Власов И.Б. Глобальные навигационные спутниковые системы (2008) (1151863), страница 20
Текст из файла (страница 20)
) ~«' РФми * Ям.к."о1ФЙ 1 ж! ВФРяы е.~~ш» хм;~ ы ~ е "ш:~ Йм гнсс«:и в же«.* и хэхую Ем:Ф~м » ~ФЙЙ~'йФ~ жмфФ и О:ей ~ о ~и, ~*.' з~'1 «~* Рис. 7.11. Приемник «Триумф-1-ОЗТ» 107 Примером АП, в которой последние достижения в теории и программно-алгоритмической области реализованы на самом современном конструкторско-технологическом уровне, может служить приемник «Триумф-1-ОЗТ» фирмы 3И/АО (рис. 7Л 1) Приемник имеет по 16 каналов для измерений по каждому частотному каналу, включая: ОРИ Е1, Е2/2,2С, 2,5, «Галилео» Е1, Е5А; ГЛОНАСС П, 2,2.
Приемник выполнен в небольшом изящном, гер- метичном и ударопрочном корпусе, который обьеднняет ОИЯИ-приемник, УВЧ-ОБМ, В1пе1оо1л, %ГЕ1 модемы, антенны и аккумуляторные батареи, обеспечивающие до 20 ч непрерывной работы приемника. Заряд батарей может осуществляться от любого источника с диапазоном выходных напряжений от 4,5 до 40 В. Приемник имеет разъем для подключения внешней антенны. Допускается установка двух 81М-карт, одна из которых доступна через герметичный слог, установленный на корпусе. Основным элементом, обеспечивающим высокие потребительские характеристики приемника «Триумф-1-ОЗТ», является одноименная микросхема, разработанная с использованием 0,09-микронной 190 нм) технологии.
Эта микросхема„размещенная в корпусе типа 352-ТЕВОА, размером !7х17 мм обеспечивает огромное количество современных функций. Микросхема «Триумф» имеет 216 каналов, которые позволяют отследить все типы существующих ОХБВ-сигналов и все запланированные на будущее, включая ОРИ, ГЛОНАСС, «Галилео», ЯХВЕ, %ААВ, ЕИЧОЯ, и сигналы Сошразя/Век)ои. Этн 216 каналов сгруппированы по трем категориям, одна часть из них имеет 5, а другая 1О корреляторов, оптимизированных для слежения за всеми типами ИЧКО-сигналов. По своей производительности эти 216 каналов эквивалентны 110 000 обычных каналов корреляционной обработки, которые обеспечивают быстрое восстановление слежения даже при очень слабом сигнале. Каждый канал оптимизирован для высокоточных измерений по коду, доплеровскому сдвигу и фазе сигнала для каждой спутниковой системы. Канал имеет трехбитовый ВЧ-вход с 5-мм разрешением для измерений по коду и 0,005-мм разрешение для измерений по фазе сигнала.
Эти параметры обеспечивают возможность эффективного подавления паразитных сигналов при многолучевом приеме. Микросхема «Триумф» имеет очень мощный микропроцессор, включая центральный процессор (СРЩ с тактовой частотой 220 МГц и обработкой данных с плавающей запятой (ЕР11), встроенную ВАМ 4 Мб для обработки данных, что уменьшает расход энергии и стоимосп,. Для защиты от помех в частотной полосе приема спутниковых сигналов микросхема «Триумф» имеет пять сложных 64-уровневых адаптивных фильтров, которые работают в пяти различных полосах сигнала, обеспечивающих подавление множественных интерференций до 60 дБ. 108 Для декодирования цифровых потоков сигналов ОРЯ 1.5, «Галилео», тгААЯ, ЕОЫОЯ и аналогичных систем используются схемы дешифратора М1егЬ1, который является очень эффективным в вычислительном отношении.
В микросхеме «Триумф» предусмотрен встроенный модуль декодера ЪзгегЬ1 с контролем циклического избыточного кода (СКС). Встроенный декодер т11егЬ1 имеет трехбитовое мягкое решение, глубину декодирования 64 и способен к расшифровке последовательностей до 512 бит со скоростью расшифровки 1 Мб/с. Декодер может поддерживать потоковый и блочный режим работы.
СКС-модуль использует лелином длиной до 32. Микросхема «Триумф» также имеет 40 гибко программируемых ВЧ входов, три выходных синхроимпульса 1РРВ, три входа для внешних меток и два встроенных входа колец ФАП. Контрольные волросы 1. Обобщенная структурная схема АП. Назначение основных узлов— радиочастотного блока, первичного и навигационного процессоров. 2. Состав радиочастотного блока, назначение его основных узлов.
3. Параметры узлов антенного модуля. 4. Параметры приемного устройства и АЦП. 5. Параметры опорного генерагора и синтезатора частот. 6. Оценка параметров вектора состояния потребителя как задача оптимальной фильтрации. 7. Поиск и обнаружение сигнала. Принцип, структурная схема устройства. 8. Оценка числа элементов разрешения нрн поиске сигнала. 9. Схемы слежения за задержкой: алгоритм рабаты, структура. 10. Канал оценки лонлеровской частоты и фазы сигнала, алгоритмы и схемы ЧЛП и ФАЛ. 11.
