Способ формирования опорного сигнала для совместной обработки сигналов стандартной и высокой точности системы глонасс



Владельцы патента RU 2602509:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации. Достигаемый технический результат заключается в увеличении отношения сигнал/шум в результате совместной обработки сигнала стандартной и высокой точности системы ГЛОНАСС и уменьшении количества вычислений при синтезе радиолокационного изображения земной поверхности. Сущность изобретения заключается в формировании опорного сигнала для совместной обработки сигнала стандартной и высокой точности системы ГЛОНАСС в многопозиционной радиолокационной системе с синтезированной апертурой антенны, использующей сигналы навигационной системы для подсветки земной поверхности. 1 ил.

 

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации и может быть использовано при совместном поиске и обнаружении сигналов стандартной и высокой точности системы ГЛОНАСС, а также при синтезе радиолокационных изображений в многопозиционных радиолокационных системах с синтезированной апертурой антенны, использующей сигналы навигационной системы для подсветки земной поверхности.

Основной проблемой, возникающей при использовании сигналов навигационной системы для подсветки земной поверхности, является низкий уровень отраженного сигнала и, как следствие, низкое качество радиолокационного изображения.

Известен способ формирования опорного сигнала в виде сигнала только высокой или только стандартной точности [1, 2]. При этом для получения радиолокационного изображения необходимо достаточно длительное время накопления отраженного сигнала, обеспечивающее требуемое отношение сигнал/шум. Использование данного способа формирования опорного сигнала для синтеза радиолокационного изображения не всегда позволяет получить изображение достаточного качества, так как время синтезирования ограничено интервалом нахождения участка земной поверхности в области диаграммы направленности реальной антенны.

Известен способ формирования опорного сигнала, обеспечивающий повышение качества радиолокационного изображения, заключающийся в формировании двух опорных вещественных сигналов стандартной и высокой точности, с использованием которых получаются два радиолокационных изображения, которые затем объединяются в одно с использованием методов поэлементного суммирования или умножения [3]. Использование такого способа формирования опорного сигнала приводит к увеличению вычислительных затрат более чем в два раза.

Рассмотренный способ формирования опорного сигнала в виде двух опорных вещественных сигналов является наиболее близким к изобретению для совместной обработки сигналов стандартной и высокой точности и выбран в качестве прототипа.

Достигаемый технический результат заключается в увеличении отношения сигнал/шум при совместной обработке сигнала стандартной и высокой точности системы ГЛОНАСС и уменьшении количества вычислений при синтезе радиолокационного изображения земной поверхности по сравнению способом формирования двух опорных сигналов стандартной и высокой точности.

Новизна изобретения заключается в новом подходе к способу формирования опорного сигнала в виде комплексного сигнала, вещественная компонента которого представляет собой дальномерный код высокой точности, а мнимая компонента - дальномерный код стандартной точности.

Изобретательский уровень характеризуется применением известного ранее математического аппарата цифровой обработки сигналов с учетом квадратурного уплотнения сигналов высокой и стандартной точности в системе ГЛОНАСС, для решения задачи повышения отношении сигнал/шум и уменьшения вычислительных затрат на поиск, обнаружение и синтез радиолокационного изображения в многопозиционных радиолокационных системах с синтезированной апертурой антенны, использующей сигналы навигационной системы для подсветки земной поверхности.

Промышленная применимость - данное изобретение является промышленно применимым при разработке перспективных многопозиционных радиолокационных систем с синтезированной апертурой антенны, использующей сигналы навигационной системы для подсветки земной поверхности.

Проведенная экспериментальная обработка сигнала в частотном диапазоне L1 системы ГЛОНАСС с использованием предложенного способа формирования опорного сигнала подтвердила увеличение отношения сигнал/шум на 1.5 дБ при совместном обнаружении сигналов стандартной и высокой точности. На фиг. 1 приведены экспериментальные результаты раздельной обработки сигналов стандартной и высокой точности, а также результат совместной обработки сигналов в виде графиков нормированной взаимной корреляционной функции сигнала прямого распространения навигационного космического аппарата №5 системы ГЛОНАСС и соответствующих опорных сигналов. Обработка сигнала проводилась для 1000 дискретных отсчетов сигнала в частоте дискретизации 40 МГц в среде Matlab R2009a.

Источники информации, принятые при составлении описания и формулы изобретения

1. Фатеев В.Ф., Сахно И.В. Способ получения радиолокационного изображения земной поверхности при помощи многопозиционной радиолокационной системы с синтезированной апертурой антенны. Патент №2278398. 2004 г.

