Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 94
Текст из файла (страница 94)
Код Х6;(!) является последовательностью Голда. Каждая такая последовательность образуется путем перемножения двух специально подобранных двоичных М-последовательностей одной и той же длины Ф(в системе ОР8 Л"= 1023). При различных временных сдвигах перемножаемых М-последовательностей получаются различные последовательности Голда. Каждому ИСЗ в системе присвоена своя, индивидуальная последовательность Голда. Основными задачами, решаемыми аппаратурой потребителя, являются: ° выбор рабочего созвездия ИСЗ; ° поиск и опознавание навигационных сигналов ИСЗ; ° введение в синхронизм систем слежения по времени запаздывания и фазе несущей частоты дальномерных сигналов; ° измерение времени запаздывания и допплеровского сдвига частоты; ° выделение и расшифровка содержания навигационного (информационного) сообщения; ° расчет координат ИСЗ на момент навигационных измерений; ° решение навигационной задачи (определение координат и составляющих вектора скорости потребителя, поправок к сдвигу шкал времени и частот); ° отображение вычисленных данных на информационном табло.
478 Упрощенная структурная схема аппаратуры потребителя представлена на рис. 11.6. Она включает антенное, приемное и вычислительное устройства, а также пульт управления и индикации. Антенное устройство состоит из антенны, ВЧ блока и блока управления ДН антенны, Оно обеспечивает прием, предварительную частотную селекцию и усиление сигналов. ДН антенны в простейшем случае близка к полусфере.
Для потребителей, к качественным показателям которых предъявляются особенно высокие требования, применяют антенны с управляемой ДН. Когда одна из антенн формирует ДН в направлении ИСЗ, расположенного в зените, а другие — в направлениях ИСЗ, находящихся на малых углах возвышения, используются антенные блоки. Приемное устройство выполняет функции супергетеродинного приемника, а также осуществляет первичную обработку сигналов.
Гетеродинные частоты формируются из колебаний опорного генератора с помощью синтезатора частот. С усилителя промежуточной частоты (УПЧ) сигналы поступают на блоки поиска (по времени запаздывания и частоте) и измерения. После завершения Рис. 11.б. Упрощенная структурная схема аппаратуры потребителей 479 поиска в блоке измерения происходит захват сигналов системами автоматической подстройки частоты (АПЧ), фазы (ФАПЧ) и времени (АПВ).
По завершении переходных процессов в следящих системах вырабатываемые в блоке измерения значения РНП (квазидальности, квазискорости), а также код данных 0(г) поступают на вычислительное устройство. Вычислительное устройство содержит блок связей и собственно вычислитель, который на рис. 11.6 упрощенно представлен в виде блока процессоров и запоминающих устройств (ЗУ). Основой вычислителя являются микропроцессоры, дополненные модулями памяти. В зависимости от модификации аппаратуры в вычислитель обычно входит от одного до четырех микропроцессоров. Пульт управления и индикации содержит клавиатуру управления и индикационное табло, на котором по желанию оператора могут отображаться измеряемые координаты, составляющие вектора скорости, результаты расчетов сервисных задач (расчетное время прибытия в пункт назначения, отклонения от заданного маршрута и т.п.), результаты тестовой проверки отдельных блоков и всей аппаратуры в целом.
Модификации аппаратуры потребителей. Можно выделить три основные модификации аппаратуры потребителей. Аппаратура первого класса предназначена для быстрых высокоточных навигационных определений координат места и скорости, а также поправок времени высокодинамичных потребителей в условиях сложной помеховой обстановки. Упрощенная структурная схема аппаратуры потребителей первого класса представлена на рис. 11.7.
В ее состав входит пятиканальный блок АПВ, АПЧ и ФАПЧ. Четыре идентичных канала используются для слежения за несущими частотами четырех ИСЗ Я, 1= 1, 2, 3, 4), канал АПВ обеспечивает последовательное слежение за задержками сигналов ВТ и ПТ на частотах 1 227,б и 1 575,42 М Гц поочередно для всех четырех ИСЗ.
Аппаратура потребителей второго класса предназначена лля низкодинамичных объектов. Это дает возможность ограничиться последовательным слежением за несущей частотой четырех ИСЗ при сохранении того же режима АПВ, как и в аппаратуре первого класса. Сокращение числа систем АПЧ и ФАПЧ до одной заметно упрощает аппаратуру потребителей и снижает ее стоимость.
