Власов И.Б. Глобальные навигационные спутниковые системы (2008) (1151863), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Принцип формирования навигационного сигнала ОРИ приведен рис. 6.6. Основным видом дальномерного кода ОРБ, согласно 115], является точный код (Р-код), представляющий собой ПСП с тактовой частотой 10,23 МГц и периодом 7 сут. Первоначально Р-код СРБ был предназначен только для санкционированного доступа, однако в 2002 г. его структура была опубликована.
Для НКА модификации Блок-П и последующих предусмотрен режим дополнительной за- 71 Рис. 6.6. Принцип формирования сигнала ПРИ щиты точного кода (А/Я вЂ” ап11ароойпя), при котором вместо Р-кода используется закрытый Р(У)-код, получаемый дополнительным нелинейным преобразованием Р-кода. Несанкционированное использование такого кода при отсутствии ключевой информации практически невозможно, поскольку в настоящее время не существует вычислительных средств, способных расшифровать его. Для коммерческого несанкционированного использования предоставлен «короткий» код пониженной точности — С/А-код (Соагзе/ Асс(ша(Г(оп, «грубый захват»), первоначально предназначавшийся для синхронизации аппаратуры потребителя, работающей по Р- или Р(У)-кодам.
Принципы формирования дальномерных ПСП ОРИ удобнее всего проиллюстрировать на примере С/А-кода. (рнс. 6.7). Этот код представляет собой 1023-битовую ПСП, тактируемую с частотой 1,023 МГц, т. е. имеюшую период повторения, равный ! мс. Индивидуальный код, соответствующий 1-му НКА, называемый кодом Голда, формируется суммированием по шоо2 двух 10-разрядных ПСП С/!(х) и Сз(х), причем ПСП Ст(х) имеет индивидуальный 72 Рис. 6.7. Схема формирования ОА-кода ПРИ для данного НКА сдвиг на фиксированное число символов в диапазоне от 5 до 950. Образуюшие полиномы исходных ПСП имеют вил С~(х)=1®хЗЮх'; Щх)=1®х ЮхЗЮх Юх Юх Эх Необходимо отметить, что с целью ограничения точности измерений с помошью коммерческой АП, на протяжении ряда лет ОА-код подвергался дополнительному загрублению (так называемый режим Я/А — Бе1есг(те Ата(1абйгу — «ограниченный доступ»). Режим Я/А был отключен 01.05.2000 г., однако Министерство обороны США оставляет за собой право по собственному усмотрению вновь вводить его, чтобы исключить использование коммерческой АП для высокоточных навигационных определений в военных целях.
Для формирования Р-кода используется тот же принцип, однако алгоритм оказывается более сложным (рис. 6.8). ПСП для Р-кода формируется суммированием по шод2 двух тактируемых с часто- Эпоха Х! (А) 10,23 Ырц Декодер 4092 +3750 озобновнть Остановить Синхро- низатор Е-счетчик +403,200 С В РегнсгрХ!(В) 12 Начало эпохи Х! (В) В о 1,2,5,8, 9, 10, 11, 12 Сброс 7 дней Декодер 4093 Конец недели Остановить Синхро- низатор +3750 С В Регистр Хз(А) !г о 1„ 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12 Декодер 4092 Начало недели Возобновить ЭпохаХ +37 г . А Конец недели Остановить В Хи 1 37 С р- ннзатор С В Регистр Хз(В) Начало 1 2 12 эпохи Хз(В) е3749 с +' о 2, 3, 4, 8,9,!2 Сдвигов ый регистр Декодер 4093 Рис.
6.8. Схема формирования Р-кода ОРЯ той 10,23 МГц ПСП: Х1(1) н Х2(1 — 7Т), где Т = 1Л,023.107 — период следования разрядов Р-кода, 7' — целое число в интервале от 1 до 37, соответствующее номеру НКА. Таким образом, генерируется 37 уникальных последовательностей Р (1). В свою очередь, х1(г) образуется сложением по гпой2 двух ПСП Х1(А) и Х1(В), формируемых на 74 о 6, 8, 11, 12 В Начало эпохи Х! (А) С В РегнстрХ!(А) 6 12 Х! + Р, + выходе 12-разрядных регистров сдвига в соответствии с образующими полиномами вида Х1(А)=1Юх Юх Юх Юх Х (В)=1ЮХ Юх Юх Юх Юх Юх!ОЮХ Юх!2 Прн этом реиннцнализация (сброс в начальное состояние) регистра Х~(А) производится после выдачи 4092 бнт, т. е.
последние три бита полной (4095-битной) последовательности отбрасываются. Аналогично, реинициализация регистра Х~(В) производится после выдачи 4093 бит, т. е. с отбрасыванием двух последних бнт. В результате для каждого укороченного таким образом кадра ПСП Х~ фаза последовательности Х1(В) сдвигается на один бит относительно последовательности Х|(А). Этот процесс продолжается до тех лор, пока число укороченных кадров не достигнет 3750, после чего генерируется признак конца «эпохи» Хь равной 1,5 с, и происходит реиннцнализация регистров Х~(А) и Х~(В). За одну эпоху генерируется 15 345 000 разрядов ПСП Х>(т).
