Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь (1979) (1151860), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Если опорные импульсы центральной станции н подстраивающиеся под них импульсы абонентской станции оказываются син. 456 хронными, то они придут на вход спутникового ретранслятора также синхронно. Следовательно, передаваемая земной станцией радиоимпульсная последовательность при работе методом МДВР, привязанная по времени к опорным сигналам. этой станции, оказывается синхронизированной на входе спутникового ретранслятора в течение соответствующего канального временнбго интервала, непересекающегося с канальными интервалами, занимаемыми другими станциями системы. Эта радиоимпульсная последовательность оказывается правильно сфазированной относительно сигналов других станций. Для достижения такого эффекта на земной станции должны выполняться следующие операции: 1. Слежение за задержкой принимаемых от центральной станции синхронизирующих опорных импульсов с помощью следящих устройств типа ФАПЧ.
Механизм слежения за псевдослучайным или другого типа сигналом подробно описан в гл. 18. 2. Передача собственных опорных импульсов с тем же периодом, что и синхронизирующие импульсы центральной станции, но с возможностью изменения их фазового положения. 3. Захват устройством синхронизации принимаемой импульсной последовательности. 4. Измерение временнбй или фазовой ошибки между принима. емыми опорными импульсами центральной станции и опорнымц принимаемыми импульсами данной станции.
5. Использование измеренной временнбй или фазовой ошибки для управления моментами излучения передаваемых данной станцией импульсов с учетом задержки сигнала при распространении (около 0,25 с), как это показано на рис. 17.5. Прелая аварка ам илс г ! д заревела рыс Рис. 77эй Функциональная схема фазирования опорных импульсов времени данной станции и принимаемых от цент- ральной земной станции: ДВΠ— детектор временной ошибки; ф — фвльто петли сястечы подстроймп с передаточной функцмей Н(аи Гуи — подстранваемый генератор управляемый напряжением сигнала ошибки; à — опорный генератор земной станции; Пер, Пер — пе- зс зс' цзс редатчвкн абонентской н центральной земных станций; Пр зс прнемннк абонентской земной станция.
Тнппчное значенве полосы пропускання петли системы подстройкв менее ! Гц, обща» задержка в петле орнблвзнтельно В,та с 457 Измерение рассогласований на центральной земной станции. На рис. 17,6 приведена структурная схема системы синхронизации для случая, когда абонентские станции передают на центральную станцию управляемую по фазе периодическую последовательность.
В этом случае измерения ошибок рассогласования г Цсямряяьяяя сменная зедерлял ОДЕ~ Уделяяяяя стряпая ! -е ч ЕЕ вги 1зядсрмяв 425с~ Рнс. 178. Функциональная схема измерения временных ошибок сигналов земных станций на центральной земной станции и последугощей передачи сигналов коррекции по специальному каналу: Гн ШПС вЂ” генератор импульсов или шумоподобныт сигналов: ЧС вЂ” стандарт частоты; ДИ вЂ” детектор импульсов; ДВО— детектор временнба ошибки; Мод, Дем — модулятор и цзс зс демодулятор канала передачи ЦЗС.ЗС: АГЦ вЂ” преобразователь аналоггднфра производятся на центральной станции и результаты соответствующих измерений передаются на исходные абонентские станции по низкоскоростному каналу передачи.
Задержка в оба направления составляет примерно 0,5 с плюс задержка в канале передачи и задержка в модеме, которая может быть существенной. Поскольку задержки могут быть значительно больше, чем в предыдущем варианте, этот способ синхронизации не может обеспечить такой же точности синхронизации, как первый. Однако для сетей, работающих с невысокой точностью синхронизации, этот способ обладает потенциальными преимуществами, поскольку абонентские станции могут иметь антенны меньших размеров, если тракт приема сравнительно узкополосный, и на станции не производятся измерения временных рассогласований.
Павигационные спутники. Хотя вопросы навигации и задачи определения местоположения объектов не являются непосредственной темой этой книги, использование высокоточных спутниковых эталонов времени, находящихся на орбитах с точно измеряемыми параметрами, может помочь в решении задач глобального 488 распределения сигналов точного времени, а также в задачах определения местоположения объектов. В глобальной системе определения местоположения СРЯ! используется сеть из 24 спутников «Навстар> (ЫА175ТА)х), находягцихся на трех орбитах, плоскости которых наклонены к плоскости экватора под углами 63', как это показано на рис. 17.7.
Точки пересечения орбит с плоскостью экватора сдвинуты по долготе на 120'. На каждой орбите должны находиться восемь равномерно распределенных спутников. Высота орбиты примерно 16020 км (10898 морских миль) соответствует периоду обрапгения 12 ч (сидерическое время). Следовательно, каждый спутник', находясь на своей квазистационарной орбите, проходит над одной и той же точкой земной поверхности через каждые 24 ч.
