный сигнал. 13-1028 385 /лава !1 Для получения высокой точности измерений задержки сигнала излучаемый сигнал модулируется дальномерным кодом стандартной точности (СТ- код), представляющим собой периодическую последовательность максимальной длины (см. и.
5.4.2). Для диапазона П тактовая частота формирования дальномерного кода /,', = 511 кГц (скорость передачи символов 511 кбит/с), период повторения Т„= 1 мс. Для передачи навигационной (служебной) информации используется модуляция двоичной последовательностью (кодом служебной информации (СИ- код)) с тактовой частотой /;„= 50 Гц (скорость передачи символов 50 бит/с). Для обеспечения безошибочной работы фазового демодулятора в приемнике сигналов СРНС передаваемый сигнал подвергается относительной фазовой манипуляции (см.
п. 5.6.2), а для обеспечения процессов синхронизации в приемнике (см. и. 5.7) вводятся: модуляция меандровым колебанием (М-кодом) с тактовой частотой /„'„= = 100 Гц (скорость передачи символов 100 бит/с); код метки времени (МВ-код), представляющий собой двоичную псевдослучайную последовательность (М-последовательность) с тактовой частотой /'„= 100 Гц (скорость передачи символов 100 бит/с). Упрощенная схема формирования модулирующей последовательности в ГЛОНАСС показана на рис.
11.7, где ФОК формирователь относительного кода. Из рисунка видно, что модулирующий навигационный сигнал (двоичная последовательность) формируется двумя способами. В первом происходит сложение по птод 2 трех двоичных сигналов: дальномерного кода стандартной точности (СТ-код); кода служебной информации (СИ-кода); меандрового колебания (М-кода). Результирующая двоичная последовательность поступает на модуляцию несущего колебания в течение 1,7 с каждого двухсекундного интервала спутникового времени. ~дк ~з Рис.
11.7. Схема формирования модулирующей последовательности В течение оставшихся 0,3 с этого интервала модулирующая последовательность формируется сложением по пзод 2 двух последовательностей: дальномерного СТ-кода и кода метки времени (МВ-кода). 386 Подсистема космических аппаратов Рассмотрим особенности формирования указанных двоичных последовательностей. Дальномерный СТ-код представляет собой М-последовательность (псевдослучайная последовательность (ПСП)).
Эта сравнительно короткая ПСП (длина 1=511 элементов) обеспечивает быстрый поиск дальномерного сигнала и приемлемую точность измерения дальности до НС. Порождающий полином СТ-кода В (х)=1+х +х . Схема, поясняющая принцип формирования дальномерного кода ПСП и различных синхроимпульсов, показана на рис.
11.8. Сннхронмпульсы Эталоннаа частота 5 МГц Рис. 11.8. Схема формирования дальномерного кода Как видно из рисунка, последовательность двоичных сигналов ПСП снимается с седьмого разряда девятиразрядного регистра сдвига. Начальным символом в периоде ПСПД является первый символ в группе 111111100, повторяющийся через 1 мс. Код служебной (навигационной) информации (СИ-код) представляет собой преобразованную цифровую последовательность навигационных данных, передаваемых аппаратурой НС потребителям системы ГЛОНАСС. Навигационные данные а, (рис. 11.7) подвергаются помехоустойчивому кодированию (см.
п. 5.5.2) в соответствии с кодом Хэмминга (85,77) (кодовое расстояние равно четырем). Выходные символы о,. кодера преобразуются в относительный код по правилу (5.25) С, = Ь, Ю С,, где С, — последовательность символов в относительном коде (длительность рассматриваемых символов Т,„ =20 мс).
Таким образом, в канале передачи навигационной информации используется ОФМ-сигнал, что исключает явление обратной работы, когда символы цифровой информации, соответствующие 1, идентифицируются как символы, соответствующие О, и наоборот. 387 Подсистема космических аппаратов Сннхро льсы Т=10 мс Меанд Т =10 мс Т =10 мс С Рис. 11.10. Формирование символов навигационной информации, кода .01 и кода метки времени Рис. 11.10 иллюстрирует формирование символов навигационной информации (СИ-кода), кода 01, формирующегося в результате сложения по птос1 2 СИ- кода меандрового колебания (см. рис.
11.7), и кода метки времени (МВ-кода). 11.4. Навигационные сообщения в СРНС ГЛОНАСС 11.4.1. Общие сведения По своему содержанию навигационные сообщения, передаваемые каждым НС ГЛОНАСС, содержат оперативную и неоперативную навигационную информацию (НИ). Иногда применительно к ним используют термин «служебные сообщения» или «служебная информация» (СИ). Потребителям ГЛОНАСС они необходимы для планирования и осуществления навигационных определений. Оперативная информация Номер строки в кадре (1 ... 15) Время начала кадра в пределах суток (ч, мин, с) ..