2. 5. Cherniakov М., Saini R., Zuo R., Antoniou M., "Space-Surface bistatic synthetic aperture radar with global navigation satellite system transmitter of opportunity - experimental results", IET Radar, Sonar and Navigation (RSN), Vol. 1, issue 6, pp. 447-458, December, 2007.

3. Бахолдин B.C., Шалдаев A.B., Гаврилов Д.А. Алгоритмы формирования радиолокационных изображений земной поверхности при использовании сигналов ГЛОНАССС. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2012. Т. 55. №9. С. 24-29.

Способ формирования опорного сигнала для совместной обработки сигналов стандартной и высокой точности системы ГЛОНАСС, отличающийся тем, что комплексный опорный сигнал формируют из вещественной компоненты, в качестве которой используют дальномерный код высокой точности, и мнимой компоненты, в качестве которой используют дальномерный код стандартной точности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к безопасности сетей. Технический результат - повышение уровня электронной связи и обеспечение безопасности сетей от несанкционированного доступа.

Изобретение относится к способу управления летательным аппаратом (ЛА) при заходе на посадку. Для управления ЛА при заходе на посадку измеряют с помощью инерциальной навигационной системы (ИНС), систем воздушных сигналов (СВС), спутниковой навигационной системы (СНС) курс, крен и тангаж ЛА, угловую, горизонтальную и вертикальную скорости ЛА, координаты и высоту ЛА, формируют курс взлетно-посадочной полосы (ВПП) на основе уточненных координат высоты ЛА и координат высоты ВПП, формируют сигналы управления угловым положением ЛА по крену и тангажу, измеряют в автоматическом или ручном режиме угловое положение ЛА в соответствии со сформированными сигналами управления, формируют траекторию посадки с заданным экипажем углом наклона, совпадающую по направлению с курсом ВПП, с помощью курсового, глиссадного и дальномерного радиомаяков (КРМ, ГРМ и ДРМ).

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах для оценки местоположения объектов. Технический результат состоит в предоставлении пользователю приемного терминала спутникового сигнала, например сотового телефона или навигатора, услуги по определению местоположения без изменения аппаратного или программного обеспечения даже в зонах, недоступных для спутниковых сигналов, например внутри здания, в подземном торговом центре, в туннеле или метро.

Изобретение относится к области дифференциальных навигационных систем и применимо для высокоточной навигации, геодезии, ориентации объектов в пространстве по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС - ГЛОНАСС, GPS, Galileo, Bei Dou и другие), в которых осуществляется измерение псевдодальности до навигационных спутников по фазе несущих колебаний.

Изобретение относится к области радионавигации. Техническим результатом является обеспечение улучшенной корректирующей информации для навигационных приемников (120) посредством разрешения целочисленных неоднозначностей в измерениях дальности, выполняемых опорными станциями, с использованием ограничений целочисленной неоднозначности двойной разности.

Изобретение относится к способам навигации по спутниковым радионавигационным системам (СРНС) и может быть использовано для идентификации параметров навигационных спутников и повышения точности определения координат навигационного приемника.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к спутниковым навигационным системам (СНС), и может быть использовано для определения целостности информации от СНС.

Изобретение относится к способам навигации по Спутниковым Радионавигационным Системам (СРНС) и может быть использовано для идентификации параметров навигационных спутников и повышения точности определения координат навигационного приемника.

Изобретение относится к области спутниковой навигации и может быть использовано для определения ионосферной задержки сигнала глобальных спутниковых навигационных систем с помощью двухчастотной навигационной аппаратуры потребителя.