Комплексная фильтрация оценок РНП. 12. Канал выделения навигационной информации. 13. Вторичная обработка навигационной информации; цели и задачи. Что такое «сырые» измерения? 14. Принцип решения навигационной задачи 1на примере одношагового алгоритма). 15. Фильтрация НП при вгоричной обработке. 16. Алгоритмы вторичного сглаживания НП. 17.
Олноэтанные алгоритмы обработки сигналов в АП. 8. УГЛОМЕРНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОЙ ОРИЕНТАЦИИ ОБЪЕКТОВ Выше описаны принципы, алгоритмы и аппаратура местоопределения объекта, рассматриваемого в качестве материальной точки. Именно эта задача ставилась как основная иа этапе разработки и создания ГНСС. Однако опыт, накопленный в процессе их эксплуатации, показал, что реальный круг задач, которые могут успешно решаться с использованием сигналов НКА существенно шире.
К их числу относится задача определения пространственной (угловой) ориентации обьектов, которые рассматриваются как протяженные, а не бесконечно малые. Аппаратура, предназначенная для решения этой задачи, имеет ряд особенностей и заметно сложнее по сравнению с рассмотренной выше стандартной АП.
Принципы построения и функционирования такой аппаратуры изложены в этом разделе. 8.1. Параметры угловой ориентации объектов Задача определения угловой ориентации некоторого обьекта с помощью сигналов СРНС обычно рассматривается в сле1~тощей постановке 1111. Пусть с объектом жестко связана прямоугольная система координат, которая далее называется объеюловой (на практике часто в качестве осей этой системы рассматриваются строительные оси объекта: хо — продольная, уо — поперечная, хо — вверх, рис. 8.1).
Рис. 8.1. Обьекговая система координат 110 Введем в рассмотрение топоцентрическую (локальную) систему координат (ТЦСК), напало которой совпадает с нулевой точкой объектовой системы координат (ОСК) н движется вместе с ней, однако в отличие от объектовой системы оси ТЦСК сохраняют фиксированную ориентацию относительно поверхности Земли: ось х направлена на север (по истинному меридиану), ось у, — вверх по местной вертикали, а ось х, направленная на восток по горизонтали, дополняет систему до правой системы координат. Таким образом, плоскость х О~, параллельна плоскости, касательной к поверхности Земли в точке пересечения с ней местной вертикали, т. е.
является местной горизонталью. Тогда пространственное положение объекта относительно Земли однозначно определяется ориентацией осей ОСК относительно осей ТЦСК. Ориекгация ОСК относительно ТЦСК может описываться с помощью углов Эйлера или направляющих косинусов. Углы Эйлера определяются следующим образом (рис. 8.2): ° азимут а — угол между осъю Ох и проекцией продольной оси Охе на горизонтальную плоскость, проходящую через начало ТЦСК (диапазон значений: 0 < а < 360'; отсчет по часовой стрелке); ° тангаж зу — угол между продольной осью Охо и горизонтальной плоскостью, проходящей через начало ТЦСК (диапазон значений +90', положительное направление — вверх); ° крен 6 — угол поворота объекта вокруг продольной оси Охв (диапазон значений Н80',положительное направление — по часовой стрелке, если смотреть из начала ТЦСК вдоль оси Охв).
Преимущество описания ориентации с помощью углов Эйлера состоит в том, что указанные углы независимы и могут рассматриваться по отдельности. Это достоинство окупает некоторое услож- Север Рис. 8.2. Топоцентрическая система координат и углы Эйлера 111 пенне выражений, описываклцих связь между системами координат. Поэтому для описания конечного результата определения пространственной ориентации объекта на практике используются углы Эйлера в ТЦСК: азимут, тангаж, крен. Однако с точки зрения удобства промежуточных выкладок предпочтительнее описание с помощью направляющих косинусов, В этом случае ориентация ОСК относительно ТЦСК описывается ортогональной матрицей, элементами которой являются девять значений направляющих косинусов, и формулы перехода из одной системы в другую предельно упрощаются.
8.2. Принцип определении угловой ориентации объектов по сигналам СРНС Общий принцип определения угловой ориентации объекта по сигналам СРНС состоит в следующем. Пусть по результатам стандартного навигационного сеанса определены геоцентрическне координаты хо, уо, яо нулевой точки ОСК, а из эфемеридной информации известны геоцентрические координаты фазового центра антенны 1-го НКА хм, ун, х„. Этой информации достаточно для того, чтобы рассчитать в геоиентрической системе координат (ГЦСК) направляющие косинусы линии визирования 1-го НКА из нулевой точки ТЦСК, т. е. линии, соединяющей точки хо, уо, яо и хгв уев хм: и о. С Ум Уо. С и й; ~ й; г, где к; — дальность от обьекга до 1-го НКА. Затем необходимо радиотехническим способом измерить углы между линией визирования НКА и осями ОСК, т.
е. определить значения направляющих косинусов этой линии в объектовой системе. Сопоставляя значения направляющих косинусов линии визирования, рассчитанных в ГЦСК и измеренных в ОСК, можно получить представление об ориентации осей ОСК относительно ГЦСК. Однако определить однозначно все три угла Эйлера ОСК относительно ГЦСК по данным визирования только одного НКА невозможно, поскольку остается еще одна степень свободы: возможность поворота ОСК вокруг линии визирования НКА. Поэтому для однозначного определения углов пространственной ориентации ОСК необходимо провести описанные расчеты и измерения не менее чем по двум НКА.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
