Поваляев А.А. Спутниковые радионавигационные системы (2008) (1151867), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Поэтому фазу кодового сигнала, излучаемого спутником, можно рассматривать как сообщение им показаний своих часов на каждый текущий момент времени (см. п. 2.4), Фаза модулирующего кода, отслеживаемая в приемнике с точностью до ошибок слежения П', Глава 3 аппаратурных Т„" и многолучевых Т', искажений, равна фазе кодового сигнала на спутнике в момент предшествия !""' !понятия моментов предшествия см. в п. 2.4).
Поэтому для показаний канальных часов )что спутника Т,'., (!'"') справедливо равенство Т!.„(!'"')=Т1(!",'".')+Т,', +Т',+р', !3.7) где Т'(1,"~) — показания часов )что спутника на момент предшествия Подставляя (3.7) в (3.6), получаем, что псевдозадержку часов с внутренней стабилизацией можно определить как Ю,'„,(!и') =Т,„,(!в')-Т'(!',„'м)-Т„'-Т.', — р'. (3,8) С учетом обозначений !2.6) и (2.22), показания часов приемника Тм,(!'"') и спутника Т'(!,""') могут быть выражены через показания часов системы Т,„,(!'"'), Тв (1",„'", ): Ти,(!в')=Т,„(!!"')+Лтвь, (!!и), Т'(!',"в)=те,(!"",')тат!(!',„'",'). 13.9) По поводу использования символов «х» и «+» см. п.
2.6. Подставляя (3.9) в (3.8), получаем Р 0 < в ~ ! ! ) Т ц» ( ! ) Т в» ( ! р > ~ в ) ! д Т ! л ~ в р ( ! ) Я +ЛТ!(!! в'.)-Т1-Т„',-р . 13.10) Величины Т,„,(!!"') и Т, (!"",'), входящие в !3.10), являются показаниями одних и тех же высокоточных часов системы. Поэтому их разность с высокой точностью равна оценке времени распространения сигнала »1 !в~ Т,.„(!'"') — Т,.„(!';„'",.') а !вв — !', "' = » Т.„',, (3.1 1) 77 где К1(!'"') — расстояние между точками, которые занимал приемник в момент !ы, и спутник в момент !' ~; Т„', — дополнительная задержка висл кодового сигнала в атмосфере.
Подставляя 13.11) в 13.10), получаем математическую модель псевдозадержки, являющуюся основой для оцениваиия координат Со> тоикоеые радионаеигаииоссиые с истеиы приемника и смещения дсты(Р"') показаний его часов с внутренней стабилизацией й1(1ыс РО!„, (1ы' ) = — + ЬТ,, (сы' ) + с ядТ"'(4",')+Т,',„-Ть-Т" -и'. (3.12) Таким образом, из определения (3.6) псевдозадержки часов с внутренней стабилизацией вытекает не только способ ее возможного формирования в приемнике, но и математическая модель (3.12), являющаяся основой вторичной обработки.
С учетом (3.12), математическая модель используемого в инженерной практике понятия псевдодалыюсти р'(1ы ) определяется как произведение скорости света на псевдозадержку: р,'„,(1ы)=с РО(ы(1")=К'(1ы)+с(ЛТыи, (1ы')к адтф,ы')+Т, -Т1-Т.',-р1). (3.!3) Отметим, что определение псевдозадержки (3.6) и соответствующие ей математические модели (3.12), (3.13), относятся только к одному частотному диапазону. Псевдозадержки в других частотных диапазонах определяются аналогично. При этом показания Ты(1™) собственных часов навигационного приемника для всех диапазонов в (3,6) будут одинаковыми, а показаниЯ Т,.'ьт (1ыс) канальных часов длЯ Разных диа- назонов несколько различаются.
3.3. Определение понятия псевдофазы собственных часов навигационного приемника с внутренней стабилизацией и построение ее математической модели тв Выше для каждого частотного диапазона было определено свое значение псевдозадержки собственных часов приемника с внутренней стабилизацией.
Признаком, объединяющим эти значения, были общие показания собственных часов. Псевдофазовые измерения обладают аналогичными свойствами, т.е. для каждого частотного диапазона определяется свое значение псевдофазы и общим признаком, объединяющим все эти значения, являются общие показания собственных часов приемника. В этой связи описание понятия псевлофазы, с учетом диапазона, к которому оно относится, требует применения в математических выра- 7"лава 3 жениях дополнительного индекса, обозначающего диапазон, и построения громоздких речевых конструкций.
В то же время различия понятий псевдофазы в разных диапазонах невелики. Поэтому далее, для упрощения, понятия, справедливые для всех диапазонов, будут определяться без указания номера диапазона. И только там, где требуется указать различия в понятиях, соответствующих разным диапазонам, либо же указать на взаимосвязь этих понятий, будут делаться соответствующие добавления в скобках. Для определения понятия псевдофазы часов с внутренней стабилизацией необходимо ввести в рассмотрение два новых определения.
