ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. Под ред. А.И.Перова (2010) (1151961), страница 111
Текст из файла (страница 111)
— С.-Петербург: ЦНИИ «Электроприбор», 2001. 17.20. Дмитриев С.П., Степанов О.А., Кошаев Д.А. Исследование способов комплексирования данных при построении инерциально-спутниковых систем/ Сборник статей и докладов под ред. В.Г. Пешехонова. — С.-Петербург: ЦНИИ «Электроприбор», 2001. 17.21. ч вч.е!еМгорг!Ьог.ярЬ.ги. 17.22. Перов А.И., Шатилов А.Ю. Сравнительный анализ характеристик двух алгоритмов комплексной вторичной обработки информации в инерциально-спутниковых навигационных системах// Радиотехника.
Радиосистемы, 2003, № 7, с. 88 — 98. 17.23. Яа/усЬеа О, 1'огопо~ О., Саппоп М, ЕасЬарее/е б. Ьою соя! ПЧБ/бРБ !пге8га6оп: Сопсергя анси гея6п8/ Ргосеейп8я о1 Ь!а6опа! ТесЬшса1 Мее6п8. ТЬе 1пя6шге о! Ь!аи8а6оп, АпаЬепп, СА, 2003. 17.24. Магг/п М, Оеггепсй В. ТЬе ч/ог!д'я Бта11ея1 М11!1агу ПЧБ/бРБ: РМ1б1ТБш 11/ 101Ч-бРБ, 1998. 1725. Вгипег С.Р. 1.Ь1-200б Р!гяг БААБМ Ьаяед гасйса! 8гаде ПЧБ/бРБ пач!8агог// !ОЙ!-бРБ, 2000. 17.26. биЫе!!пея Гог гЬе 8!оЬа! роя!6оп!п8 яуягет. й.есепег арр!!са6оп пюви!е/ Неадциаггегя, Брасе апг! М!яя!!е Буягетя Сепгег, Ь!АЧБТАК бРБ 1о!пг Рго8гат 0%се, 1997.
706 Интегрированные инерциально-спутниковые навигационные системы 17.27. ъии.гр1гЬ.гп 17.28. и ига.рр1с.репп.гц 17.29. Перов А.И., Шатилов А.Ю. Синтез комбинированного алгоритма комплексирования на первичном и вторичном уровнях в инерциально-спутниковой системе навигации// Радиотехника. Радиосистемы, 2005, № 7, с. 4- — 14. 17.30. Шатилов А.Ю. Методика расчета помехоустойчивости комплексной ФАП в НАП СРНС/ИНС// Радиотехника. 2009.
№ 7, с. 19-25. 17.31. Ба!усЬеч 0.8. Арр11ед 1пегба1 Ь1алдайоп: РгоЫетз апд Ко1пйопз. — Моасои, ВМЯТ1.1 Ргезз, 2004. 17.32. Шатилов А.Ю. Алгоритм комплексирования приемника СРНС и ИНС по разомкнутой схеме// Радиотехника. 2008. № 7, с. 19-25. 17.33. Апуа Нелле/ЬаггЬ, йатЬегг 1Уаптн8ег. Яюгг-1епп 8гаЬйгу оГ бЬ188 ЯатеИ1ге С1ос1сз апс$ йз Ейесгз оп Ргес1зе Ро1пг Роайюп1п8.// 10Ь1 ОМБОС 21" ТесЬ1са1 Меейп8 оГГЬе Яа1е11йе Ич1яоп, 16-19, Бер1етЬег 2008, ЯаъаппаЬ, ОА. 17.34. Ьйр://игалов.пачауя.согп/Рарегя/0409001.рсИ' 707 Глава 18 Глава 18 ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ В АППАРАТУРЕ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ Навигационная аппаратура потребителей часто работает в условиях воздействия помех, приходящих с направлений, отличных от направлений прихода спутниковых сигналов. Наиболее эффективным способом повысить помехоустойчивость НАП СРНС в этом случае является пространственная обработка сигналов (ПОС), которая предполагает использование антенной решетки (АР), служащей датчиком пространственных различий приходящих сигналов.
Используя эти различия, ПОС способна обеспечить дополнительное (к «собственным» возможностям приемника) подавление помех на 30...50 дБ и более. 18.1. Принцип пространственного подавления помех Разработка антенных устройств пространственной обработки сигналов, которые часто называют антенными компенсаторами помех (АКП), для НАП СРНС ведется довольно давно и опирается на методы пространственно- временной обработки сигналов (ПВОС) 118.15, 18.20, 18.181.
Рис. 18.1. Идея пространственной обработки (компенсатор помех) Работа пространственного компенсатора помех базируется на двух эффектах. Во-первых, используется пространственная избирательность антенны, то есть способность по-разному усиливать сигналы, приходящие с разных направлений.
Это качество антенн характеризуют диаграммой направленности (ДН) — зависимостью усиления от угла прихода сигнала. Сигналы, попадающие в максимум ДН, усиливаются. Гораздо больший эффект достигается тем, что сигналы, попадающие в минимум ДН (в «нуль»), могут существенно ослабляться. Имея в виду эти качества антенны, следует управлять ДН так, чтобы направлять ее нули в сторону источников помех (ИП) ("нуль на помеху"). 708 Пространственно-временная обработка сигналов в аппаратуре потребителей Управлять антенной можно механически или электронно. Особенно просто осуществить электронное управление антенной решеткой (АР), состоящей из нескольких антенных элементов. Такое управление можно выполнять, изменяя комплексные весовые коэффициенты р, с которыми складываются выходы антенных элементов (рис, 18.1).
