Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 33
Текст из файла (страница 33)
27). Описанный алгоритм измерения доплеровского сдвига часы (3.27) позволяет обходиться беэ специальных аппаратх измерителей частоты. Оценка доплеравского сдвига частоты (3.27) используеиж вычислений Рэдизльной скорости движения КА по формуле В* = — ~()д/2иа[м (3.23) е а — 1 при беэзащюсиом и а - 2 при запросном методах.
В заключение рассмотрим программный метод измерения менного сдвига т„который пересчитываетгя в дальность В формулам (3.14) и (3.15). При полностью аппаратном по- роении системы т, определяют измерителем временного инвела (см. Рис. 3.11). При агам для обеспечения малой ошибдискретности измерения приходится либо использовать чень высокую счетную частоту Р,„. либо значительно усложнять схему, изображенную на рис.
3.11. От этих трудностей ажно избавиться при аппаратяо-программном построении ивиной системы (см. Рис. 3 Л 6); удается полностью отказатьот специального аппаратного измерителя временного интервала. Для измерения *т, выполняют следующие операции. В начале сеанса связи с КА генератор местной ПСП синхронизируют с генератором запросной ПСП путем установки всех разрядов генератора местной ПСП в состояние 1 в момент повления границы слова запросной ПСП.
Если э ссэЩ О, та У после такой установки границы слов местной ПСП будут совпадать па времеви появления с границами слов запросной ПСП, так как при з„сти = О их тактовые частоты совпадают. В резкиме вхождения в связь выполняют последовательный поиск па задержке, для чего на синтезатор тактовой частоты ССЭ подают з, сев[В] -' О.
в Результате гРаницы слов местной ПСП смещаются относительно границ слов аапросной ПСП. Поиск осуществляют до тех пор, пока временной сдвиг границ слов местной ПСП относительно гранин слов принимаемой ПСП не станет меныпе т /2, после чего замыкается контур ССЗ и автоматически поддерживается малая ошибка слежения т.
Время поиска пропорционально длительности слова ПСП. Для ускорения поиска выгодно уменывать Т, о но при атом воврастают трудности разрешения неодноаначнасти. 170 171 Найдем связь между тз и ауссз(К) Коду э ссзЩ соответсз вует отклонение тактоиой частоты местной ПСП относительно тактовой частоты запросной ПСП на Лзззс~ Щ = 2кбрм х х э сш()з). На частоте бшссз( — Ц фазе выходного сннтеаатора У такта- вой частоты за время от ()з — ЦТ„до КТ~, отклоняется на Т«,«епзгпз(Я вЂ” Ц, а эа время от О до з(Т„,« — на Фм ссэЩ= 2кТ «ЬР, Х з спз(з — Ц.
1 Этому соответствует отклонение аадержки на значение т,Щ = — "Ф, „Щ - т„Т Ы*, Х э ссз(з — Ц. (3.29) При выводе (3.29) полагали, что для любого з код з, (з) воадействуег яа СТЧ одно и то зке время Т« - сзюзь 3.5. Основные характеристики космических радиопиний. Точность измерения текущих навигационных параметров Приемные системы совмещенных космических радиоли. вий с ПШС содержат следующие основные подсистемы (системы более низкого уровня иерархии): систему вхождения е связь, системы синхронизации и демодуляции (в том числе двоичных символов информации), системы измерения текущих навигационных параметров (скорости, дальности, угловых координат).
Рассмотрим основные характеристики этих систем. 3.5.1. Характеристики системы вхождения в связь В совмещенных космических системах встречаются два основяых режима поиска". 1) в радиолинилл с «просзяыми» сизяалами с остатком несущей при вхождении в связь необходимо обнаруясить гармонический сигнал (несущую) с неизвестной частотой на фоне шума. Априорно иавестную часть доплеровского сдвига частоты обычно компенсируют программной перестройкой частоты гетероднна.
Диапазон поиска по частоте ззр определяется нескомпенсированной частью доплеровского сдвига и нестабильностью несущей частотьп 172 Рис. 3.18. Структурнаа схеме оптимальной системы вхождения е свеаь 173 2) в радиолияиял со сложными ПВТС необходим двумерй поиск: по частоте и задержке. Диапазон поиска по часто- определяется, как в предыдущем случае. При отсутствии парных сведений о задержке и испольаовании псриодичеого П1ПС диапазон поиска по задержке ззт обусловлен длильностью периода ПСП, а при наличии ютриорных сведе" — диапазоном неизвестности задержки. Рассмотрим второй случай как более общий.
С теоретической точки зрения система вхождения в сааза ВС) представляет собой систему одновременного обнаружена сигнала и оценки его параметров. Как система обнаружеия она характеризуется вероятностью ложной тревоги Р н роятностью пропуска сигнала Р„, как измерительная истема — вероятностью аномальных ошибок Р и диспериями нормальных (малых) ошибок оценки частоты пз„и ааржки пз (зги оценки считаем несмещенными).
Для приема радиосигнала на фоне белого гауссовского шуопгимзльваа (с точки зрения перечисленных показателей честна) СВС содерзкит набор комплексных корреляторов, схему выбора максимума нэ модулей выходных величин атнх корреляторов и схему сравнения максимума с пороговым уровнем (рис. 8.18).
