Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 34
Текст из файла (страница 34)
При этом формируются синфазные! и квадратурные Я выборки обоих сигналов, которые подаются в процессор первичной обработки. В сдвоенном АЦП для повышения избирательности и подавления радиопомех с негауссовским распределением амплитуд частота взятия двухразрядных выборок определена равной 20,5 МГц для корреляции кода Р и 2,05 МГц для корреляции кода С/А. Это позволяет при последующей обработке эффективно бороться с синусоидальнымн сосредоточенными помехами, с помехами с качающейся частотой, с импульсными радиопомехами.
Частота опорного генерауора (ОГ), встроенного в модуль, равна 143,22 МГц=14/м где /»=10,23 МГц — тактовая частота кода Р. Синтезатор частот вырабатывает сигналы для трех гете- родинов: 1401,5 МГц=137/м 143,22 МГц=14/о и 30,69 МГц= =3/» соответственно. Модуль радиочастотного преобразователя унифицирован и может быть использован в АП с любым числом каналов. Процессор первичной обработки представляет собой специализированное цифровое вычислительное устройство, в котором реализуется цифровая обработка квантованных выборок /» и Я», включая снятие доплеровского сдвига частоты и цифровую корреляцию кодов.
Цифровой процессор построен на вентильных матрицах и содержит селектор квантованных квадратурных /» и Я» выборок кода Р и С/А для поочередной их передачи в комплексный мультиплексор из ПЗУ констант преобразования фазы в амплитуду, где компенсируется доплеровский сдвиг частоты, оценка которого снимается в цифровом виде с цифрового генератора несущей.
Далее двухразрядные /» и Я» выборки кода Р или С/А поступают на многоотводные цифровые параллельные корреляторы, и котор»ях производится цифровая свертка кодов и сужение полосы обрабатываемых сигналов. Выходной сигнал корреляторов в цифровом виде подается в микропроцессор, выполненный на ИМС серии МС68000, для выполнения операций поиска, захвата, слежения и выделения информации. Генераторы кодов Р и С/А, цифровые генераторы несущей и тактовой частоты кодов выполнены на вентильных матрицах. Аппаратура потребителей содержит пить процессоров первичной обработки, выходы которых соединены общей шиной обмена с навигационным процессором. 152 Навигационный процессор вьиолнен на микропроцессоре фирмы Ма!1опа1 Беш1сопдцс1ог серии Х5 32С016 и сопроцессоре серии Н5 32С081, предназначенном для выполнения операций с плавающей точкой и обеспечивающем высокую производительность вычислений, необходимую для АП высокодинамнчных объектов.
Тактовая частота микропроцессоров 20 МГц, разрядность 32. Навигационный процессор обеспечивает управление процессорами первичной обработки по шинам обмена, управление всей АП, фильтрацию всех навигационных данных и имеет прямой доступ к памяти процессоров первичной обработки и процессору модуля универсального интерфейса.
Общая память навигационного процессора распределена следующим образом: 256К команд репрограммируемое КМОП ЗУ с пониженным питанием; !28К данных КМОП ОЗУ; 16К данных КМОП ОЗУ с встроенной батареей питания; 16К репрограммируемое ЗУ для хранения альманаха и других данных, вводимых перед началом работы. Кроме того, навигационный процессор содержит энергонезависимые часы с встроенной батареей питания, обеспечивающей автономную работу в течение 30 суток. Программное обеспечение навигационного процессора реализовано на языке высокого уровня фортран 77, а процессора первичной обработки — на языке Ассемблера. При комплексировании с инерциальными навигационными системами высокодинамнчного самолета в рассматриваемой АП реализуется навигационный фильтр на 17 состояний вектора оценок навигационных параметров. При отсутствии данных от инерциальных систем реализуется фильтр на 11 состояний.
Модуль универсального интерфейса построен на микропроцессоре МС 68000 и имеет память 32К управляющих программ, реализованных в репрограммируемом ЗУ, и 8К байт слов данных, хранящихся в ОЗУ. Микропроцессор МС 68000 этого модуля снабжен дополнительной схемотехникой для организации прямого доступа к памяти, что обеспечивает быструю передачу данных ввода/вывода по межпроцессорной шипе. Модуль универсального интерфейса имеет сменные блоки, которые нознолнк т оргшщзовать трн типа обмена: по магистрали обмена КБ 422 с уровнями выходных и входных сигналов ИМС вЂ” ТТ!., по магистрали й5 232 с уровнями ИМС вЂ” ТТ!., по магистрали М11.
— 5ТЭ— !553 — мультиплексный последовательный канал обмена. Многоканальная аппаратура различных разработок, как правило, имеет следующие основные технические характеристики; чувствительность приемника не хуже — 166 дБВт; погрешность измерения кваэидальности не хуже 1,5 м (1а, 153 код Р), квазискорости не хуже 1,5 см/с при отношении сигнал-шум, равном 30 дБГц, и при следующей динамике движения потребителя: максимальная скорость до 1!00 м/с и выше, ускорение до !Од, рывок до 5д/с; помехоустойчивость при поиске 24 дБ (код С/.4), при слежении 40 дБ (код Р), при удержании сигнала 47 дБ (код Р); погрешность определении плановых координат (1о) не хуже !О м; время до первого определения координат не более 2,5 мин. Р.А МУЛЬТИПЛЕКСНАЕ АППАРАТУРА ПОТРЕЕИТЕЛЕЯ Мультиплексированием называют процесс, при котором несколько потоков сигналов уплотняются во времени в один общий поток. Этот метод хорошо известен в системах цифровой обработки сигналов.
