Власов И.Б. ГНСС (studmaket) (1151932), страница 14

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 14)

Åñëè â êîíöå 1990-õ ãîäîâ óäîâëåòâîðèòåëüíîé ñ÷èòàëàñüîòíîñèòåëüíàÿ íåñòàáèëüíîñòü ÷àñòîòû ïîðÿäêà 10–7, êîòîðàÿ îáåñïå÷èâàåòñÿ îáû÷íûì êâàðöåâûì ãåíåðàòîðîì ñ íåñëîæíîé ñõåìîéòåðìîñòàáèëèçàöèè, òî â íàñòîÿùåå âðåìÿ äëÿ ðÿäà ïðèëîæåíèé (ÀÏâûñîêîäèíàìè÷íûõ îáúåêòîâ, èíòåãðèðîâàííûõ èíåðöèàëüíî-ñïóòíèêîâûõ ñèñòåì íàâèãàöèè è ò. ï.) òðåáóåòñÿ êðàòêîâðåìåííàÿîòíîñèòåëüíàÿ íåñòàáèëüíîñòü ïîðÿäêà 10–9 è íèæå, ÷òî äîñòèãàåòñÿ ïðèìåíåíèåì ãåíåðàòîðîâ ñî ñëîæíûìè ñèñòåìàìè ÷àñòîòíîé èôàçîâîé àâòîïîäñòðîéêè è, åñòåñòâåííî, ïðèâîäèò ê óäîðîæàíèþàïïàðàòóðû. (Êîëè÷åñòâåííîé õàðàêòåðèñòèêîé êðàòêîâðåìåííîé îò83íîñèòåëüíîé íåñòàáèëüíîñòè îïîðíîãî ãåíåðàòîðà ÿâëÿåòñÿ äèñïåðñèÿ âòîðûõ ïðèðàùåíèé ôàçû; ýòà âåëè÷èíà íàçûâàåòñÿ âàðèàöèåéÀëàíà) [2].Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî ïðè äåòàëüíîì èññëåäîâàíèè âëèÿíèÿîïîðíîãî ãåíåðàòîðà íà ïðàâèëüíóþ ðàáîòó ñëåäÿùèõ ñèñòåì ÀÏïðèõîäèòñÿ ó÷èòûâàòü íå òîëüêî îòíîñèòåëüíóþ íåñòàáèëüíîñòü÷àñòîòû, íî è áîëåå äåòàëüíóþ õàðàêòåðèñòèêó – ñïåêòðàëüíóþïëîòíîñòü ôàçîâûõ øóìîâ.

Äëÿ ñîâðåìåííûõ ñòàáèëèçèðîâàííûõ îïîðíûõ ãåíåðàòîðîâ ýòà âåëè÷èíà íà ÷àñòîòå 1 Ãö ñîñòàâëÿåò–50...–80 äÁ/Ãö, íà ÷àñòîòå 10 Ãö –70...–125 äÁ/Ãö, íà ÷àñòîòå 100 Ãö–100...–140 äÁ/Ãö.Ñèíòåçàòîð ÷àñòîò íà îñíîâå âûáðàííîãî äëÿ äàííîé ÀÏ ÷àñòîòíîãî ïëàíà ôîðìèðóåò èç ñèãíàëà îïîðíîãî ãåíåðàòîðà ñåòêó÷àñòîò, èñïîëüçóåìûõ äëÿ ñèíõðîíèçàöèè è òàêòèðîâàíèÿ ðàçëè÷íûõ ýëåìåíòîâ ïðîãðàììíî-àïïàðàòíîãî êîìïëåêñà ÀÏ. Ïîñêîëüêóýòà ñåòêà ôîðìèðóåòñÿ ïóòåì óìíîæåíèÿ è äåëåíèÿ ÷àñòîòû ãåíåðàòîðà íà öåëûå ÷èñëà (êîýôôèöèåíòû), íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòüïðîèñõîäÿùåå ïðè ýòîì ïðåîáðàçîâàíèå ôàçîâûõ øóìîâ. Ïðè ðàçðàáîòêå ÷àñòîòíîãî ïëàíà íåîáõîäèìî òàêæå ó÷èòûâàòü òðåáîâàíèÿ ê ïîäàâëåíèþ êîìáèíàöèîííûõ ïîìåõ, âíåøíèõ ïîìåõ, âîçäåéñòâóþùèõ ïî çåðêàëüíîìó è äðóãèì êàíàëàì, à òàêæå äðóãèåôàêòîðû.7.2.

