ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. Под ред. А.И.Перова (2010) (1151961), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Литература 5.1. Перов А.И. Статистическая теория радиотехнических систем. — М.: Радиотехника, 2003. 5.2. Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. — М.: Радио и связь, 1991. 5.3. Борисов В.А., Калмыков В В., Ковальчук Я.М.
и др. Радиотехнические системы передачи информации. — М.: Радио и связь, 1990. 5.4. Рак 5,331,329 (138), М. 19. 1994, 1пь С1.' 6018 5/02$ Н04В 15/00. 8агеПйе-аЫед Кайо 1Чач18а6оп1пд Ме1ог1 апд Кайо Хач18а11оп 8узгегп ТЬеге1ог. 114 Радиосигналы и навигационные сообщения в СРНС 5.5. Проксис Дж. Цифровая связь/Пер. с англ. под ред. Д.Д. Кловского. — М.: Радио и связь, 2000. 5.6. Варакин Л.Е.
Системы связи с шумоподобными сигналами. — М.: Радио и связь, 1985. 5.7. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации/ Под ред. В.Б. Пестрякова. — М.: Сов. радио, 1973. 5.8. РогззеВ В. Кайопач18а11оп зузгепзз. — АггесЬ Нопзе, 2008. 5.9. Цифровые методы в космической связи/ Под ред. В.И. Шляпобергского. — М.: Связь, 1969. 5.10. 6оЫ В.. Ор1ипа1 Ь1пагу зес)пепсез Гог зргед зреспнп пш111р1ех1п8// 1ЕЕЕ ггапз. 1пГопп.
ТЬеогу, чо1.13, 1967. 5.11. Ипатов В.П. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов. Принципы и приложения. — М.: Техносфера, 2007. 5.12. Ярлыков МС. Характеристики меандровых сигналов (ВОС-сигналов) в спутниковых радионавигационных системах нового поколения// Радиотехника, 2008, №2, с. 61 — 75. 5.13. 11пдегзгапйп8 ОРИ.
Рг1пс1р1ез апд арр11сабопз/ Ей1ед Ьу Р. Кар1ап, СЗ. Недаггу. 8есопд ейпоп. — Аг1есЬ Нопзе, 2006. 5.14. Вопе К., Акою.0.М, Вегге/зеп РХ., В/па~ег Р., Зепзеп Я.Н. А зойчаге-дейпед бР8 апд ба111ео гесе1чег/ А з1п81е-ангес)пенсу арргоасЬ. — В|г1йапзег Воз1оп, 2007. 5.15. Перов А.И., Болденков Е.Н. Сравнительный анализ характеристик приема сигналов спутниковых навигационных систем с модуляцией ВЕК(п) и ВОС(т,п)// Радиотехника, 2008, №7, с. 26 — 32.
5.16. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. — М.: Связь, 1979. 5.17. Тихонов В. И. Оптимальный прием сигналов. — М.: Радио и связь, 1983. Глава б Глава 6 МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ И ИЗВЛЕЧЕНИЯ НАВИГАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ В АППАРАТУРЕ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 6.1. Общие сведения Навигационная аппаратура потребителей (НАП) предназначена для выполнения следующих основных функций: прием сигналов от навигационных спутников; выбор рабочего созвездия, т.
е. выбор тех находящихся в зоне радиовидимости навигационных спутников, сигналы которых будут использоваться для навигационно-временных определений; извлечение информации из навигационного сообщения, передаваемого в радиосигналах; определение век~т тора состояния потребителя П=~ху~ ~ 1; Р 1';~ . К современным СРНС предъявляются высокие требования по точности НВО. Это обусловливает необходимость рассмотрения методов оптимальной обработки сигналов и извлечения информации при построении НАП. Так как принимаемые от навигационных спутников сигналы 5 (~, Х(~)) (где ~' — номер НС; 1(г) — вектор параметров сигнала) являются случайными (кавзислучайными) процессами, а их прием осуществляется на фоне внутреннего шума приемника, задача определения вектора потребителя является статистической, и для ее решения необходимо использовать статистическую теорию приема и обработки сигналов 15.1, 5.2, 5.41.
По своей сути навигационная задача определения вектора состояния потребителя П(~) относится к задаче оценивания в текущем времени координат и составляющих вектора скорости объекта по наблюдениям сигналов от источников излучения с известными координатами. Известно (5.1, 5.2, 5.4), что квазиоптимальными системами оценивания меняющихся во времени процессов являются следящие системы.
При любом выборе оцениваемого в следящей системе вектора состояния х(г) (это может быть вектор состояния потребителя П(~) или любой другой вектор) он должен быть связан с вектором параметров сигнала Х, т.е. Х(х(()) . Поэтому слежение за вектором состояния х(~) трансформируется в слежение за вектором параметров сигнала Х((). Так как в общем случае параметры Х входят в сигнальную функцию 5, (г,Х) (в радиосигнал) нелинейно, радиотехнические следящие системы являются принципиально нелинейными системами. Это влечет за со- 116 Глава б а,.(г) =Ад„,(г-г, (г))соа(ме,.(г — г,.(г))ьре,) = =Ад„,)г — г,й)соа ыс,гь2к)А„„,ИАкьисг о (6.3) где А, — амплитуда сигнала; 6„~ (~ — г (~)) — функция модуляции дальномерным кодом и навигационным сообщением; а)о, — несУщаЯ частота; вро, — слУ- чайная начальная фаза сигнала.