Термин «эпоха» здесь используется в смысле «период». Аналогично формируется ПСП Хз, при этом образующие поли- номы для слагаемых Хз(А) и Хз(В) имеют вид Хз(А)=1Юх Юх Юх Юх Юх Юх Юх Юх' Юх Юх Хз(В)=1Юх Юх Юх Юх Юх Юх' . Кадры ПСП Хз(А) и Хз(В) укорочены аналогично кадрам Х~(А) и Х1(В), соответственно эпоха Хз, так же, как эпоха Хн длится 1,5 с и включает в себя 3750 кадров.
Дискретные «биения» (прецессии) сипталов на выходах регистров Х|(В), Хз(А) и Хз(В) опюснтельно регистра Х~(А) продолжаются до тех пор, пока не закончится последний кадр Х1(А) на интервале текущей недели ОРБ. В этот момент все четыре регистра реинициализируются и формируется первый разряд новой недельной последовательности Р-кода. Более детально процесс формирования Р-кода описан в литературе [10]. Вспомогательная частота Ц модулируется только закрытым Р-кодом.
Состав информации, передаваемой в навигационном сообщении ОРЗ, сходен с составом НИ ГЛОНАСС: в нем содержится информация об эфемеридах НКА, альманах созвездия НКА, частотно-вреМенные поправки, метки времени„параметры ионосферной моделя, сведения о работоспособности бортовой аппаратуры НКА и др.
75 ч !нч о о о сч с'ъ чС сч сч 1 1 ! сч Г~" с М'Ъ о с:с о ~ о сч «ч сч сч сч 1 ! ! ! 'ихзмйпон с!злэпд сч с м~ с о о о о о о о о ю,ч ~ ~ ию сч сч сч с'! сч сч сч с ! 1 ! ! 1 ! 1 !сд !с!ус"ссыонтповч !!юмэссд Однако общий объем передаваемой информации в 5 раз больше, чем для ГЛОНАСС, и составляет 37 500 бит. Этот массив информации называют суперкадром.
Информационная последовательность передается кадрами емкостью !500 бит и длительностью 30 с. Один кадр делится на субкадры (строки) длительностью б с, содержащие 1О слов по 30 бит каждое. В одном кадре передается 1/25 всего альманаха. Поэтому передача всей информации альманаха занимает 12,5 мнн.
Соответственно, время «холодного» старта аппаратуры потребигеля ОРИ оказывается больше, чем для ГЛОНАСС. Более детально структура НИ и способы ее использования описаны в литературе. Спектры существующих и перспективных сигналов ОРБ стандартной (С/А-код) и высокой (Р-код) точности приведены на рис. 6.9. В настоящее время ведется большая работа по согласованию частотных планов ГЛОНАСС н ОРБ, в ходе которой возможны корректировки приведенных выше частотных планов.
Контрольные вопросы 1. Требования, предъявляемые к сигналам ГНСС. 2. Какой способ разделения сигналов НКА принят в ГЛОНАСС в настоящее время? Основные особенности его реализации. 3. Физические параметры сигналов ГЛОНАСС: спектр, мощность в точках излучения и приема. 4. Структура навигационных сигналов и навигационных сообщений 1'ЛОНАСС.
5. Принцип формирования н состав модулирующей последовательности ГЛОНАСС б. Какого типа сигнал используется в качестве дальномерного кода ГЛОНАСС? Каковы параметры дальномерного кода стандартной точносгн? 7. Чему равна тактовая частота навигационного сообщения? 8. Что такое «мегка времени»? 9. Для чего используется меандр тактовой синхронизации? 1О. Какие обьемы информации содержат строка, кадр и суперкадр навигационного сообщения? Какова длительность передачи каждого их этих элементов? П. Какую информацию содержит альманах, как она используется? 12.
Способ разделения сигналов, прнюпый в Орб. Физические параметры сигналов ОРИ. 13. Структура навигационных сигналов и навигационных сообщений ОРИ. 14. Принцип формирования молулирующей последовательности ОРИ (на примере С/4-кода); параметры Р-кода. 7. НАВИГАЦИОННАЯ АППАРАТУРА ПОТРЕБИТЕЛЯ Подсистема АП предназначена для приема сигналов от НКА, измерения навигационных параметров„выделения служебной информации (включающей эфемериды и временные поправки) и решения задачи навигационно-временных определений. По измеренным относительно четырех (или более) НКА навигационным параметрам — псевдодальности и радиальной псевдоскорости — определяются параметры ВС потребителя: три пространственные координаты потребителя, три составляющие его скорости и поправки к фазе и часюте его бортового генератора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