Изобретение относится к беспроводной системе передачи локальных сообщений и предназначено для обеспечения централизованного управления передатчиками, что позволяет сместить сложность аппаратно-программного обеспечения с множества передатчиков на центральное оборудование.
Изобретение относится к спутниковым навигационным системам, а именно к оборудованию наземного комплекса управления данных систем. Достигаемый технический результат - повышение надежности взаимодействия средств, обеспечивающих управление и измерение на пунктах эксплуатации и в центре управления. Указанный результат достигается тем, что средства управления и измерений для наземного комплекса управления спутниковой навигационной системы включают аппаратно независимый цифровой модуль обработки сигнала средств управления и измерений пункта эксплуатации. Выход цифрового модуля обработки сигнала связан с антенным устройством через преобразователь частоты вверх и усилитель мощности, обеспечивающий суммирование мощности без разрыва фазы, а вход подключен к антенному устройству через входное приемное устройство. Вычислительная аппаратура средств управления и измерений пункта эксплуатации представляет собой кластер серверов, объединенных логически, снабженных средствами пользовательского интерфейса и связанных через сеть Ethernet с цифровым модулем обработки сигнала и внешнюю сеть передачи данных с кластером серверов средств управления и измерений в центре управления. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области радионавигации. Техническим результатом является сокращение времени первого определения местоположения, TTFF, в пользовательском оборудовании, определяющем положение с помощью Глобальной навигационной спутниковой системы, GNSS. Упомянутый технический результат достигается тем, что устройство (15) определения положения с помощью GNSS взаимодействует с Базовой службой (11) в пользовательском оборудовании (16), UE, причем устройство определения положения с помощью GNSS получает (23) сигналы спутников GNSS и навигационные данные и определяет положение в пределах TTFF на основе упомянутых сигналов/данных, и причем Базовая служба обнаруживает (24) пользовательские данные, указывающие определенное поведение пользователя, и инициирует упомянутое определение положения на основе упомянутых пользовательских данных. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и радиоэлектронике, предназначено для дистанционного зондирования атмосферы и может быть использовано в радиолокации, навигации и связи. Достигаемый технический результат - возможность получения амплитудно-частотных и дистанционно-частотных характеристик (АЧХ и ДЧХ) радиолиний на трассах различной протяженности и ориентации, а также проводить измерения допплеровского сдвига частоты отраженного радиосигнала. Указанный результат достигается за счет того, что базовая станция дистанционного зондирования атмосферы состоит из передающей и приемной частей, при этом передающая часть содержит двухсистемный приемник навигационных сигналов ГЛОНАСС/GPS, синхронометр, цифровой вычислительный синтезатор, широкополосный усилитель мощности, антенно-фидерное устройство, а приемная часть содержит антенно-фидерное устройство, усилитель высокой частоты, аналого-цифровой преобразователь, цифровой гетеродин, цифровой вычислительный синтезатор, синхронометр, двухсистемный приемник навигационных сигналов ГЛОНАСС/GPS, электронно-вычислительную машину, монитор. Перечисленные средства определенным образом выполнены и соединены между собой. 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиозондирования атмосферы на основе использования сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). Достигаемый технический результат - повышение точности и надежности определения пространственных координат аэрологического радиозонда (АРЗ), направления и скорости ветра, повышении помехоустойчивости и электромагнитной совместимости. Указанный результат достигается за счет того, что навигационная система зондирования атмосферы содержит N передатчиков сигналов ГНСС, АРЗ, антенную систему приема сигналов ГНСС, антенную систему приема сигнала АРЗ с круговой диаграммой направленности, антенную систему приема сигнала АРЗ с узкой диаграммой направленности, снабженную угломестно-азимутальным приводом, антенный переключатель, базовую станцию с блоком отображения и ввода-вывода информации, сверхвысокочастотный (СВЧ) коммутатор, при этом антенная система приема сигналов ГНСС подключена к базовой станции, антенная система приема сигналов АРЗ с круговой диаграммой содержит антенну ближнего канала и антенну дальнего канала, выходы которых через переключатель и СВЧ-коммутатор подключены к базовой станции, соответственно выход базовой станции подключен к угломестно-азимутальному приводу антенной системы с узкой диаграммой направленности, выход которой через СВЧ-коммутатор подключен к базовой станции. Антенная система приема сигналов ГНСС обеспечивает точное определение координат базовой станции, антенная система приема сигналов АРЗ с круговой диаграммой направленности обеспечивает прием сигнала АРЗ при его вертикальном подъеме и удалениях до 250 км, антенная система с узкой диаграммой направленности обеспечивает прием сигнала АРЗ при удалениях более 250 км и сложной помеховой обстановке. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке малогабаритных носимых комплексов радиозондирования атмосферы. Технической результат состоит в снижении массогабаритных характеристик аппаратуры радиозондирования при сохранении точности получения вертикального профиля метеорологической информации. Для этого малогабаритная навигационная система радиозондирования атмосферы содержит навигационный аэрологический радиозонд - АРЗ- и созвездия спутников радионавигационных систем GPS/ГЛОНАСС, ГАЛЛИЛЕО, при этом система выполнена в радионавигационном режиме, для чего наземная часть системы содержит: первую и вторую приемные антенны, первый и второй радиоприемник, блок обработки координатной телеинформации - КТИ-АРЗ-, пульт управления и отображения этой телеинформации - П-КТИ, интерфейс ввода/вывода информации, блок выдачи полетного задания АРЗ и привод автоматического слежения со следующими соединениями: радиосигналы созвездий всех спутниковых радионавигационных систем. 1 ил.

