Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1151865), страница 60
Текст из файла (страница 60)
В зоне видимости потребителя СРНС всегда находится более четырех спутников, каждый из которых излучает радиосигналы. Так как спектры сигналов не являются строго ограниченными по частоте функциями, при обработке сигнала одного из спутников сигналы других спутников мешают и их относят к внутрисистемным помехам. Уровень последних зависит от используемых типов сигналов и принятого в системе метода разделения сигналов. В системе ГЛОНАСС используется частотное разделение сигналов. Частотный разнос между номинальными значениями несущих частот в диапазоне П равен 562,5 кГц и выбран таким образом, что с учетом длительности элементарной посылки сигнала г, =1/511 мс помеховые радиосигналы от спутников, находящихся в зоне радиовидимости, могут мешать приему обрабатываемого сигнала только вторыми и последующими лепестками спектра.
При этом доля мощности одного ближайшего по частоте помехового сигнала относительно полезного составляет примерно 2 10 ~, т. е. не превышает — 48 дБ, что и определяет уровень внутрисистемных помех СРНС ГЛОНАСС. 383 Глава 11 Внутрисистемные помехи в СРНС бР8 существенно больше. В 0РЯ используется кодовое разделение сигналов, и уровень внутрисистемных помех определяется значением максимального бокового лепестка кроскорреляционной функции используемых кодов.
Для кодов Голда длиной 1023 элемента, применяемых в бРЯ, уровень максимального бокового лепестка относительно величины полезного сигнала составляет примерно 7.10 ~ ( — 21,6 дБ). Энергетические характеристики навигационной радиолииии. В 11.31 определено, что мощность радиосигнала, принимаемого потребителем от НС «Глонасс», на выходе приемной линейно поляризованной антенны с коэффициентом усиления + 3 дБ и при угле места 5' составляет не менее минус 161 дБВт для частотного диапазона П . Формирование такого сигнала обеспечивается при следующих основных характеристиках навигационной радиолинии: мощность сигнала передатчика Р, = 64 Вт (18 дБВт); коэффициент усиления передающей антенны спутника б, = 10 дБ (по цен- тру ДН) и б, =12 дБ (в углах +15'); эффективная мощность излучаемого сигнала Рб„,„=Р,б, =28 и 30 дБВт для двух указанных направлений соответственно; потери в свободном пространстве Е =201я (Я/4лЯ)дБв 184,2 дБ (для угла места НС 5') и 182,2 дБ (для угла места 90 ) для Я = 18,6 см (средняя часть диапазона частот системы ГЛОНАСС); затухание в атмосфере Е„= 2 дБ; поляризационные потери Х„,„= 1 дБ; прочие потери Е„р =3...4 дБ.
Таким образом, мощность сигнала на входе приемной антенны Р,„, = Рб„— Ег — 1.„— Е„„— 1,„р = — 161...— 163 дБВт (для угла места спутника 5'). При коэффициенте усиления антенны б, =+ 3 дБ на ее выходе (а, следовательно, на входе высокочастотной части приемника) получаем Р„= Р, б, = — 159...— 161 дБВт. В теории спутниковой навигации энергетические характеристики условий приема сигналов в аппаратуре потребителя принято характеризовать параметром а,1„, —— Р„/Фо, представляющим собой отношение мощности полезного сигнала на входе высокочастотной части приемника Р„к спектральной плотности (односторонней) внутреннего шума приемника М . Учитывая, что У =1сй Т, где То =290К, 1с=1,38 10 ~' — постоянная Больцмана; к — ко- 384 Подсистема космическик аппаратов эффициент шума приемника, и полагая й =2,5, получаем 7У'0 = — 201,5 дБВт/Гц; д,~„~ — — 101од(д,~„~ ) = — 161+ 201,5 = 40,5 дБГц.
Мощность радиосигнала, принимаемого потребителем от НС «ГлонассМ», на выходе приемной линейно поляризованной антенны с коэффициентом усиления +3 дБ и при угле места 5' составляет не менее — 161 дБВт для частот диапазона П и не менее — 167 дБВт для частотного диапазона Е2 с последующим доведением до уровня не менее — 161 дБВт. На рис. 11.6 приведены зависимости минимальной мощности сигнала в частотных диапазонах П и Е2, принятого потребителем, находящимся на поверхности Земли, от угла возвышения НС 11.31.
Угол возвышения НС, град 30 45 60 75 90 ез -156 а -158 о о -160 о 5 -162 в -164 о. Рис. 11.6. Зависимости минимальной мощности сигнала от угла возвышения НС Наблюдаемое экспериментально увеличение уровня принимаемого сигнала может быть обусловлено следующими причинами: отклонением высоты НС от номинального значения; ошибками угловой ориентации НС; изменением коэффициента усиления передающей антенны НС по азимутальным направлениям и по частотному диапазону; вариациями выходной мощности передатчика НС из-за технологических причин, колебаний температуры и т.
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