Каждьзй комплексный коррелятор пред*стзвляст собой устройстпо вычисления значений комплексной функции У(г„тз) = У(гз, тз) + )х(гп т ) (ее действительной (У) и мнимой (Х) частей). Вместо модуля Я .= 121 можно вычислять и сравнивать с порогом его квадрат Яз = Хз + Уз, поскольку при 'такой замене потери оптимальности не происходит. На общий вход корреляторов подастся входной сигнал, на раздельные входы — комплексные опорные колебания со всеми возможными значениями частоты и задержки ожидаемого сш нала.
Теоретически таких значений бесконечное множество. Прак- твчески частоту и задержку опорного сигнала меняют приблизительно через интервалы корреляции оэкидаемог о сигнала по соответстзукецим параметрам, а именно: ориентировочно через 1/Т по частоте и через т по задержке. Зто обеспечивает требуемую точность целеуказаний СВС соответствующим следящим системам (см. равд. 3.4): 54 цн/Т д) ~т[ ч т /2. Подобный алгоритм обеспечивает минимальное время поиска сигнала Т „, но требует наибольшнх аппаратных затрат.
Ориентировочно время Т „можно определить, заменяя задачу вхождения в связь задачей обнарузкения и распознавания т — АУТ э/Гт/тыортоганзльных сигналов с равной энергией и случайными равновероятными Фазами и решая следующее трансцендентное уравнение [5]: Р,Тэээ ~~ ЬРТ Ьт 1 ~ЫЭ + [[п —, — 1,4) (3.30) Числа т = т,т равно произведению чисел артогональных сигналов при неопределенности лишь по частоте т = ЛРТ и лишь по аадержке т. = Лт/тэг Оно определяется после нахождения с помощью (3.30) значения Т „. В (3.30) хх — суммарный коэффициент энергетических потерь из-зз неидеэльности обработки: конечного числа корреляторов, уровней квантования в АЦП и др.
При ориентировочных расчетах можно принять хх = 1,5 ... 5. Анална формулы (3.30) покааынает, что время Т увеличивается с уменьшением экеизелентного энергетического потенцяала Р,/(хгО ) и требуемых вероятностей ложной тревоги Р и пропуска Р „, а также с увеличением диапазона поиска по частоте ЛР и по аедержке Лт. Заданную вероятность ложной тревоги Р„, обеспечивают выставлением порогового уровня г Рэээ'7 >, (3.31) где П вЂ” диспарсия компоневтов Х и У выходных сигналов я = у+ /Х комплексных корреляторов при отсутствии напевного сигнала (зта дисперсия одинакова Лля всех корреляторов в схеме на рис. 3. 13).
В частности, при бинарном квантовании и усреднении в корреляторах Р/ отсчетов гауссовского шума Зк)~ ~ээ /(х~~РТээ э)' (3.32) гда Я „— амплитуда опорного колебания Я„; Т, „— период дискретизации; х = 1,1...2 — коэффициент энергетических потерь за счет дискретизации и квантования. При независимых бинарных отсчетах /эРТ = 1, к = к/2 и . формула (3.32) упрощается: )) = )тйэ . В другом крайнем случае, требующем мивимальиьгх аппа. ратных затрат.
но максимального времени поиска, проводят последовательный поиск по обоим параметрам: частоте и задержке. При атом время поиска Т, = тТ;, пороговый уровень но-преншему можно рассчитывать с помощью (3.31) и (3.32). Практически наиболее употребителен последовательно-па'раллельный поиск, при котором по одному иа параметров (частоте или задержке) проводят последовательный поиск. а по второму — квазипараллельный. Квазипараллельный поиск реализуется по алгоритму. обеспечивающему время поисиа немногим большее, чем при параллельном (по соответст.'вующему параметру). но требующему значительно меньших аппаратных аатрат. Ориентировочное время последовательно-параллельного поиска Т „ = гэ„Т или Тээ = т „Т , в зависимости от того, по какому параметру (частоте или задерэкке) проводится последовательный поиск; для ориентировочного расчета порогового уровня Яэж можно воспользовать; ся формулами (3.31) и (3.32).
На рис. 3.19 приведена одна иэ структурных схем вхождения в связь с последовательным поиском по задержке и квазипараллельным по частоте. В этой схеме для поиска по частоте используют временную компрессию, а по зэдерзккв — неболь'. шое отличие тактовой частоты генератора ПСП в приемнике от Рнс. 3.19. Огруктурнея схема системы вхождения э связь с носледозэтельныи поиском по задержке и кзаэнпэрэллельюэи по частоте (ГПСП вЂ” генератор ПСП; СНЧ вЂ” синтезатор несущей чзстотьс АЦКП вЂ” аналого-цнфроэой кэадрэтурзый преобразователь; ОЗУ вЂ” оперзтиэное запоминающее устройство) 174 тактовой частоты принимаемого ПШС. С помощью перемножения ПШС с ПСП н последующей фильтрации в полозовом фильтре осуществляют свертку ПСП. Полученный а результате свертки узкополосный свтнал преобразуют в цифровые отсчеты эьо которые аэписывают в оперативное ашоминающее устройство ОЗУ (емкостью )»' комплексньпс чисел) с част«яой дискретизации / „и считывают с частотой / « / „.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
