Отчет по лабораторной работе по дисциплине Методы и средства радионавигационных измерений (1151982)
Текст из файла
IID11Министерство науки и высшего образования Российской ФедерацииФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшегообразования2«Московский государственный технический университетимени Н.Э. Баумана»(МГТУ им. Н.Э. Баумана)Факультет «РАДИОЭЛЕКТРОНИКА И ЛАЗЕРНАЯ ТЕХНИКА» (РЛ)Кафедра «РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА» (РЛ-1)Отчет по лабораторной работепо дисциплине«Методы и средства радионавигационных измерений»Выполнил:студент группы РЛ1-102Исаев И.Д.Проверил:Пельтин А.В.Москва, 201911IIDВведение2Настоящие методические указания содержат описание цели, состава ипорядка проведения лабораторных работ по курсу «Методы и средстварадионавигационных измерений».Цели работы:1.
Анализ и исследование (в том числе сравнительные) алгоритмовприема и обработки сигналов ГНСС в навигационной аппаратуре2. Ознакомление с методами моделирования алгоритмов приема иобработки в среде MATLAB.Лабораторная работа структурно состоит из трех частей:1. Исследование особенностей работы алгоритмов поиска иобнаружения сигналов ГНСС2.
Анализ и исследование алгоритмов первичной обработки НАП3. Сравнительный анализ алгоритмов вторичной обработки.Проведение лабораторной работы осуществляется на ПЭВМ сиспользованием среды математического моделирования MATLAB.Анализ и исследование алгоритмов приема и обработки сигналовГНСС в навигационной аппаратуре осуществляется с помощью программпостобработки массива выборок АЦП и программ моделирования,реализованных в среде MATLAB в форме совокупности взаимодействующихm-файлов (m-функций и сценариев (script)).11IID1. Исследование алгоритмов поиска и обнаружения2Данная часть лабораторной работы посвящена изучению некоторыхособенностей работы алгоритмов поиска и обнаружения в НАП и проводитсяс помощью программы постобработки массива выборок АЦП, реализующейалгоритм входа в синхронизм по сигналам ГЛОНАСС с СТ-кодом вчастотных диапазонах L1 и L2, а также по сигналам GPS с C/A-кодом вчастотном диапазоне L1.а).
Результаты моделирования для следующих параметров показаны нарисунках ниже.– тип ГНСС: «1»– частотный диапазон: «1»– номер частотной литеры: «1»– время накопления в блоке поиска (сек.): «0,001»– количество пропускаемых байт от начала файла (сек.): «0».11IID2б). Время накопления в блоке поиска увеличено до 0,003 с.11IID2IID11в). Время накопления в блоке поиска снова 0,001 с, а количество байтот начала файла 0,008 с.211IID2Вопросы и задания:1. Объяснить появление (и их количество) нескольких пиков позадержке в двумерной области «задержка-частота» во втором эксперименте.Три пика тела неопределенности объясняются тем, что ПСП, имеющаядлительность 1 мс, трижды целиком умещается в промежуток накоплениясигнала, равный 0,003 с.2.
Указать, сколько таких пиков по задержке появится в двумернойобласти «задержка-частота» при установлении времени накопления 5 мс приобработке сигналов GPS L1 с C/A-кодом.В этом случае у тела неопределенности появится 5 пиков по задержке.3. Объяснить появление двух пиков (раздвоение) в сечении массиваоткликов коррелятора по оценке задержки (вдоль оси частот) в третьемэксперименте.Момент изменения знака символа ЦИ влечет за собой установлениезадержки, при этом появляется два пика – происходит раздвоение.4. Указать, почему нет такого «раздвоения» по частоте в первых двухэкспериментах.В предыдущих измерениях задержка не устанавливалась, и не былопопадания на момент смены знака ЦИ.11IID2. Исследование алгоритмов первичной обработки2Данная часть лабораторной работы посвящена исследованию исравнительному анализу алгоритмов первичной обработки.
