Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Максимальные тропосферные эффекты будут наблюдаться для объектов, расположенных вдоль лучей С и О, Из-за громоздкости единого формульного описания ослаб"ла ления радиосигналов и рефрак- ционных поправок при произ- В Рнс. З.З. Возможные области взаимного расположения потребителе и НИСЗ вольном расположении П относительно НИСЗ при Н„)0 ограничимся частными случаями, соответствующими расположению потребителей выше ионосферы (область!), в тропосфере (область Н) и в ионосфере (область Н!). Область Н ослабление в атмосфере и рефракциопиыс поправки равны нулю. Область Н: справедливы формулы для иоиосфериых поправок, приведенные в $5.3, а при расчете эквивалентных длин пути сигнала в атмосфере гь входящих в формулу (5.9), следует принять г~=(6 — 6.) сзсу, где Л, — характеристическая высота атмосферы, состоящей только из молекул кислорода при расчете эквивалентной длины пути в кислороде, либо только из молекул воды при расчете эквивалентной длины пути в парах воды. Тропосферные рефракционные поправки при измерении г и г должны быть меньше, чем в случае приземного расположения П.
Степень уменьшения поправок зависит от высоты Н„и может быть рассчитана по формулам, приведенным, например, в [46]. Область Ш: тропосферные эффекты отсутствуют; ионосферные поправки к измерениям дальности и скорости могут быть приближенно определены как разности между поправками, соответствующими приземному расположению П, и ионосферными поправками, соответствующими расположению излучателя на высоте Н„. Другими величинами, которые зависят от высотного расположения П, являются углы раскрыва передающей ф, и приемной ср„антенн'. В случае приземного расположения П требуемый угол раскрыва антенны НИСЗ (бб! ( пз ~рв,: = 2агсэ!и! — — ~-сову,„) + 28,.
(5.40) з+ где у,„— минимальный угол возвышения антенны П, односторонний запас на стабилизацию антенны НИСЗ. Минимальный угол возвышения антенны П обычно определяется допустимым уровнем рефракционных атмосферных погрешностей и влиянием отражений от поверхности Земли. Угол раскрыва антенны П для приземного расположения <ра~=!80 -2у„,ь+2(!., (5.4! ) где ()„— запас иа стабилизвцшо антенны Г!. Угол раскрыва антенны гр связан с коэффициентом усиления 6 простым соотношением: О„,,.„=2(! — совр/2) ', откуда следует, что увеличение ф ведет к уменьшению 6.
При расположении П на высоте Н„ над поверхностью Земли простых соотношений типа (5.40) и (5.41) получить не удается, так как в этом случае на выбор углов раскрыва антенн ~р, и <Г„ влияют допустимое увеличение мощности передающего устройства вэ НИСЗ, допустимая кратность покрытия, допустимое отношение сигнал-шум на выходе приемника, возможность приема сигналов,. прошедших через атмосферу Земли, конструктивные соображения и т. д. Однако предельные (максимальные) значения углов и грч можно найти нз геометрического представления по следующим формулам: Р,= Ро«п ( — г) (5.44) где Ое„тт„бчч и 6„— коэффициенты усиления передающих и приемных антенн прн приземном и высотном расположении П; Таблица 5.1 Углы раскрыва антенн ИИСЗ н высотного П рт/4с Рис.
бд. Требуемое увеличение иошиости передатчика НИСЗ дли обеспечении вы. сотиык потребителей: Я,-ЭО ООО «и, С... !,Э, !- ГООО МГи ! 0 500 !000 !500 0000 0500 Ое, кч ~:,ыз„= 2агсз!и -ин.-+ — + 2)!с, яз+ н ( ) 5.42 3+ уу, яз гр... = 360 + 2!). — 2агсз)п ~ — + — я . (5,43) В табл. 5.! приведены значении максимальных углов раскрыва антенн П н НИСЗ в зависимости от высоты обслуживаемого слоя Н. Односторонние запасы на стабилизацию антенн НИСЗ и П равны соответственно ),5 н 2'. Увеличение углов тр, и гр„при высотном расположении П до предельных значений, определяемых формулами (5.42) и (5.43), приводит к уменьшению коэффициентов усиления антенн. Поэтому для сохранения лля высотных П такого же отношения сигиалшум, как и для прнземных, необходимо увеличивать мощность передатчика НИСЗ.
Если Ро, — требуемая мощность излучения лля обслуживания приземных П, то мощность излучения для обслуживания высотных П при том же отношении сигнал-шум. можно рассчитать по формуле гв и г — максимальные расстояния между НИСЗ и П при приземном н высотном его расположении. При выводе (5,44) предполагалось, что П расположен выше ионосферы (Н„= ° 500 км), и из рассмотрения исключались трассы распространения радиоволн через ионосферу. На рис. 5.4 построены зависимости увеличения мощности передатчика НИСЗ, которое обеспечивает высотному П то же отношение сигнал-шум, что и приземному. Кривая у соответствует максимальным углам раскрыва антенн НИСЗ и П (табл.
