Способ обработки сигнала системы глонасс с частотным разделением



Владельцы патента RU 2616970:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего 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. 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 области радиолокации и радионавигации и может быть использовано при оценке времени задержки распространения сигнала от навигационного космического аппарата до аппаратуры потребителя, а также при синтезе радиолокационного изображения в многопозиционной радиолокационной системе с синтезированной апертурой антенны, использующей сигнал навигационной системы для подсветки земной поверхности.

Главным фактором, ограничивающим разрешающую способность и точность оценки времени задержки сигнала, является ширина полосы и слабый уровень принимаемого сигнала навигационного спутника.

Известен способ корреляционного приема сигнала системы ГЛОНАСС с частотным разделением [1, 2], когда для обработки сигнала каждого спутника используется отдельный коррелятор, на первый вход которого подается сигнал одного спутника, прогетеродинированный частотой гетеродина с учетом номера литера несущей частоты в используемом частотном диапазоне L1 или L2, а на второй вход коррелятора подается опорный сигнал в виде дальномерного кода стандартной или высокой точности, сформированный с учетом ожидаемого значения задержки сигнала и доплеровского сдвига частоты. На выходе коррелятора формируется взаимнокорреляционная функция принимаемого и опорного сигналов, ширина корреляционного максимума которой обратно пропорциональна полосе частот принимаемого сигнала.

Известен способ бескодового приема сигналов спутниковых навигационных систем [2, 3], при котором принимаемый сигнал навигационного спутника гетеродинируется и затем умножается сам на себя. В результате все модуляции исключаются, происходит удвоение частоты и обеспечивается возможность слежения за доплеровским сдвигом и фазой сигнала.

Первый рассмотренный способ корреляционной обработки сигнала системы ГЛОНАСС является наиболее близким по п. 1 формулы изобретения для совместной обработки сигналов двух спутников и выбран в качестве прототипа.

Достигаемый технический результат заключается в увеличении отношения сигнал/шум, 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.

Новизна изобретения заключается в новом подходе к способу приема сигнала системы ГЛОНАСС, при котором сигналы двух спутников с частотным разделением рассматриваются и обрабатываются как единый сигнал, полоса которого шире полосы сигнала каждого спутника на величину межлитерного смещения несущей частоты одного спутника относительно другого.

Изобретательский уровень характеризуется применением известного ранее математического аппарата цифровой обработки сигналов с учетом метода частотного уплотнения сигналов и высокой степени частотно-временной синхронизации навигационных сигналов в системе ГЛОНАСС, для решения задачи повышения отношения сигнал/шум, разрешающей способности и точности оценки времени задержки распространения сигнала.

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

Проведенная экспериментальная обработка сигналов спутников с литерами -1 и 3 в частотном диапазоне L1 системы ГЛОНАСС с использованием предложенного способа корреляционной обработки подтвердила повышение разрешающей способности и точности оценки времени задержки сигнала. На фиг. 1 приведены спектральные плотности средней мощности (СПМ) сигналов для каждого навигационного космического аппарата отдельно и совместная спектральная плотность средней мощности для аппаратов с литерами -1 и 3, которые показывают, что ширина спектра увеличилась приблизительно в 4 раза. На фиг. 2 приведены графики взаимно-корреляционных функций сигналов для каждого навигационного космического аппарата отдельно и взаимно-корреляционных функций совместного сигнала аппаратов с литерами -1 и 3, которые показывают, что ширина главного максимума уменьшилась в 9 раз. Обработка проводилась в среде Matlab R2009a с использованием реального сигнала, записанного 13 марта 2015 года в 10 часов 02 минуты 28 секунд с частотой дискретизации 40 МГц.

Примечание:

Источники информации

1. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / под. ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. М.: Радиотехника, 2010.

2. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. В 2 т. - М.: ФГУП «Картгеоцентр», 2005.

3. Латюк А.Ф., Дубинко Ю.С. Способ и устройство бескодового приема сигналов спутниковых навигационных систем. Патент на изобретение RU №2363099.

