Поваляев А.А. Спутниковые радионавигационные системы (2008) (1151867), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Однако нестабильность частоты бортовых генераторов спутников и доплеровский эффект приводят к тому, что реальная длительность этих периодов может быть как меньше, так и больше 1 мс. Вследствие того, что спутники по-разному удалены от приемника, значения 1, д1, О, г1О в разных каналах МЦК формируются в разные моменты времени.
На рис. 1.3 показан пример взаимного расположения периодов опорных модулирующих кодов (периодов накопления) в трех каналах коррелятора. Вертикальными стрелками показаны начала и концы периодов накопления значений 1, 61, О, ЙО в разных каналах. В момент окончания очередного периода в каждом канале должно начинаться вычисление значений 1, д1, О, дО на следующем периоде. Для того, чтобы значения 1, б1, О, й~, вычисленные на предыдущем периоде, не исчсзалн, их помещают в регистры временного хранения. 19 Сиуигиининые ридггиггинигнгрггоилгвгн егюие мы регистр врсмсн- наго сисипя рсгостр времен! ° «агах висиия рспмтр врсмси иаю х сиопа» рсгисгр мои регистр врсллси- ного х исивя хране- рсплсгр врсмси- рсгистр врсмсн.
рсгиагр времен- рсгпсгр времен. рсгистр ым ногах лисипя вагах исиия иолах исния ного. сисимя в смси в ! рсгистр времен- иогалх ивин» регистр времен- ного т исипя рсгиотр врсмсн- иого х сияния регистр в м'и регистр времен- иагах сияния рсгупнрныс прарыввпия Рис.
1.3. Расположение периодов опорных модулируюших кодов а разных каналах цифрового коррелятора Из рис. 1.3 видим, что значения корреляционных интегралов, на основе которых в СП должны формироваться коды коррекции промежУточной Сд"„,(1) и тактовой Сйг",ы(Р) частот, поЯвлЯютсЯ в Разных каналах МЦК асинхронно приблизительно через 1 мс и помещаются в регистры временного хранения. Содержимое этих регистров должно быть выведено в СП до момента появления новых значений 1, г11, О, йО, накопленных на следующем очередном периоде опорного модулирующего кода в каждом канале. Очевидно, что интервал времени, в течение которого такой вывод должен состояться, не может превышать длительности наименьшего периода модулирующего кода, искаженного максимально возможным доплеровским сдвигом частоты.
1.2. Особенности взаимодействия многоканального цифрового коррелятора и сигнального процессора ао Многоканальный цифровой коррелятор и СП являются двумя асинхронно работающими устройствами, которые должны периодически обмениваться данными. Из МЦК в СП должны поступать значения корреляционных интегралов, а из СП в МЦК вЂ” значения управляющих кодов промежуточных и тактовых частот петель слежения за фазами спутниковых сигналов. Передача данных из СП в МЦК не вызывает трудностей. Регистры памяти МЦК доступны СП так же, как поля (ячейки) его собственной памяти.
Поэтому сразу после вычисления в процессоре кодов управляюших частот петель слежения они записываются в нужные регистры памяти соответствующих каналов МЦК. Глава ! По-иному обстоит дело с передачей данных из МЦК в СП. В момент возникновения необходимости такой передачи СП может быть загружен другой работой !например, распаковкой данных навигационных сообщений спутников) и поэтому он нс принимает передаваемые дан„ые Для вывода содержимого регистров временного хранения из МЦК используются прерывания СП.
Прерывание является сигналом, который формирует МЦК. По этому сигналу работа СП прерывается 1т.е. приостанавливает выполнение всех других работ) и начинает выполняться программа обработки прерывания. При выполнении этой программы значения!, д1, Я, дЯ всех каналов МЦК, накопление которых завершилось к моменту прерывания, считываются в буферы памяти СП, соответствующие этим калачам. После обработки прерывания СП переходит к выполнению программы, которую ему укажет диспетчер задач. Прерывания работы СП необходимы не только для передачи данных из МЦК в СП.
Они необходимы так же для задания в приемнике процесса его собственных часов. Под процессом собственных часов приемника далее будет пониматься периодический процесс, наблюдение за которым позволяет определять в приемнике количественное значение времени и на этой основе осуществлять временную привязку измерений (см.