Опорное время ОИ . Относительный сдвиг частоты сигнала......... Сдвиг БШВ относительно СШВ.......,......, Координаты НС (ПЗ-90) . Составляющие скорости НС .. Сь гл Х„,У„,У„ Х„, У„, У„ 389 Глава 11 х„,у„,2„ Е„ П1, П2, ПЗ ЬТ„~ е„ А ° в г в С„ Эксцентриситет Аргумент перигея Грубый сдвиг БШВ Признак состояния НС .. Оперативная НИ (ОИ) относится к данному НС и содержит: оцифровку меток времени спутника; оценки сдвига БШВ относительно СШВ и отличия несущей частоты излучаемого радиосигнала от номинального значения; эфемериды и др. Неоперативная НИ содержит альманах системы: данные о состоянии всех НС (альманах состояния), оценки сдвига БШВ каждого НС относительно СШВ (альманах фаз), параметры орбит всех НС системы (альманах орбит), сдвиг шкалы времени системы ГЛОНАСС относительно 13ТС (Я)) и др. Поток НИ состоит из непрерывно повторяющихся суперкадров, кадров в строк (рис.
11.11). На рисунке использованы следующие сокращения: КХ— код Хэмминга; М — метка времени. В нижней части рисунка показан порядок нумерации разрядов служебных сообщений. Границы строк, кадров и суперкадров у различных НС синхронны с погрешностью не более 2 мс. Структура передаваемой навигационной информации в СРНС ГЛОНАСС оптимизирована таким образом, что объем суперкадра весьма невелик 7 500 бит, из них 620 резервные (в бРБ 37 500 и 2 750 бит соответственно). Каждый суперкадр состоит из кадров, в нем передается полный объем неоперативной информации альманаха для двадцати четырех НС.
390 Составляющие ускорения НС......... Возраст ОИ Признаки исправности; смены ОИ; 1ь; кадра .. Оеоперативная информация (альманах) Календарный номер суток (4 г.).............. Поправка СШВС к ШВ ГЭВЧ (на начало Ж~ ) . Номер НС................................ Номер (литер) частоты НС.................. Долгота первого восходящего узла (ПЗ-90) . Момент прохождения восходящего узла ..
Поправка к среднему наклонению (63') .. Поправка к среднему драконическому периоду ращения НС (12 час) Скорость изменения драконического периода... тс п о и ~А ~Лп Л1„ об- А гА и Подсистема космических аппаратов Номер строки в кадре Номер кадра в суперкадре 2с 1 7с 85 бит Озс Оперативная кх Мв НИ для КХ мв пе едающего НС кх мв Неоперативная НИ альманах 30 с для НС с № 1...5 кх мв Опе ативная МВ КХ НИ для КХ МВ пе едающего НС КХ МВ Неоперативная НИ альманах ц 15 для НС с № 6...10 МВ КХ МВ Опе ативная НИ для КХ МВ КХ пе едаюшего НС МВ КХ Неоперативная НИ альманах 30 с х 5 = =2,5 мин КХ МВ КХ МВ для НС с № 1...15 Опе ативная 15 КХ МВ НИ для КХ МВ пе едаюшего НС Неоперативная НИ альманах !Ч 15 для НС с № 16..20 КХ МВ МВ КХ Опе ативная МВ КХ НИ для пе едающего НС КХ МВ Неоперативная НИ (альманах) для НС с № 21...24 14 0 Резерв КХ МВ Резерв КХ МВ 15 0 85 84....................9 8...1 1...30 Номер раарада Ннформалноявые енмволы м времени Снмволы кола Хеммннга в отноенаелвном 6ндвонаном коде в отнеенеельном ендвончном коде в езроке Рис.
11.11. Структура суперкадра навигационного сообщения ГЛОНАСС 391 Каждый кадр состоит из 15 строк и содержит полный объем ОИ для конкретного НС (строки 1 ... 4) и четверть альманаха. В пределах суперкадра ОИ и строка 5 (системные данные) в каждом кадре повторяются. Структура навигационного кадра (с 1-го по 4-й) показана на рис. 11.11. Здесь заштрихованные области представляют собой резерв, предусмотренный на случай изменений и дополнений в структуре навигационного сообщения Глава 11 Информационная строка кадра длительностью 2 с (100 бит) разделена, как показано на рис. 11.11, на две части. В первой части строки (1,7 с) содержится навигационная информация (85 бит), преобразованная в относительный код и сложенная по той 2 с меандровым колебанием (бидвоичный относительный код В1 ). Во второй части строки (0,3 с) в качестве последовательности навигационных данных используется ПСП МВ (МВ-код), состоящая из 30 символов длительностью 1О мс.
В каждой строке старшие 77 разрядов (передаются первыми) содержат информационные символы 185-й символ обеспечивает реализацию последовательного относительного кода и равен 0), а младшие 8 разрядов — проверочные символы. Они способствуют исправлению одиночных ошибок и обнаружению двойных ошибок (и большего четного числа) в строке. 11.4.2. Эфемериды НС ГЛОНАСС Рассмотрим, следуя ~1.31, подробнее содержание эфемеридной информации, приведенной на рис. 11.12 для кадров 1...4 и на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