Аппаратура потребителей третьего класса представлена упрощенной структурной схемой рис. 11.8. Она удовлетворяет требованию минимальной стоимости и рассчитана на прием лишь сигнала ПТ на частоте 1 575,42 М Гц, а также поочередное определение РН П по рабочим ИСЗ.
Сигнал ПТ по сравнению с сигналом ВТ имеет в десять раз большую длительность элементарного символа кода, что сказывается на значении ошибки измерения квази- дальности. Кроме того, отказ от использования сигнала частоты 480 Блок АПВ, АПЧ и ФАПЧ Канал слежения зау Канал слежения зау Канал слежения зау" Канал слежения за у" Канал слежения за задержкой (АПВ) Управляющий процессор Преобразователь и усилитель ПЧ Антенное устройство Синтезатор частот Навигационный процессор Пульт управления и индикации Опорный генератор Рис.
1 П7. Упрощенная структурная схема аппаратуры потребителей пер- вого класса 481 1227,6 МГц не позволяет компенсировать ошибку, обусловленную изменчивостью условий распространения радиоволн. Все это существенно снижает точность навигационных измерений. Например, для неподвижного потребителя при отсутствии организованных помех среднеквадратическая погрешность измерения квази- дальности составляет около 30 м, в то время как при тех же условиях аппаратура первого и второго классов позволяет получить погрешность не более 5 м. Поиск сигнала.
Исходными данными для установления общего числа г1г' ячеек в зоне неопределенности на плоскости время— частота являются число элементарных символов гу за период кода Т„, априорный интервал допплеровского сдвига частот ч.Рю ширина полосы захвата системы АПЧ Ь|. В рассматриваемой СРНС можно принять гУ = ! 000, Р; = 5 кГц„ф; = 500 Гц. Отсюда число анализируемых ячеек лг'= Л'Р;/ф; = !04. В простейшем случае некогерентный обнаружитель анализирует ячейки зоны неопределенности методом последовательного перебора по частоте и времени.
По результатам накопления смеси сигнала с шумом принимается решение о наличии или отсутствии сигнала в данной ячейке. При отрицательном решении осуществляется переход в очередную ячейку, при положительном замыкается цепь АПВ и АПЧ и контролируется наличие синхронизации в следящих системах. Отсутствие синхронизации свидетельствует о лож- Рис. 11.8. Упрощенная структурная схема аппаратуры потребителей тре- тьего класса ном срабатывании устройства поиска.
В этом случае поиск возобновляется. При подтверждении наличия синхронизации поиск сигнала одного ИСЗ прекрагцается и устройство поиска переключается в режим поиска сигнала следующего ИСЗ. Поиск сигнала второго ИСЗ производится в существенно меньшей зоне неопределенности, так как потребитель в результате дешифрации информационного сообщения 0(г) первого ИСЗ располагает сведениями о координатах второго ИСЗ на данный момент времени. Общее время, затрачиваемое на поиск сигналов созвездия из четырех ИСЗ, составляет от единиц до десятков минут.
После завершения поиска осуществляется слежение за сигналами ИСЗ. Темп выдачи измеряемых координат определяется классом потребителя. В аппаратуре первого класса выдача координат обеспечивается непрерывно в реальном масштабе времени. Упрощенная структурная схема устройства поиска представлена на рис.
! 1.9. На выходе генератора кода по команде блока управления поиском устанавливается код искомого ИСЗ, На выходе Рис. 11.9. Упрошенная структурная схема устройства поиска 482 синтезатора частот формируется колебание з!п2яГВ Таким образом, на выходе умножителя создается образец сигнала Х6(г)з1п2ф;А который поступает на второй умножитель, где образуется его свертка с входным сигналом.
Несущая частота образца О изменяется скачком по команде блока управления сдвигом частоты. Для каждого значения О производится перебор всех 1У временных задержек кода Х6(г). Такая программа обеспечивает последовательный перебор всех М анализируемых ячеек. После усиления в усилителе промежуточной частоты (УПЧ), детектирования и последетекторной фильтрации (накопления) в фильтре нижних частот (ФНЧ) напряжение поступает на временной селектор, где образуются выборочные значения, соответствующие моменту появления последнего 1»'-го символа на периоде Т„ кода Х6(г).
В пороговом устройстве регистрируется результат сравнения выборок с порогом. При превышении порога вырабатывается команда прекращения поиска либо перехода к поиску сигнала очередного ИСЗ. Схемы слежения за фазой и временем запаздывания сигнала. Схемы слежения за фазой и временем запаздывания сигнала обеспечивают поддержание синхронизма между принимаемым сигналом и опорным образцом, форма которого является копией полезного сигнала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