Чем больше антенных элементов в решетке, тем больше степеней свободы для создания новых глубоких «нулей» ДН. В принципе, число таких нулей на единицу меньше числа элементов антенны [8.151. Итак, главная задача такой обработки, не усилить сигнал, а подавить помеху. Подавляя помеху, можно существенно улучшить отношение сигнал/помеха и обеспечить условия для приема полезного сигнала.
Вторая идея обеспечивает простой механизм управления ДН. На первый взгляд для подавления помех обязательно знать направления прихода помехи и сигнала, а также и структуру антенной решетки. На самом деле, если помеха — как в случае СРНС - значительно мощнее полезного сигнала, а компенсатор имеет структуру рис. 18.2, существенно подавить помеху и улучшить условия приема полезного сигнала можно, используя простой критерий минимума выходной мощности.
Рис. 18.2. Структура компенсатора При этом алгоритму адаптации "не нужно знать", откуда приходит помеха. Достаточно лишь так подстраивать коэффициент(ы) р, чтобы мощность на выходе сумматора уменьшалась. Существует несколько эффективных алгоритмов, способных выполнить такую минимизацию. Однако, такие алгоритмы адаптации не гарантирует наилучшего выходного отношения сигнал/помеха, т.к. сигналы от НС могут случайно попасть в провал ДН, где будут ослаблены. Особенности задачи пространственного подавления помех для защиты НАП СРНС Первые пространственные компенсаторы помех применялись для повышения помехозащищенности радиолокаторов.
Известно, что ДН РЛС имеет достаточно узкий главный лепесток, в котором находится цель, и широкую зону боковых лепестков. Поскольку задача заключалась в том, чтобы подавить 709 Глава 18 18.2. Алгоритм оптимальной пространственно-временной обработки Модель наблюдения. Используя комплексную форму описания сигналов и помех 118.2], можем записать наблюдение на выходе антенной решетки г„=Н,в,(1,)+С,й, +по,, (18.1) где С = С ...С ... С ~, Н и С~ — векторы фазовых распределений сиг- 1 "' к"' Л!' нала и 1-й помехи на элементах антенны; й — БГШ, моделирующий источники внешних помех; по, — вектор независимых БГШ, описывающий внутрен- ние шумы в каналах.
Если ввести обозначение для суммарного шума (18.2) и =Сй +и то уравнение наблюдения (18.2) приобретает вид (18.3) = Н~в~(Х )+и . Получим оптимальный алгоритм определения параметров Х сигнала 5,(Х) на основе многоканального наблюдения ~,(~) на некотором временном интервале г = 1, Т . Величина интервала Т не имеет особого значения, но для определенности можем принять ее соответствующей 1 мс — основному интервалу как ГЛОНАСС, так и ОРЯ. Ограничимся рассмотрением оценки Х по максимуму правдоподобия. Существенно более общий подход, основанный на рассмотрении задачи фильтрации, дан в ~18.7, 18.16] и приводит к структуре рис.
18.3. Функционал правдоподобия р(~, ~Х) с учетом комплексного характера фигурирующих в уравнении для ~, векторов имеет вид (18.7, 18.15] 710 источники помех, действующие из зоны боковых лепестков, такие компенсаторы назвали «компенсаторами боковых лепестков (КБЛ)». В отличие от типовых радиолокационных задач для приемников СРНС требуется защитить сигналы, приходящие от нескольких (не менее 4-х) навигационных спутников из разных точек небесной сферы.
Поскольку, как правило, спутников, доступных приемнику СРНС больше четырех, какие-то из них можно и потерять, но приемник при этом решит поставленную задачу. Другая особенность — сигнал от спутника очень слабый, т.к. спутник далеко. Эта специфика задачи приводит к существенным отличиям в реализации компенсатора для СРНС от КБЛ. Глава 18 Понятно, что оценка Х не изменяется при умножении р на произвольное положительное (некомплексное) число. Поэтому иногда удобно рассматривать р в виде 118.7, 18.151 р=йУ 1Н, .0= 1/Н* У 1Н.
(18.10) (18.11) Так как в этом случае РН = Н*Ч 'Н/Н* Г'Н =1, то (18.12) о„=лт(л„л,',~ =лт(р п„п„р~ =р ур=нч 'уу 'н/н ъ' 'н= 1/нч 'н, что совпадает с (18.11). Принципиально, что характеристики оптимальной оценки параметра А при многоканальном наблюдении эквивалентны характеристикам оценивания Х при одноканальном наблюдении (18.12). Временной ~ Рис. 18.3. Схема оптимального алгоритма ПВОС Результирующий оптимальный алгоритм пространственно-временной обработки представлен на рис. 18.3 в виде последовательно соединенных оптимального пространственного фильтра (ОПФ) и временного фильтра.
При более общих постановках задачи, включающих меняющиеся во времени параметры сигнала и параметры Н, и У„характеризующие пространственное расположение АР, НИСЗ и источников помех, в структуре оптимального алгоритма меняется только вид временного фильтра (18.7, 18.16~. Прежде чем анализировать оптимальный пространственный фильтр рассмотрим антенный компенсатор помех.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