Способ обработки навигационных сигналов космических аппаратов системы ГЛОНАСС с частотным разделением, использующий способ корреляционной обработки, отличающийся тем, что на первый вход коррелятора подают принимаемый навигационный сигнал, прогетеродинированный частотой гетеродина, равной частоте нулевого литера соответствующего диапазона L1 или L2, а на второй вход коррелятора подают опорный сигнал Snm(t), сформированный для каждой пары спутников с литерами несущей частоты n и m, путем суммирования двух дальномерных кодов G(t), смещенных во временной области на ожидаемые задержки сигнала tn и tm, а в частотной области на величину соответствующего литерного смещения частоты fn и fm и прогнозируемую частоту доплеровского смещения fДn и fДm, математическое представление которого имеет следующий вид:

Snm(t)=G(t-tn)ехр(2рi(fn+fДn)t)+G(t-tm)ехр(2рi(fm+fДm)t).



 

Похожие патенты:

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).

Изобретение относится к спутниковым навигационным системам, а именно к оборудованию наземного комплекса управления данных систем. Технический результат состоит в повышении качества контроля навигационных систем.

Изобретение относится к способам навигации по спутниковым радионавигационным системам (СРНС) и может быть использовано для определения координат навигационных спутников.

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.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиозондирования атмосферы на основе использования сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).

Изобретение относится к радиотехнике и радиоэлектронике, предназначено для дистанционного зондирования атмосферы и может быть использовано в радиолокации, навигации и связи.

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.
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.

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.

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

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 слежения за полетом космических аппаратов (КА) и может быть использовано в командно-измерительной системе (КИС) спутниковой связи. Способ включает передачу с наземного сегмента управления КИС по линии «Земля - КА» сигналов, содержащих команды управления КА. На входе приемного устройства КА оценивают отношение сигнал/шум принятого сигнала. Это отношение переводят в отношение энергии бита к спектральной плотности мощности шума и далее рассчитывают вероятность ошибки на бит информации. Рассчитанное её значение включают в телеметрический кадр, который передают по линии «Земля - КА» в наземный комплекс управления. Там сравнивают рассчитанное и требуемое значения вероятности. Если первое меньше второго, то увеличивают мощность передающего наземного устройства до обеспечения требуемой вероятности ошибки на бит информации. Технический результат изобретения состоит в предотвращении сбоев при выдаче командно-программной информации и обеспечении непрерывных сеансов связи с космическим аппаратом на всех этапах его жизненного цикла. 1 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении надежности связи. Для этого приемное включает программу прикладного уровня, реализующую локальный сервер (38) данных, к которому могут подключаться и с которым могут взаимодействовать с использованием локального порта другие компоненты устройства (30), при этом локальный сервер (38) данных сконфигурирован для подключения к внешнему источнику (32) вспомогательных данных позиционирования для приема указанных данных в первом заранее заданном формате и преобразования их во второй заранее заданный формат с целью предоставления этих данных устройству (30) с помощью указанного локального порта. Устройство (30) также содержит приемник (36) спутникового позиционирования и модуль (34) протокола приемника, связанный с указанным приемником (36) и сконфигурированный таким образом, чтобы в ответ на запрос предоставления вспомогательных данных позиционирования указанному приемнику (36) устанавливать соединение с локальным сервером (38) данных с использованием указанного локального порта, запрашивать указанные вспомогательные данные позиционирования из локального сервера (38) данных, принимать их во втором заранее заданном формате и преобразовывать в третий заранее заданный формат, подходящий для приемника (36) спутникового позиционирования. 5 н. и 43 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к устройству приема радионавигационных сигналов, многорежимному приемнику для содействия навигации летательного аппарата, гибридной системе содействия навигации. Устройство приема радионавигационных сигналов содержит два модуля GNSS, каждый из которых содержит средство обработки радионавигационных сигналов, средство вычисления данных наведения и средство сравнения данных обоих модулей. Многорежимный приемник для содействия навигации летательного аппарата содержит систему посадки по приборам ILS и устройство приема радионавигационных сигналов. Гибридная система содействия навигации содержит многорежимный приемник с системой посадки по приборам ILS с гибридизационной инерциальной системой GNSS-IRS, где IRC – инерциальная система, а GNSS – средство гибридизации навигационных данных, устройство приема радионавигационных сигналов. Обеспечивается точность приземления и автоматического руления самолета в условиях недостаточной видимости. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области радионавигации. Техническим результатом является обеспечение возможности аутентификации устройств клиента, расположенных в средах с низким соотношением сигнал-шум. Упомянутый технический результат достигается тем, что поднабор демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов выбирают синхронизированным с битовыми кадрами клиента для обеспечения синхронизированных битовых кадров сервера, функцию синхронизированных битовых кадров сервера вычисляют для обеспечения набора сигнатур сервера, набор сигнатур клиента и набор сигнатур сервера сравнивают для обеспечения результата сравнения, а местоположение устройства клиента аутентифицируют на основании указанного результата сравнения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 14 ил.