Например, мультиплексный цифровой фильтр— это переключаемый фильтр, на вход которого последовательно во времени подаются несколько входных сигналов, а выход синхронно со входом переключается на соответствующие выходные линии. В мультнплексной АП таким уплотияющим фильтром являются антенна, радиочастотный преобразователь, коррелятор, генераторы кодов и управляе)»ые генераторы ФАП и ССЗ. Полученные квадратурные выборки /» и !!» в цифровой форме с выхода коррелятора последовательнб во времени подаются на программно реализуемые фильтры следящих систем, число которых равно числу КА рабочего созвездия. Такое соединение аппаратных и программных средств позволяет удачно сочетать достоинства одноканальной и многоканальной АП: малые аппаратные затраты и одновременное измерение навигационных параметров сигналов КА рабочего созвездия.
На рис. 9.6 приведена структурная схема мультиплексной АП 1!86]. Следует отметить, что не все элементы и узлы обычного одноканального приемника можно использовать в мультиплексной АП ввиду специфического требования — быстрого переключения состояния схем, К основным принципам реализации мультиплексной обработки радиосигналов относятся: быстрое когерентное переключение преселектора СВЧ сигналов )~ и /» диапазонов, использование памяти для храпения состояния несущей и кодов; применение мультиплексоров и дсмультиплсксероа для временного уплотнения !» и ()» выборок, применение единой опорной синхронизации, на базе которой осуществляется мультиплексная синхронизация, оптимизация частотного плана радиочастотного преобразователя — усилителя.
К узлам, при реализации которых проявляется специфика мультиплексирования (на рис. 9.6 заштрихованы), относятся: селектор частот диапазонов /~//ь схема цифровой додетекторной обработки, цифровой синтезатор доплеровского сдвига частоты несущей, цифровой синтезатор задержки 154 иалзаЕ -ьь иннах ь~ьь аз~~а ф а их» ь ььВ ьь, Фу 4ь а ьь» з ь Ь™~ Ф ккь ь ьь Ф Цать ф зхз ь ььььь Н .з ь ьз ззь ь йььь ь 6 В ь к ааналаий ьь ь йх» з »Я х в с х х с, фхз» ~лги й,ьь фь иии ь.ь ии:хх~ хиннаи иааадаиах или аалн айни иал -ахаииаиаили ж алнаираииа ааа .7Флл 'юлии алнаиалиы аззз -аизалй ании иллаалнаих -нал азха -назйлюйхаи 47зз ь$ ФИ фь ьь ьььы зз ь ь' ьз ""ьх 0ж) аиаг инлл лаинаи — 7 иаНЮ 77 И и О. с Е х х х кодов.
На рис. 9.6 не показаны те блоки, которые производят контроль синхронизации и выделения навигационного сообщения, поскольку непосредственно с мультиплексированием они не связаны. При оптимизации частотного плана радиочастотного преобразователя руководствуются решением трех основных задач: упрощенна синтеза гетеродинных частот, исключения влияния собственных помех и обеспечения формирования простого набора опорных импульсов синхронизации. Для решения второй к третьей задач частота опорного генератора выбрана равной 10,2304 МГц, что обеспечивает сдвиг в 400 Гц относительно тактовой частоты символов кода Р, равной !0,23 МГц.
Для подавления сосредоточенных по спектру помех в радиоприемнике производится дополнительная модуляция сигнала на первой промежуточной частоте псевдослучайным кодом Т с последующей демодуляцией совместно с кодами С/А и Р. Стабилизация уровней сигналов на первой н второй промежуточных частотах обеспечивается двумя цепями цифровой АРУ. В блоке цифровой додетекторной обработки выполняется аналого-цифровое преобразование двух пар квадратурных сигналов /» и Я» и их цифровое накопление. Одна пара сигналов /» и 9», полученная в результате корреляции с синфазной ПСП, используется в контуре нАП, другая, полученная в результате корреляции ПСП с т-качанием,— в контуре ССЗ. Цифровые синтезаторы несущей н тактовой частоты кодов С/А и Р достаточно сложны [18б].
Максимальное время их перестройки 0,4...0,5 мс. Процессор считается центром мультнплексной АП, так как в нем обеспечивается реализация всех алгоритмов обработки сигналов, хранение значений фазы несущих и задержек кодов. Все основные параметры схем слежения являются программноуправляемыми, что позволяет изменять их в реальном времени как компромисс между динамикой отслеживаемых параметров и отношением сигнал-шум. Структурная схема процессора и программного обеспечения приведена на рис. 9.7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