Задача синтеза оптимального приемника (оптимальных алгоритмов обработки сигналов и информации в приемнике) формулируется как отыскание такой системы (алгоритмов), которая в результате обработки наблюдений (6.1) в каждый текущий момент времени г формирует оценку П(~) вектора состояния потребителя с минимальной дисперсией ошибки оценивания. Как отмечалось выше, задача синтеза оптимальных алгоритмов обработки сигналов и информации в приемнике разбивается на две самостоятельных задачи: синтез алгоритмов поиска сигналов по тем или иным параметрам и синтез алгоритмов текущего оценивания (фильтрации) вектора состояния потребителя. Первая задача решается методами теории оценивания случайных параметров (случайных величин) сигналов [5.1 — 5.3, 6.
Ц, вторая — методами теории оптимальной фильтрации случайных процессов 15.1 — 5.3]. 6.2. Поиск сигналов по задержке и частоте Основной задачей режима поиска сигналов является формирование предварительной (грубой) оценки его параметров. Данная задача решается на ограниченном интервале времени Т, длительность которого определяется, с одной стороны, требуемой точностью формирования соответствующих оценок, а с 118 р)г) =2к~~,(г)Аг (при приеме одновременно нескольких сигналов в г6.2) о имеем г,, ~',, вр,; ~'=1,М). Радионавигационные параметры сигнала в свою очередь зависят от вектора состояния П потребителя, т.е. г (П), ~' (П), р(П). К неинформативным параметрам р относится, например, амплитуда сигнала Аи его начальная фаза р . Аддитивную помеху л(~) в (6.1) часто полагают белым гауссовским шумом (БГШ) с нулевым математическим ожиданием и двусторонней спектральной плотностью Мо/2.
Сигнальная функция от )'-го НС может быть описана соотношением Методы и алгоритмы обработки сигналов и извлечения информаиии другой стороны, условием постоянства оцениваемых параметров или малости их изменения. Для стандартных значений мощности навигационного (полезного) сигнала в СРНС ГЛОНАСС!ОРИ и внутреннего шума приемника удовлетворительные характеристики точности предварительных оценок параметров сигнала достигаются при времени обработки сигнал одного НС Т - 5...10 мс.
Для таких интервалов времени задержка и доплеровское смещение частоты сигнала меняются незначительно, т.е. их можно считать константами. При этом сигнал на входе приемника (6.1) на интервале времени г ~ ~~о,(о+ Т1 может быть пред- ставлен в виде у(~)= ~~~ у,А,Ь„, (~-г,)со4,азу,г+~~г/л.„,~+(оо )+н(~) (6.4) где п(г) — БГШ с нулевым математическим ожиданием и двусторонней спектральной плотностью Жо/2 (Хо — реальная физическая одностороння спектральная плотность внутреннего шума приемника). Зададим априорное статистическое описание случайных величин, входящих в (6.4). Амплитуда сигнала А на входе приемника в общем случае априорно не известна. Однако диапазон возможных значений амплитуды невелик и составляет 10...15 дБ. Поэтому при решении ряда задач синтеза оптимальных алгоритмов обработки амплитуду А, можно полагать известной.
При более корректном подходе А, следует считать случайной величиной, распределенной по законам Рэлея (при отсутствии ярко выраженной детерминированной составляющей сигнала) или Райса (при наличии детерминированной и случайной составляющих сигнала) [5.11. Начальные случайные фазы взо, распределены равномерно на интервале ~ — г,л), т.е. р„~(р, ) =1/2т, ~'=1,Ж. Диапазон возможных значений доплеровских частот зависит от геометрии взаимного движения НС и потребителя и скорости движения последнего. Максимальное значение проекции вектора скорости НС на направление НС— потребитель — не более 800 м/с, что соответствует доплеровскому смещению частоты ф,' =800/0,2=4 кГц. С учетом возможного движения потребителя обычно полагают, что диапазон возможных значений доплеровского смещения частоты равен + 5 кГц, т.е.
Л~,„~ = 10 кГц. Зададим равномерное распределение частоты Доплера в пределах этого диапазона, т.е. р„р ~ /„„, ) = 1/ф„„, . Глава б Параметр у,, имеющий значение 1 или О, определяет наличие или отсутствие сигнала !'-го НС в принимаемом сигнале. Реально в зоне видимости конкретного потребителя находится не более двенадцати НС. Следовательно, половина значений параметров у,, !'= 1,У равно единице, а половина — нулю. Но потребитель обычно не знает какие НС (с каким номером) находятся в поле его видимости. А так как с номером НС связано значение несущей частоты излучаемого сигнала, то эта информация весьма существенна для работы приемника.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