5.!), кривая'2 — одинаковым козффициентам усиления антенн П в случаях его приземного и высотного расположения, Из сравнения ! и 2 следует, что увеличение мощности передатчика НИСЗ существенно зависит от изменения коэффициента усиления антенны П.
Поэтому увеличивать ~„не всегда целесообразно. Для более объективного выбора углов раскрыва антенн НИСЗ и П можно воспользоваться одним из следующих критериев. !. Обеспечение заданной вероятности Р"' одновременной взаимной радиовидимости П и не менее чем а, спутников системы при их общем числе по. 2. Минимум мощности Р, при заданных Р„; и отношении сигналшум на входе приемника д,„.
3. Минимум мощности Р, прн заданных Р ' и суммарных пог- лО решностях измерения квазидальности а„квазискорости о, либо ошибки места о,. Оптимальные задачи формулируются следующим образом. Найти значения 0„6„из условий, соответствующих приведенным критериям: !) Р„'= ~,[ Р,(6„6„)~ — сопз1, где Р~ — вероятность взаимной радиовидимости П и НИСЗ; 2) Р„„, =Я д,„, 0,~ — ппп, Р.' = ~~ [ Р~ ( 6„0„)) -~- сон 91; 3) Р„,р,— — Яо, 0„6„) — гп!и, Р„; = ~~ [ Р~ ( 6„0„)~ — сопз1, а о в зависимости от критерия может быть а„о; илн а„.
Приведенные формулы (5.44) и графики на рис. 5.4 дают решение первой из указанных задач в случае заданного значения Р„', соответствующего максимально возможным значениям и, н К 9! ГЛАВА 6 СПОСОБЫ РАЗДЕЛЕНИЯ СИГНАЛОВ ЬТ. МЕТОДЫ УПЛОТНЕНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ СИГНАЛОВ В СЕТЕВЫХ СРНС Особенности разделения сигналов в СРНС. Условие одновременной работы нескольких НИСЗ вЂ” излучателей сигналов в сетевой пассивной СРНС предъявляет специфические требовании к передаче радионавигационных сигналов. В каждой точке околоземного пространства формируется групповой (суммарный) радионавигационный сигнал, представляющий собой сумму сигналов от нескольких НИСЗ. Образование группового сигнала можно рассматривать как операцию уплотнения радиоканала много= спутниковой РНС.
В приемнике потребителя (П) осуществляется операция, обратная уплотнению: нз группового сигнала выделяются сигналы отдельных НИСЗ. Такая операция называется разделением сигналов. Операция уплотнения — разделения сигналов характерна для многоканальных раднолнний систем передачи информации [109), в которых уплотняюшее устройство, как правило, входит в передающее устройство. Поэтому в таких системах можно применять как линейные, так и нелинейные способы уплотнения, а соответственно — н разделения каналов.
Существенным отличием в возможностях уплотнения— разделения сигналов сетевых СРНС является отсутствие специального уплотняющего устройства, параметры которого можно было бы выбирать тем нли иным способом. Сигналы отдельных спутников объединяются во всех точках околоземного пространства путем супери< ицнн, т. е. операция уплотнения в принципе только линейна. Кроме того, она однозначна. Поэтому, рассматривая операцию разделения сигналов от различных НИСЗ, осуществляющую отображение пространства группового сигнала в пространство уплотняемых сигналов, на основе теории линейных преобразований [98) можно сделать вывод о том, что в пассивных СРНС операция разделения сигналов также линейка. К линейным методам разделения относятся такие, при которых разделение сигналов выполняется линейными устройствами с постоянными нлн переменными параметрами.
Известно [109), что для линейного разделения каналов при линейном уплотнении необходимым н достаточным условием являетсн линейная независимость канальных сигналов, а следовательно, их ортогоиальиость, поскольку систему линейно независимых функций линейным преобразованием всегда можно сделать ортогональной. Известные способы линейного разделения сигналов основываются на использовании следующих видов селекции: пространственной, временнбй, частотной, структурной (разделение по форме сигналов). 92 Пространственная селекция.
Предполагает разделение излучений от различных НИСЗ с помощью остронаправленных антенн (с шириной луча в единицы н доли градуса), устанавливаемых на П. Размещение остронаправленных антенн на движущихся объектах не всегда возможно, и, следовательно, способ пространственной селекции в сетевой пассивной СРНС, рассчитанной на широкий класс П, неприемлем. Однако его с успехом можно использовать в НЦН, причем применение остронаправленных антенн на НЦН позволяет кроме селекции излучений спутников существенно повысить энергетический потенциал радиолинии. Временная селекция.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