' СРЗ вЂ” 01оьа1 Роь!1!оп!як Яуже — разрабатываемая в США спутниковая навигационная система предназначена для обслуживания сухопутных войск, ВВС и ВМС. См. также Яр1жег Л. 3, СБР 8!йпз1 31гнс1нге апб Рег1огшапсе Сйага«1еиьцсь. — !х1ау!йа1!оп, 1978, у. 25, Х 2, р. 121 — !46. (Придя ресэ.) Экваториальная компонента движения этих навигационных спутников направлена в сторону вращения Земли. 459 Рис, 17.7. Конфигурация орбит спутниковой навигационной системы «Навстар».
Угол наклонения орбит к плоскости зкватора 63', на каждой орбите равномерна размещены восемь спутников Рис. 17.8. Внешний вид навигационного спутника «Навстар», стабилизированного по трем осям. расположенные с двух сторон солнечные батареи площадью приблмзительно 6 м' имеют две степени свобопы относительно направления на полине и относительна направления движения по орбите Спутники стабилизированы по трем осям (рис.
17.8) и имеют атомные стандарты частоты. По линн~и вниз (спутник — Земля) передается информация об относительной ошибке бортового атомного стандарта частоты. Эта информация получается от управляющей земной станции. На рисунке видны 12 спиральных антенн, формирующих диаграмму направленности с раствором главного лепестка приблизительно в 29', покрывающую с этой высоты всю видимую поверхность Земли.
В отличие от спутников связи, навигационные спутники Навстар не имеют ретрансляторов сигналов. Вместо этого каждый абонент навигационной системы работает в пассивном режиме, получая и следя за навигационными сигналами от каждого из четырех или ббльшего числа спутников. Абонентская аппаратура рассчитана на прием и обработку от 6 до 11 спутниковых сигналов одновременно.
Линия связи спутник — Земля несет также оперативную информацию о точном местоположении в пространстве спутника в данный момен времени по отсчету его опорного генератора. Каждый спутник передает псевдослучайные кодовые последовательности с четко синхронизированной частотой следования элементов 10,23 и 1,023 Мбит/с. Эти сигналы модулируют высоко- стабильные несущие в (.-диапазоне частот, так что самолеты, подвижные объекты на суше н корабли могут принимать такие снг.
налы от каждого из четырех спутников с целью определения своего местоположения и точного времени в точке нахождения. В общем случае абонент этой системы может не иметь точного опорного генератора времени. Следовательно, он может измерять условное расстояние (т. е. фактическое расстояние с некоторой постоянной по величине поправкой) до каждого спутника. Четыре измерения условного расстояния дают возможность абонен. ту найти четыре неизвестных: координаты в пространстве х, ц.
г и время й Две несущие в Т.-диапазоне имеют частоты 1575,42 н 1227,6 МГц, что позволяет производить независимые измерения, Такой подход позволяет скорректировать групповое время запаздывания сигналов в ионосфере за счет знания разницы в запаздывании на различных частотах, которая пропорциональна величине йГ1"' (см. $ 17.8). 17.5. ВИДЫ СИНХРОНИЗИРУЮЩИХ СИГНАЛОВ Все описанные в 9 17.3 методы обшей синхронизации в спут.
ннковой системе связи основаны на передаче сигнала з(1 +та) и приема сигнала з(1+т+та),гдеформа сигналов з(1) заранее известна абоненту на приемной стороне. В приемном устройстве необходимо произвести измерение значения т+т4 при наличии теплового шума н динамических изменений параметров аппаратуры. Для синхронизации можно использовать любой нз сигналов з(1) с периодом следования Т, превосходящим интервал неопределенности при измерении расстояний в системе или времени ус тановления синхронизации систем. Например, если задержка 460 сигнала в обе стороны в спутниковой системе заранее известна и близка по величине к 0,05 с, то период сигнала должен превосходить 0,05 с. Форма синхронизирующих сигналов может быть разнообразной.
Широко используются следующие типы синхронизирующих сигналов. 1. Многочаетотнозй сигнал. Этот сигнал получается в результате модуляции синусоидальной несущей по фазе (или по амплитуде) последовательно или одновременно группой гармонических сигналов (тонов) тЯ о Хаз з!и 2я1;й Частоты этих сигналов обычно свЯзаны соотношением 1т=1о4'. ОсновнаЯ гаРмоника имеет период Т= 111о, где Т вЂ” интервал неопределенности. На рис. 17тй показаны три первые гармоники многочастотного сигнала. зш Риц !7.9. Перине три компоненты многочастотного сигнала, используемого дли оценки дальности между земной станцией н спутником. Фазовый шум нри приеме каждой из зтик компонент должен быть настолько мвл, чтобы избежать неоднозначности выбора иериода комио- ненты с ббльшей частотой Сначала определяются моменты пересечения нулевой линии в положительном направлении основной компонентой с частотой )о.
Фазовые искажения при этом измерении должны быть настолько малыми, чтобы можно было однозначно определить моменты перехода через нулевую линию гармоники с частотой 41о. До тех пор пока не возникает неопределенность, точность оценки времени определяется фазовым шумом на частоте наивысшей по частоте компоненты 1„=1р 4'. В некотоРых слУчаЯх компоненты многочастотного сигнала передаются не одновременно, а последовательно во времени. 2. Структурно-лйеандровый сигнал.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