Работапроводится с помощью моделей двух алгоритмов:1. Раздельные алгоритмы ССЗ и ФАП;2. Алгоритм объединенной синхронизации.Модели указанных алгоритмов реализованы в среде MATLAB сиспользованием метода статистических эквивалентов коррелятора. Данныйметод моделирования позволяет отказаться от моделирования сигналов начастоте отсчетов АЦП к моделированию РНП сигналов с темпом накоплениясигнала в корреляторах. То есть входными данными для коррелятора служатне отсчеты принимаемого и опорного сигналов, а истинные значения РНП иих оценки. Это позволяет значительно упростить моделирование и сократитьвремя его проведения.
Получающиеся при этом характеристики алгоритмов свысокой точностью совпадают с характеристиками алгоритмов примоделировании сигналов на промежуточной частоте (на уровне отсчетовАЦП).Модель раздельных алгоритмов ССЗ и ФАПа). Результаты моделирования для следующих параметров показаны нарисунках ниже.– Время моделирования: 30 секунд– Энергопотенциал сигнала: 40 дБГц– Тип динамики приемника: 1– Тип ОГ: 1.11IID211IID2б). Тип динамики приемника – 0, тип ОГ – 1.11IID211IIDв).
Тип динамики приемника – 1, тип ОГ – 0.211IID2г). Тип динамики приемника – 0, тип ОГ – 0.11IID211IID2Аналогичные эксперименты при энергопотенциале сигнала 46 дБГц.а2). Тип динамики приемника – 1, тип ОГ – 1.11IID211IIDб2). Тип динамики приемника – 0, тип ОГ – 1.211IID2в2). Тип динамики приемника – 1, тип ОГ – 0.11IID211IID2г2). Тип динамики приемника – 0, тип ОГ – 0.11IID211IIDМодель СОС (комплексный алгоритм ФАП/ССЗ).2а). Результаты моделирования для следующих параметров показаны нарисунках ниже.– Время моделирования: 60 секунд– Энергопотенциал сигнала: 40 дБГц– Тип динамики приемника: 1– Тип ОГ: 1.11IID211IIDб).
Тип динамики приемника – 0, тип ОГ – 1.211IID2в). Тип динамики приемника – 1, тип ОГ – 0.11IID211IID2г). Тип динамики приемника – 0, тип ОГ – 0.11IID2IID11Аналогичные эксперименты при энергопотенциале сигнала 46 дБГц.а2). Тип динамики приемника – 1, тип ОГ – 1.211IID2б2). Тип динамики приемника – 0, тип ОГ – 1.11IID211IID2в2). Тип динамики приемника – 1, тип ОГ – 0.11IID211IIDг2). Тип динамики приемника – 0, тип ОГ – 0.211IID2Вопросы и задания:1. Сопоставить значения погрешностей оценки фазы несущей, частотыи задержки кода в раздельных алгоритмах ССЗ и ФАП при различных типахдинамики приемника и ОГ.При использовании линейной детерминированной модели несколькоповышается точность обнаружения, а при совместном использовании такоймодели вместе с моделью высокостабильного генератора заметноповышается точность оценки фазы несущей и доплеровской частоты.2.
Сопоставить значения погрешностей оценки фазы несущей, частотыи задержки кода в алгоритме объединенной синхронизации при различныхтипах динамики приемника и ОГ.При использовании линейной детерминированной модели заметноповышается точность определения доплеровской частоты, а при совместномиспользовании такой модели с моделью высокостабильного генератора такжеповышается точность оценки времени запаздывания.IID113. Сопоставить (и пояснить полученное соотношение) значенийпогрешностей оценок фазы несущей и частоты в независимом контуре ФАПи в алгоритме СОС.Оба алгоритма дают примерно одинаковые ошибки оценки фазынесущей. Что касается оценки доплеровского сдвига частоты, она несколькоточнее в контуре ФАП.24.