Изобретение относится к способам навигации по спутниковым радионавигационным системам (СРНС) и может быть использовано для определения координат навигационных спутников. Технический результат состоит в определении точности координат навигационных спутников. Для этого в способе определения координат навигационных спутников в группе из четырех навигационных спутников, находящихся в зоне прямой видимости, состоящей из первой пары навигационных спутников, находящихся на одной орбите, и второй пары навигационных спутников, находящихся на другой орбите, реализуются одновременные измерения линейных расстояний между всеми четырьмя спутниками группы, передача от каждого спутника к каждому и прием каждым спутником от каждого результатов измерений линейных расстояний между всеми четырьмя спутниками группы, а также вычисление на каждом спутнике сферического расстояния между ним и точкой пересечения орбит, по которому определяются значения координат данного спутника. 5 ил.

Изобретение относится к спутниковым навигационным системам, а именно к оборудованию наземного комплекса управления данных систем. Технический результат состоит в повышении качества контроля навигационных систем. Для этого наземная система контроля и управления бортовой аппаратурой межспутниковых измерений включает вычислительное оборудование в составе центрального вычислительного комплекса, управляющего комплекса приемо-передающей аппаратуры, вычислительного комплекса приемника навигационных сигналов. Центральный вычислительный комплекс связан с центром управления спутниковой навигационной системы и подключен к устройству формирования опорной частоты, которое, в свою очередь, подключено к центральному синхронизатору. Управляющий вычислительный комплекс приемо-передающей аппаратуры взаимодействует с центральным вычислительным комплексом и, по меньшей мере, одним упомянутым комплектом приемо-передающей аппаратуры. Вычислительный комплекс приемника навигационных сигналов взаимодействует с, по меньшей мере, одним комплектом аппаратуры приема навигационного сигнала, центральным вычислительным комплексом, управляющим вычислительным комплексом приемо-передающей аппаратуры. Вычислительное оборудование подключено к коммутатору сети Ethernet. Количество задействованных комплектов приемо-передающей аппаратуры межспутниковой радиолинии спутниковой навигационной системы меньше или равно количеству космических аппаратов спутниковой навигационной системы и определяется управляющим вычислительным комплексом приемо-передающей аппаратуры. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области активных антенн с регулировкой фазы. Предложен способ калибровки фазового центра активной антенны (20), содержащей множество субэлементов (21), способных принимать полезный сигнал, испускаемый спутником (25). Причем упомянутая калибровка определяется в зависимости от коэффициента усиления при приеме и фазы при приеме опорного сигнала на уровне каждого субэлемента (21). Упомянутый опорный сигнал испускается тем же спутником (25) в полосе частот, по существу, равной полосе частот полезного сигнала, и его теоретические фаза и амплитуда при приеме известны. Технический результат заключается в упрощении калибровки. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации. Сущность изобретения заключается в совместной обработке сигналов двух навигационных космических аппаратов с различными литерами несущих частот в одном канале аппаратуры приема сигналов системы ГЛОНАСС. Достигаемый технический результат заключается в повышении разрешающей способности и точности оценки времени задержки сигнала за счет расширения полосы сигнала, принимаемого одновременно от двух космических аппаратов с различными литерами, и соответствующего сужения главного максимума корреляционной функции. 2 ил.

Изобретение относится к антеннам. Совмещенная антенна включает: антенну глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) с фазовым центром антенны ГНСС; и лучеобразующую антенну с фазовым центром лучеобразующей антенны. При этом фазовый центр антенны ГНСС и фазовый центр лучеобразующей антенны совмещены по двум осям. Технический результат заключается в уменьшении погрешности определения дистанции. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации. Достигаемый технический результат заключается в увеличении отношения сигналшум в результате совместной обработки сигнала стандартной и высокой точности системы ГЛОНАСС и уменьшении количества вычислений при синтезе радиолокационного изображения земной поверхности. Сущность изобретения заключается в формировании опорного сигнала для совместной обработки сигнала стандартной и высокой точности системы ГЛОНАСС в многопозиционной радиолокационной системе с синтезированной апертурой антенны, использующей сигналы навигационной системы для подсветки земной поверхности. 1 ил.

Наверх