Ïðèíöèïû è óñòðîéñòâà ïåðâè÷íîé îáðàáîòêèíàâèãàöèîííîé èíôîðìàöèè7.2.1. Îöåíêà ïàðàìåòðîâ âåêòîðà ñîñòîÿíèÿ ïîòðåáèòåëÿêàê çàäà÷à îïòèìàëüíîé ôèëüòðàöèèÑ òî÷êè çðåíèÿ ñîâðåìåííîé òåîðèè îïòèìàëüíîé ôèëüòðàöèèðåøàåìàÿ ñ ïîìîùüþ ÀÏ çàäà÷à îöåíêè âåêòîðà ñîñòîÿíèÿ ïîòðåáèòåëÿ ðàññìàòðèâàåòñÿ â ñëåäóþùåé ïîñòàíîâêå [11].Áóäåì ïîëàãàòü, ÷òî èíôîðìàöèÿ, ïîäëåæàùàÿ îáðàáîòêå, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé âûáîðêó xk èç ñèãíàëà íà âûõîäå ïðèåìíèêà, êîòîðûé ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåí â âèäåx (tk ) = n (t , µ ) + a S (t , γ ),ãäå n(t, µ) – ñîñòàâëÿþùàÿ, îáóñëîâëåííàÿ âîçäåéñòâèåì ïîìåõ, õàðàêòåðèçóåìûõ âåêòîðîì ïàðàìåòðîâ µ; a – äèñêðåòíûé (èíäèêàòîðíûé) ïàðàìåòð, àññîöèèðóåìûé ñ íàëè÷èåì (a = 1) èëè îòñóòñòâèåì (a = 0) ñèãíàëà; S(t, γ) – èçâåñòíàÿ (ñèãíàëüíàÿ) ôóíêöèÿ,çàâèñÿùàÿ îò âåêòîðà ïàðàìåòðîâ γ.84 íàøåì ñëó÷àå ñèãíàëüíàÿ ôóíêöèÿS (t ) = AD(t − τ) cos[2π( f0 + FÄ )t + ϑ(t − τ) π + ϕ(τ)].Çäåñü A – àìïëèòóäà ñèãíàëà; D(t – τ) – ÏÑÏ äàëüíîìåðíîãî êîäà;FÄ – äîïëåðîâñêèé ñäâèã ÷àñòîòû ÍÊÀ; ϑ(t – τ) = 0; 1 – ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ñèìâîëîâ íàâèãàöèîííîé èíôîðìàöèè; ϕ(τ) – íà÷àëüíàÿ ôàçà ïðèíÿòîãî ñèãíàëà îòíîñèòåëüíî ôàçû îïîðíîãî ãåíåðàòîðà ÀÏ.Êîìïîíåíòû âåêòîðà γ, ò.