Проанализировать поведение во времени дисперсии оценкизадержки в СОС (сравнить с независимым контуром ССЗ).Алгоритм СОС имеет лучшие показатели ошибки времени задержки(при прочих равных): дисперсия оценки на начальном этапе оцениваниягораздо меньше по сравнению с таковой в алгоритме ССЗ.5. Проанализировать поведение во времени дисперсии оценки фазынесущей и ковариации между оценкой задержки кода и фазы, а такжепроверить справедливость соотношения между указанными величинами(смотри материал лекций по СОС).Ковариация дисперсии фазы несущей и дисперсии задержки сигналаприсутствует в обоих алгоритмах, так как значения оценки временнойзадержки зависят от оценок фазы несущей.3.
Исследование алгоритмов вторичной обработкиДанная часть работы посвящена сравнению одношагового ифильтрационного алгоритмов вторичной обработки (алгоритмов определениякоординат и скорости).Работа проводится с помощью модели двухэтапного приемника сиспользованием метода статистических эквивалентов коррелятора (на уровнепервичной обработки). На уровне вторичной обработки реализованы два(указанных выше) параллельно работающих алгоритма вторичной обработки.Структурно модель приемника содержит следующие модули:1. Головного модуля (задание параметров моделирования; вызовфункций инициализации; моделирование приемника; накопление массиваданных и вывод графиков)2. Модули инициализации модели3.
Блок моделирования истинной траектории приемника, движенияНКА и нестабильности ОГ4. Модули первичной обработки (модель коррелятора; фильтрКалмана)5. Модуль вторичной обработки (реализованы два алгоритма).IID11а). Результаты моделирования для следующих параметров показаны нарисунках ниже.– Интервал моделирования: 50 секунд– Энергопотенциал сигнала: 40 дБГц (оба значения)– Тип динамики: 1– Тип алгоритма вторичной обработки: 2 (два параллельныхалгоритма).211IIDб). Энергопотенциал увеличен до 46 дБГц2IID11в). Результаты моделирования для следующих параметров показаны нарисунках ниже.– Интервал моделирования: 50 секунд– Энергопотенциал сигнала: 40 дБГц (оба значения)– Тип динамики: 2– Тип алгоритма вторичной обработки: 2 (два параллельных алгоритма)– Интенсивность шума по ускорению 0,05.211IIDг).
Энергопотенциал увеличен до 46 дБГц.2IID11д). Результаты моделирования для следующих параметров показаны нарисунках ниже.– Интервал моделирования: 50 секунд;– Энергопотенциал сигнала: 40 дБГц (оба значения);– Тип динамики: 2;– Тип алгоритма вторичной обработки: 2 (два параллельныхалгоритма);– Интенсивность шума по ускорению 0.5.211IIDe).
Энергопотенциал увеличен до 46 дБГц.2IID11Вопросы и задания:1. Сопоставить ошибки оценки координат при различной динамикеприемника и различных значениях энергопотенциала сигнала для двухалгоритмов вторичной обработки.В случае стохастической модели динамики приемника имеет местоувеличение времени схождения ошибки определения координат.
Современем эта ошибка быстрее уменьшается при детерминированной модели спостоянным ускорением. Повышение энергопотенциала сигнала заметноуменьшает ошибку определения координат.22. Сопоставить погрешности оценки (оценить СКО) компонент вектораскорости при различной динамике приемника и различных значенияхэнергопотенциала сигнала для двух алгоритмов вторичной обработки.Влияние модели движения потребителя на определение его скоростипрактически незаметно.Повышение энергопотенциала сигнала позволило снизить ошибкуоценки скорости потребителя.3. Сопоставить ошибки оценок смещения метки времени и частоты ОГпри различной динамике приемника и различных значенияхэнергопотенциала сигнала для двух алгоритмов вторичной обработки..
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