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. Достигаемый технический результат – повышение точности и надежности определения взаимного положения объектов при сокращении времени соответствующих вычислений. Указанный результат достигается за счет того, что в дифференциальных системах точное определение взаимного положения объектов производится по разностям псевдофазовых измерений, получаемых в разнесенных на местности навигационных приемниках. 2 ил.

Изобретение представляет способ вспомогательного захвата приемником объединенной навигационной системы, при этом приемник объединенной навигационной системы способен принимать и обрабатывать сигналы нескольких спутников при захвате и отслеживании сигналов по меньшей мере одного спутника. Достигаемый технический результат – уменьшение времени захвата спутников и увеличение точности захвата. Для достижения указанного технического результата способ включает этапы формирования вспомогательной информации и этапы захвата и отслеживания спутников. Вспомогательная информация представляет собой систематическую ошибку часов приемника объединенной навигационной системы, используется для корректировки псевдодальности целевого спутника при захвате и отслеживании целевого спутника и точного предсказания фазы целевого спутника. Она уменьшает время захвата и увеличивает точность захвата, при этом не только выполняют вспомогательный захват спутников из одной спутниковой системы, но также выполняют совместный вспомогательный захват спутников из нескольких спутниковых систем. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к спасательным средствам и может быть использовано для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде. Устройство автоматической активации оповещения о ситуации «человек за бортом» содержит спасательный жилет и устройство оповещения о ситуации «человек за бортом». В устройство автоматической активации дополнительно введены приемопередатчик, который выполнен по технологии ZigBee и находится в постоянном взаимодействии с датчиком ZigBee, расположенным на поясе спасательного жилета, и встроенный в него считыватель RFID с автономным источником питания. Считыватель RFID и автономный источник питания размещены в верхней части спасательного жилета в непосредственной близости от устройства оповещения о ситуации «человек за бортом» с встроенной пассивной меткой RFID, которая взаимодействует со считывателем RFID при отсутствии постоянного радиоконтакта с датчиком ZigBee. Достигается повышение автономности и надежности работы. 1 ил.

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться для определения погрешности оценки времени прохождения ионосферы сигналом вдоль вертикальной оси видимости. Технический результат состоит в повышении точности оценки прохождения ионосферы сигналом вдоль вертикальной оси видимости. Для этого способ содержит первый этап определения по меньшей мере двух точек пронзания ионосферы двумя осями видимости между спутником и по меньшей мере двумя наземными станциями. Способ также включает второй этап определения по меньшей мере одного угла, образованного отрезком, идущим от упомянутой интересующей точки к одной из упомянутых точек пронзания, и отрезком, идущим от упомянутой интересующей точки к другой из упомянутых точек пронзания. Способ также включает в себя третий этап определения пространственного разброса упомянутых точек пронзания относительно упомянутой интересующей точки на основе упомянутого угла, посредством разности с предопределенным углом и получения среднего значения, упомянутой или упомянутых разностей. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в точности навигации позиционирования ToF внутри помещения, которыми может управлять сетевая точка доступа (АР) и для которых не требуется инициирование со стороны клиента, прерывания, вмешательства и которые не требуют передачи ответов. Описаны варианты осуществления системы и способа для инициированного точкой доступа позиционирования по времени распространения в беспроводной сети. Инициируемое сетью точное масштабируемое решение по времени распространения (ToF) для позиционирования внутри помещения и навигации предназначено для окружающих сред, где сигналы спутниковых систем глобальной навигации недоступны. ToF между инициирующей АР и отвечающим устройством измеряют и преобразуют в расстояние путем деления измеренного времени на два и умножения его на скорость света. АР, а не устройство-клиент, полностью управляет временем и руководит общей процедурой определения местоположения внутри помещения. Участок точного измерения времени протокола, инициированного точкой доступа позиционирования ToF, представляет собой симметричный протокол, что измерение ToF можно легко переключать между устройством-клиентом и АР. В некоторых вариантах осуществления сообщение запроса, инициирующее точное измерение времени точкой доступа, инициирует измерение ToF и обмен сообщениями расчета местоположения между инициирующей АР и отвечающим устройством. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 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.

Наверх