å. ïàðàìåòðû ñèãíàëà, ìîãóò áûòü èçâåñòíûìè èëè íåèçâåñòíûìè.  ñâîþ î÷åðåäü, íåèçâåñòíûå ïàðàìåòðû ìîæíî òðàêòîâàòü êàê äåòåðìèíèðîâàííûå èëè ñëó÷àéíûå èðàññìàòðèâàòü êàê èíôîðìàòèâíûå èëè ìåøàþùèå. Èíôîðìàòèâíûì áóäåì íàçûâàòü ïàðàìåòð, çíà÷åíèå êîòîðîãî ïðåäñòàâëÿåò äëÿíàáëþäàòåëÿ ñàìîñòîÿòåëüíûé èíòåðåñ; ìåøàþùèé ïàðàìåòð òàêîãî èíòåðåñà íå ïðåäñòàâëÿåò. Î÷åâèäíî, ÷òî â çàâèñèìîñòè îò ïîñòàíîâêè çàäà÷è îäèí è òîò æå íåèçâåñòíûé ïàðàìåòð ñèãíàëà ìîæåò ðàññìàòðèâàòüñÿ è êàê èíôîðìàòèâíûé, è êàê ìåøàþùèé.Òàê, ïðè èñïîëüçîâàíèè äàëüíîìåðíûõ ìåòîäîâ èçìåðåíèé èíôîðìàòèâíûì ïàðàìåòðîì ÿâëÿåòñÿ çàäåðæêà ðàäèîíàâèãàöèîííîãî ñèãíàëà τ, à ìåøàþùèìè – äîïëåðîâñêèé ñäâèã íåñóùåé ÷àñòîòû FÄ èíà÷àëüíàÿ ôàçà ñèãíàëà ϕ(τ). Ïðè ïåðåõîäå ê ðàäèàëüíî-ñêîðîñòíûììåòîäàì äîïëåðîâñêèé ñäâèã ñòàíîâèòñÿ èíôîðìàòèâíûì ïàðàìåòðîì, îäíàêî ôàçà ñèãíàëà îñòàåòñÿ ìåøàþùèì ïàðàìåòðîì. Íàêîíåö, ïðè ðåàëèçàöèè ïðåöèçèîííûõ îòíîñèòåëüíûõ èçìåðåíèé (ñì.äàëåå) ôàçà íåñóùåé òàêæå ñòàíîâèòñÿ èíôîðìàòèâíûì ïàðàìåòðîì.

Ïàðàìåòð ϑ(t – τ), ñ òî÷êè çðåíèÿ âñåõ ïåðå÷èñëåííûõ çàäà÷,ÿâëÿåòñÿ ìåøàþùèì, îäíàêî îí ÿâëÿåòñÿ èíôîðìàòèâíûì ñ òî÷êèçðåíèÿ çàäà÷è äåêîäèðîâàíèÿ ÍÈ. Àíàëîãè÷íî îáñòîèò äåëî ñ àìïëèòóäîé ñèãíàëà À: ïðè ÍÂÎ ýòîò ïàðàìåòð íå èñïîëüçóåòñÿ, íî ïðèâûáîðå îïòèìàëüíîãî ñîçâåçäèÿ è êîíòðîëå êà÷åñòâà íàâèãàöèîííûõñèãíàëîâ îí ÿâëÿåòñÿ èíôîðìàòèâíûì.

Íàêîíåö, ñëåäóåò îòìåòèòü,÷òî íåçàâèñèìî îò òîãî, ðàññìàòðèâàåòñÿ íåèçâåñòíûé ïàðàìåòð êàêèíôîðìàòèâíûé èëè ìåøàþùèé, îïòèìàëüíûé (áàéåñîâñêèé) àëãîðèòì îáðàáîòêè ñèãíàëà â ÿâíîì èëè íåÿâíîì âèäå ñîäåðæèò ïðîöåäóðó îöåíêè ýòîãî ïàðàìåòðà. îáùåì ñëó÷àå îïòèìàëüíûì ÿâëÿåòñÿ àëãîðèòì ñîâìåñòíîãîîáíàðóæåíèÿ-îöåíèâàíèÿ, êîòîðûé ñîñòîèò â ôèëüòðàöèè âåêòîðàïàðàìåòðîâ γ, ò. å. â ïîëó÷åíèè ìàññèâà òåêóùèõ çíà÷åíèé àïîñòåðèîðíîé âåðîÿòíîñòè (ÀÂ), ñîîòâåòñòâóþùèõ âñåì âîçìîæíûì ñî÷åòàíèÿì ïàðàìåòðîâ ñèãíàëîâ.