п. 2.1). Наиболее просто в качестве такого процесса использовать прерывания, регулярно формируемые МЦК. Чтобы далее не возникало путаницы, ранее рассмотренные прерывания, предназначенные для считывания содержимого регистров временного хранения из МЦК в СП, будем называть прерываниялш считывания, а используемые в качестве процссса собственных часов, — прерываниялш привязки изл(ерений. 1.3. Способы организации прерываний сигнального процессора Можно выделить два наиболее часто встречаюшихся способа организации прерываний СП. В п е р в о м с п о с о б е организации прерываний СП МЦК в момент окончания формирования значений корреляционных интегралов 1, Й1, О, дО в каждом из каналов генерирует сигнал прерывания считывания.
По этому сигналу СП прерывается и осуществляет считывание содержимого регистров временного хранения канала в соответствуюший этому каналу буфер памяти СП. Если одновременно несколько каналов МЦК формируют сигнал прерывания считывания, то при его обработке СП считывает в свою память значения корреляционных интегралов из всех этих каналов. Сразу после окончания задачи обработки прерывания считывания СП переходит к выполнению задач управления петлями.
В этих задачах по вновь считанным значениям корреляционных интегралов вычисляются коды коррекции промежуточной Со'„,(г) 21 Снутннноеые раднонаенгаянонные снстеты и тактовой СПс'„,(~) частот для соответствующих петель слежения. После этого СП вычисляет и изменяет значения управляющих кодов частот в соответствующих каналах МЦК и с этого момента времени начинается применение этих кодов для вычисления фазы опорных сигналов в каждом из рассматриваемых каналов. Видно, что в первом способе обмен между МЦК и СП построен таким образом, чтобы минимизировать задержки в считывании данных из МЦК в СП, и, после обработки этих данных, минимизировать задержки в применении результатов обработки для управления петлями слежения. Минимизация задержек в петлях слежения позволяет обеспечить необходимый запас устойчивости следящей системы.
Однако стремление минимизировать задержки приводит к тому, что моменты генерации прерываний для считывания данных в СП и моменты времени применения управляющих кодов частот в первом способе организации прерываний являются случайными. Случайность моментов времени генерации прерываний разными каналами МЦК порождает множество проблем. В частности могут возникать так называемые «групповые прерывания», в которых сигналы прерываний, сформированных разными каналами, располагаются очень близко друг к другу. Обработав первое прерывание из группы, СП вынужден переходить к обработке второго прерывания, затем третьего и т. д. до тех пор, пока не будут обработаны все прерывания группы.
При большом числе каналов обработка такого группового прерывания может оказаться очень длительной. СП нс может приступить к задаче вычисления управляющих кодов частот петель слежения до тех пор, пока не будут обработаны вес прерывания группы. Поэтому в петлях слежения каналов, сформировавших прерывания, расположенные в начале группы, в этой ситуации будут возникать длительные случайные задержки. Случайность задержек приводит к тому, что при расчете фильтров петель слежения необходимо ввести доподнительный запас устойчивости по фазе. Увеличение же этого запаса сверх необходимого нежелательно.
Случайность моментов применения управляющих кодов частот в петлях слежения каналов приводит к тому, что выполнение множества одинаковых программ, необходимых для работы разных каналов, в СП приходится осуществлять в разные моменты времени. Зто сильно усложняет управление задачами и увеличивает вычислительную нагрузку на СП. Случайность моментов считывания данных из МЦК в СП и случайность моментов начала применения управляющих кодов частот в каналах приводит к тому, что в приемнике отсутствуют моменты времени, единые для всех каналов, в которые можно было бы считывать фазы опорных сигналов из МЦК в СП.
Однако определение координат приемника требует привязки измерений в разных каналах к единым моментам времени. Для решения этой задачи в приемнике, помимо прерыва- Гижа I лий считывания, приходится вводить сигнал периодически повторяю- шихся прерываний привязки измерений, т.е. вводить процесс собственных часов приемника. Содержимое регистров фаз опорных сигналов в каналах МЦК в момент действия этих прерываний запоминается и далсс, в процессе выполнения программы обработки прерываний, считывается в память СП. Одновременно с этим прерывания привязки измерений используются в качестве процесса собственных часов приемника [см, определение содержательного значения соотвстствуюших терминов в гл. 2). Введение специального сигнала, определяющего моменты привязки измерений, усложняет аппаратную и программную реализацию первого способа организации прерываний СП Во в т о р о м с п о с о б е организации обмена между МЦК и СП используется единый сигнал прерываний, который необходим как для считывания регистров временного хранения из МЦК в СП, так и для привязки измерений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