Итак, дадим понятие внутренней опорной фазы приемника у,'„,(!гм), соответствующей!-му спутнику, как фазы сигнала, получаемого из сигнала собственных часов приемника с внутренней стабилизацией (определение понятия сигнала часов см. в п. 2.1), путем умножения частоты этого сигнала на безразмерный коэффициент й', численно равный номиналу несущей частоты!-го спутника [18). Как известно, при умножении частоты происходит умножение фазы исходного сигнала на тот же коэффициент Е'. Учитывая, что фаза сигнала часов равна показаниям этих часов, получаем: к,'и(!и') =й Тъи(!ь')+ к,.„„ (3.14) где Чьм а — неопределенная начальная фаза приемника, одинаковая для всех спутников (для разных частотных диапазонов начальные фазы Ч,м а различаются).
Необходимость введения начальной фазы уьса объясняется тем, что в реальной аппаратуре приемника невозможно обеспечить нулевое значение ~7,„, „ вмомент, когда Т;„,(!)= О. Отличительным свойством определяемых согласно (3.14) опорных фаз приемника, соответствующих разным спутникам, является то, что все они формируются из единой фазы (показаний) Т,„, (Р"') сигнала собственных часов приемника с внутренней стабилизацией.
Начальная фаза ~уы а пРи этом хотЯ и пРоизвольна, но одинакова длЯ всех спУтников. В ОРБ излучения всех спутников происходят на одной и той же несущей частоте и поэтому для ОРБ коэффициент йы в (3.14) одинаков для всех спутников, т.е. Е! = йога, Это означает, что для ОРБ внутренняя опорная фаза приемника у,„, (Р"') (в каждом из диапазонов) является единственной и общей для всех спутников. 79 Слутииковые радиоиавигациоииые еиел~ел~ы ДадИМ ПОНятИЕ КаыаЛЬНОй фаЗЫ Чг',.Ив„(1'"') ПрИЕМНИКа, СООтВстетвуюшей 1-му спутнику, как оценку фазы сигнала несущего колебания этого спутника в приемнике.
Такой оценкой в приемнике является сум- ма (3.15) гры(11«) = р>ы(1«)-р",.„(11«). (3.16) канальная фаза ~р~,„(1ы'), с точностью до неопределенного цсло- го М', ошибок слежения и', аппаратурных чг'„ и многолучевых чг'„, искажений, равна фазе 8г'(1',",') несущего колебания, излучаемого 1-м спУтником, в момент пРедшествиЯ 1';„'",.'. ПоэтомУ длЯ фазы ~Р',и„.„(1ы') справедливо равенство чг',,и,„(1« ) = чг1 (1' ',"' )» лг али + У"„» »1 — м1.
(3.! 7) 80 где у. (1'" ) — суммарная фаза аналоговых гстеродинов приемника (см. гл. 1); ф,'и, (1'ы) — фаза опоРного сигнала петли слсжениЯ за сигналом промежуточной частоты, соответствующей этому спутнику в режиме синхронизма в соответствующем канале приемника. Знак «-» в (3.15) соответствует случаю, когда суммарная частота гетеродинов приемника больше несущей частоты 1-го спутника. Такое гетеродинное преобразование далее везде будем называть верти«»ь Если суммарная частота гетеродинов приемника меньше несущей частоты 1- го спутника, то такое гетеродинное преобразование далее будем называть иизеиим. Нижнему гетеродинному преобразованию в (3.15) соответствует знак «+». Далее везде, где потребуется указывать различия, порождаемые верхним и нижним гетеродинными преобразованиями, будут использоваться двойные знаки «+» или «»».
При этом верхний знак будет относиться к верхнему гетеродинному преобразованию, а нижний соответственно к нижнему. ПсевдофазУ <Р,'ы(1»') часов с внУтРенней стабилизацией по 1-мУ спутнику определим как разность между внутренней полной опорной фаЗОй ПрИЕМНИКа 8г',ы (1'ы), СООтВЕтетауЮШЕй ЭтОМу СПутНИКу, И ПОЛНОЙ канальной фазой Ц~'„и.„(11«) того же спУтиика 118): Глана 3 Неопределенное целое М' введено (3.17) потому, что канальная фаза ~уж,„(!'"') оценивается в приемнике с точностью до произвольного целого числа. Колебание несущей частоты и сигнал часов 3-го спутника формируются на его борту из сигнала единого задаюшего генератора. Поэтому между фазой Ш'(~' "') несушего колебания спутника и фазой Т'(~,""') сигнала его часов (показаниями часов спутника) существует связь: д'(1"".') =1'Т" (1""')+ у",, где 1р' — безразмерный коэффициент, численно равный номиналу несу- шей частоты 3-го спутника; у', — неопределенная начальная фаза излу- чения)-го спутника.
(В разных частотных диапазонах начальные фазы Ц, соответствующие одному и тому же спутнику, различаются.) ~н', „„(1'"')=1с'Т'(1" )+ур'+у'„+у',+и1-М'. (3.19) Подставляя (3.14) и (3.19) в (3.16), получаем следующее выражение для псевдофазы ~р,'„, (1'"') часов с внутренней стабилизацией: р,.„,(~)=й (Тм,(1ь')-Т1(1',ы))+Чыь,— -ур' — у'„-у', — н'+ М'. (3.20) Все особенности введенного определения понятия псевдофазы р,'„,(~'"') часов с внутренней стабилизацией показаны на рис. 3.3. Отметим, что этот рисунок не имеет отношения к способу формирования измерений псевдофазы в навигационном приемнике.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