Òàêîé àëãîðèòì ÿâëÿåòñÿ íàèëó÷øèì â òîì ñìûñëå, ÷òî ñîõðàíÿåò âñþ èíôîðìàöèþ, ñîäåðæàùóþñÿ85â íàáëþäàåìîì ñèãíàëå. Îäíàêî íà ïðàêòèêå òàêîé àëãîðèòì ðåàëèçîâàòü íå óäàåòñÿ, ïî êðàéíåé ìåðå íà ñîâðåìåííîì óðîâíå âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè, õîòÿ ðàáîòû â ýòîì íàïðàâëåíèè âåäóòñÿ.Ïîýòîìó íà ïðàêòèêå èñïîëüçóåòñÿ ðÿä óïðîùåíèé îïòèìàëüíîãîàëãîðèòìà, êîòîðûå ðàññìîòðåíû íèæå.Ïåðâîå óïðîùåíèå îïòèìàëüíîãî àëãîðèòìà ñîñòîèò â åãî ðàçáèåíèè íà ðÿä ýòàïîâ, ïðè÷åì äëÿ îáðàáîòêè íà êàæäûé ïîñëåäóþùèé ýòàï ïåðåäàåòñÿ òîëüêî èíôîðìàöèÿ, îòíîñÿùàÿñÿ ê òåì îáëàñòÿì ïðîñòðàíñòâà ïàðàìåòðîâ, ãäå çíà÷åíèÿ À ïðåâûøàþò íåêîòîðîå çàäàííîå ïîðîãîâîå çíà÷åíèå.

Î÷åâèäíî, ÷òî òàêàÿ ñåëåêöèÿ, ñîäíîé ñòîðîíû, óñòðàíÿåò çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü èíôîðìàöèè, îòíîñÿùåéñÿ ê òåì îáëàñòÿì ïðîñòðàíñòâà ïàðàìåòðîâ, ãäå íàëè÷èå ñèãíàëà ìàëîâåðîÿòíî, íî, ñ äðóãîé ñòîðîíû, ìîæåò ïðèâåñòè ê óòåðå÷àñòè ïîëåçíîé èíôîðìàöèè (ïðîïóñêó ñèãíàëà), ÷òî íåîáõîäèìîó÷èòûâàòü ïðè âûáîðå çíà÷åíèÿ ïîðîãà è äðóãèõ ïàðàìåòðîâ àëãîðèòìà. îòëè÷èå îò ðàäèîëîêàöèè, ãäå ïðèíÿòî âûäåëÿòü òðè ýòàïà:ïåðâè÷íóþ, âòîðè÷íóþ è òðåòè÷íóþ îáðàáîòêó, â ñïóòíèêîâîé ðàäèîíàâèãàöèè çàäà÷ó ïîëó÷åíèÿ îöåíîê âåêòîðà ïîòðåáèòåëÿ ðàçáèâàþò íà äâà ýòàïà: ïåðâè÷íóþ è âòîðè÷íóþ îáðàáîòêó. Ïðè ýòîìíà ýòàïå ïåðâè÷íîé îáðàáîòêè ðåøàþòñÿ çàäà÷è ïîèñêà è îáíàðóæåíèÿ ñèãíàëîâ, ñëåæåíèÿ çà íèìè, ôèëüòðàöèè (îöåíêè) ÐÍÏ ñèãíàëà, äåìîäóëÿöèè ñëóæåáíîé èíôîðìàöèè.

Íà ýòàïå âòîðè÷íîé îáðàáîòêè ñ èñïîëüçîâàíèåì ïîëó÷åííûõ íà ïåðâîì ýòàïå îöåíîê ÐÍÏñ ïîìîùüþ ñîîòâåòñòâóþùèõ íàâèãàöèîííûõ ôóíêöèé îïðåäåëÿþòñÿ ÍÏ è ðåøàåòñÿ çàäà÷à ÍÂÎ, ò. å. âû÷èñëÿþòñÿ îöåíêè âåêòîðà ñîñòîÿíèÿ ïîòðåáèòåëÿ.  ñîñòàâ ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ âòîðè÷íîé îáðàáîòêè âõîäÿò áëîêè óïðàâëåíèÿ ïåðâè÷íîé îáðàáîòêîé,áëîêè äëÿ ââîäà è âûâîäà íåîáõîäèìîé èíôîðìàöèè è áëîêè äëÿðåøåíèÿ ñåðâèñíûõ çàäà÷.7.2.2.

Ïðèíöèï ïîñòðîåíèÿ àëãîðèòìîâ ïîèñêàè îáíàðóæåíèÿ ñèãíàëàÑåàíñ ÍÂÎ íà÷èíàåòñÿ ñ ïîèñêà ñèãíàëà â ïðîñòðàíñòâå íåèçâåñòíûõ ïàðàìåòðîâ: çàäåðæêè τ è äîïëåðîâñêîãî ñäâèãà FÄ.  ïåðâûõ îáðàçöàõ ÀÏ, èñïîëüçîâàâøèõ îäíîêàíàëüíûå ïðèåìíèêè, çàäà÷à ïîèñêà è îáíàðóæåíèÿ ñèãíàëîâ îò íåîáõîäèìîãî ÷èñëà ÍÊÀ(÷åòûðåõ è áîëåå), ðåøàëàñü ïóòåì ïîñëåäîâàòåëüíîé íàñòðîéêèïðèåìíèêà íà ñîîòâåòñòâóþùèå ëèòåðíûå ÷àñòîòû ÃËÎÍÀÑÑ ëèáîïóòåì ïåðåáîðà îïîðíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé äàëüíîìåðíûõ êîäîâ GPS. Îäíàêî îïåðàòèâíîñòü è òî÷íîñòü òàêèõ èçìåðåíèé íå86óäîâëåòâîðÿåò ñîâðåìåííûì òðåáîâàíèÿì.

Ïîýòîìó â íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðèåìíèêè ÀÏ ñòðîÿòñÿ èñêëþ÷èòåëüíî êàê ìíîãîêàíàëüíûå,ïðè÷åì ÷èñëî ïàðàëëåëüíûõ êàíàëîâ, ðåàëèçóþùèõ (íà àïïàðàòíîìèëè ïðîãðàììíîì óðîâíå) ïðîöåäóðó ïîèñêà, îáíàðóæåíèÿ è îöåíêè ïàðàìåòðîâ ñèãíàëà, êîëåáëåòñÿ îò 12–16 â íåñëîæíûõ GPS-ïðèåìíèêàõ, äî íåñêîëüêèõ ñîòåí è áîëåå â ñîâìåùåííûõ (ÃËÎÍÀÑÑ ++ GPS + «Ãàëèëåî») ïåðñïåêòèâíûõ îáðàçöàõ ÀÏ. Îáðàáîòêà ñèãíàëà êàæäîãî ÍÊÀ ïðè ýòîì îñóùåñòâëÿåòñÿ íåçàâèñèìî, ïîýòîìóäàëåå îãðàíè÷èìñÿ ðàññìîòðåíèåì ïóòåé ðåøåíèÿ ýòîé çàäà÷è ïîîäíîìó ÍÊÀ.Çàäà÷à ïîèñêà ñèãíàëà â ÀÏ ÑÐÍÑ ïîëíîñòüþ óêëàäûâàåòñÿ âðàìêè îïèñàííîé âûøå êëàññè÷åñêîé òðàêòîâêè: îïòèìàëüíàÿ ïðîöåäóðà ñîñòîèò â ïîèñêå ïàðû çíà÷åíèé {FÄ; τ}, êîòîðîé ñîîòâåòñòâóåò ìàêñèìóì àïîñòåðèîðíîé âåðîÿòíîñòè (ÀÂ).

Íåèçâåñòíûå èçìåðÿåìûå ïàðàìåòðû FÄ è τ ñ÷èòàþòñÿ íåçàâèñèìûìè ñëó÷àéíûìèâåëè÷èíàìè, èìåþùèìè íåïðåðûâíóþ ïëîòíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ.Àïðèîðíûå ðàñïðåäåëåíèÿ ýòèõ âåëè÷èí ñ÷èòàþòñÿ ðàâíîìåðíûìèâ èíòåðâàëàõ ñîîòâåòñòâåííî 0 ≤ FÄ ≤ FÄmax; 0 ≤ τ ≤ N τñ. Ôàçàïðèíÿòîãî ñèãíàëà ÍÊÀ íà ýòàïå ïîèñêà è îáíàðóæåíèÿ ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê ìåøàþùèé ïàðàìåòð è ñ÷èòàåòñÿ ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåííîé â èíòåðâàëå 0…2π, ïîýòîìó îáðàáîòêà âåäåòñÿ â êâàäðàòóðàõ.Îäíàêî ðåàëèçàöèÿ ïðîöåäóðû ïîèñêà ìàêñèìóìà À ïî íåïðåðûâíîìó ïðîñòðàíñòâó ïàðàìåòðîâ {FÄ; τ} òðåáóåò áîëüøèõ âû÷èñëèòåëüíûõ ìîùíîñòåé. Ïîýòîìó íà ïðàêòèêå â ÀÏ îáû÷íî èñïîëüçóåòñÿ êâàçèîïòèìàëüíàÿ ïðîöåäóðà, ïîëó÷àåìàÿ èç îïòèìàëüíîé ïóòåì ïåðåõîäà îò íåïðåðûâíîãî ê äèñêðåòíîìó ìíîæåñòâó ýòèõïàðàìåòðîâ, ò.

å. ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ïàðàìåòðû τ è FÄ ìîãóò ïðèíèìàòüòîëüêî äèñêðåòíûå çíà÷åíèÿ τi (i = 1, …, Nτ ) è Fj ( j = 1, …, Nf ).Ïîèñê ïî äèñêðåòíîìó ìíîæåñòâó ïàðàìåòðîâ {τi; Fj} ïðè ýòîìñîñòîèò â ïðîâåðêå ãèïîòåç î íàëè÷èè ñèãíàëà ñî âñåìè âîçìîæíûìè êîìáèíàöèÿìè ïàðàìåòðîâ (τi, Fj ). Ïðîöåäóðà ïðîâîäèòñÿ (ïîñëåäîâàòåëüíî, ïàðàëëåëüíî èëè ïîñëåäîâàòåëüíî-ïàðàëëåëüíî) ïîâñåìó ìíîæåñòâó ïàðàìåòðîâ è ðåàëèçóåòñÿ ïóòåì ñðàâíåíèÿ ñ ïîðîãîì ðåøàþùåé ñòàòèñòèêè (ïðè îïòèìàëüíîé îáðàáîòêå – îòíîøåíèÿ ïðàâäîïîäîáèÿ èëè åãî ëîãàðèôìà), âû÷èñëåííîé ïðè äàííîì ñî÷åòàíèè ïàðàìåòðîâ.Ïðåâûøåíèå ïîðîãà ïðè íåêîòîðîì ñî÷åòàíèè ïàðàìåòðîâ(τi, Fj) ïîçâîëÿåò óòâåðæäàòü, ÷òî ïàðàìåòðû îáíàðóæåííîãî ñèãíàëà (τ, FÄ), ïðèíàäëåæàò íåêîòîðîé îáëàñòè (ÿ÷åéêå) ïðîñòðàí87τ −ττ −τ ñòâà, ïðèìûêàþùåé ê òî÷êå (τi, Fj): τ∈  τi − i +1 i ; τi + i +1 i  ;22 F j +1 − F jF j +1 − F j FÄ ∈  F j −; Fj + .

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)