Способ формирования сигнала спутниковой навигационной системы

Изобретение относится к области радионавигации. Технический результат заключается в расширении арсенала средств для формирования сигналов спутниковой навигационной системы. Указанный сигнал спутниковой навигационной системы формируют в квадратурном модуляторе из синфазной и квадратурной составляющих сигнала. Синфазную и квадратурную составляющие формируют по управляющим сигналам от микроконтроллера мультиплексного канала обмена и микроконтроллера управления и обработки информации в программируемой логической интегральной схеме путем цифрового синтеза частоты из сигналов стандартной и высокой точности с частотным и кодовым разделением.1 ил.

 

Изобретение относится к области радионавигации, а именно к формирователям навигационных радиосигналов спутниковых навигационных систем, и может быть использовано при создании навигационной аппаратуры системы ГЛОНАСС, предназначенной для излучения через единую антенну навигационных сигналов с частотным и кодовым разделением.

В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения может быть выбран способ формирования сигнала в имитаторе навигационных радиосигналов из патента на полезную модель RU 122976, публикация 2013 г., ИСС им. Акад. М.Ф. Решетнева. В блоке цифрового формирования навигационного сигнала данного имитатора формируют несколько трактов модулированного сигнала, объединяемых в дальнейшем в сумматоре в единый навигационный сигнал. В каждом тракте по входящей информации цифровой синтезатор с аналоговым выходом формирует сигнал, поступающий через смеситель в модулятор псевдослучайной последовательности. Как и было указано выше, способ формирования сигнала из патента RU 122976 предназначен для использования в имитаторе навигационных сигналов, то есть в устройстве, моделирующем работу спутниковой навигационной системы в целом, но не ее отдельных элементов. То есть использование данного способа для формирования навигационного сигнала в реальной спутниковой навигационной системе может быть затруднено, в частности, из-за того, что использование отдельных трактов для передачи сигналов усложняет бортовую аппаратуру и снижает ее эксплуатационную надежность. В свою очередь, в предлагаемом изобретении становится возможным преодолеть данные недостатки, расширив область применения способов цифрового формирования навигационного сигнала, и повысить качество навигационного сигнала в целом.

Предложен способ формирования сигнала спутниковой навигационной системы в квадратурном модуляторе из синфазной и квадратурной составляющих, полученных путем цифрового синтеза частоты по управляющим сигналам. То есть предложен способ формирования сигнала, объединяющего в себе функции прецизионного синхросигнала и информационного сигнала. В отличие от аналога, синфазную и квадратурную составляющие (компоненты) навигационного сигнала генерируют путем цифрового синтеза частоты в программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) из сигналов стандартной и/или высокой точности с частотным и/или кодовым разделением по управляющим сигналам от микроконтроллера мультиплексного канала обмена и микроконтроллера управления и обработки информации. Структурная схема цифрового формирователя сигнала приведена на чертеже.

Управляющие сигналы и информация из микроконтроллера мультиплексного канала обмена 1 и микроконтроллера управления и обработки информации 2 поступают в ПЛИС 3, где методом цифрового синтеза частоты генерируются отсчеты синфазной 3I и квадратурной 3Q составляющих (компонент) группового навигационного сигнала. Использование цифрового синтеза частоты позволяет создать из опорной частоты требуемую частоту или набор частот, согласно управляющим сигналам и программной логике выбора цифровых отсчетов. Использование ПЛИС 3, по сравнению с использованием микросхем с жесткой логикой, позволяет производить оперативную и гибкую отладку алгоритмов работы и удаленно корректировать работу всей схемы формирования сигнала. Также ПЛИС 3 обеспечивает дополнительное цифровое выравнивание амплитуды группового сигнала, а также его дополнительную цифровую фильтрацию, благодаря чему становится возможным использовать усилители в энергетически выгодном режиме насыщения.

Для спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС могут быть предложены следующие формулы цифрового синтеза: для синфазной - и соответственно квадратурной - составляющих, где - сигнал стандартной точности с кодовым разделением, - сигнал стандартной точности с частотным разделением, - сигнал высокой точности с кодовым разделением, - сигнал высокой точности с частотным разделением, dƒ - разность несущих частот сигналов с частотным и кодовым разделением, Гц, ƒcd - несущая частота сигнала с кодовым разделением, Гц. Согласно интерфейсному контрольному документу системы ГЛОНАСС сигнал стандартной точности предназначен для свободного использования отечественными и зарубежными гражданскими потребителями, в свою очередь, сигнал высокой точности используют по согласованию с уполномоченным государственным органом. По аналогии, термины сигналы стандартной и высокой точности возможно будет использовать при анализе работы и проектировании оборудования иных спутниковых навигационных систем.

Цифровые отсчеты синфазной и квадратурной составляющих (компонент) группового навигационного сигнала по единому тракту передачи сигнала поступают в цифроаналоговые преобразователи 4I,Q, формирующие аналоговые сигналы, задаваемые синтезатором частоты дискретизации системы 5. Необходимость формирования единого тракта передачи сигнала обусловлена тем, что генерируемый навигационный сигнал, кроме передачи информации, используется также для проведения навигационных измерений, то есть объединяет в себе функции прецизионного синхросигнала и информационного сигнала. Полученные аналоговые компоненты группового навигационного сигнала, также по единому тракту передачи сигнала, пропускаются через фильтры нижних частот 6I,Q и поступают в квадратурный модулятор 8, в котором происходит модуляция несущего радиосигнала, задаваемого синтезатором несущей частоты 7.

Предложенную обработку исходных сигналов и информации используют для формирования навигационного сигнала с одновременным частотным и кодовым разделением каналов передачи информации, характерного для спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС. Использование цифрового синтеза частоты на базе ПЛИС 3 для исходных сигналов с частотным и кодовым разделением каналов позволит решить проблему совмещения частотного и кодового разделения каналов в одном сигнале без использования излишне сложных схемотехнических и алгоритмических решений. Цифровой синтез сигнала в ПЛИС 3 обеспечивает передачу сигналов с частотным и кодовым разделением на разных несущих частотах в едином тракте. В свою очередь, наличие единого тракта позволит устранить расхождение параметров между несколькими трактами - параметров задержки, компенсировать возможные задержки от старения - изменения параметров тракта во время эксплуатации, температурного влияния на изменение задержек, что в сумме дает большой диапазон задержек. Также при предложенном цифровом синтезе сигнала станет возможна полная компенсация ошибки формирования навигационного сигнала на этапе автономных и комплексных испытаний элементов спутниковой навигационной системы за счет дополнительной цифровой регулировки и становится возможным удаленное выполнение независимой юстировки каналов формирования навигационного сигнала.

1. Способ формирования сигнала спутниковой навигационной системы в квадратурном модуляторе из синфазной и квадратурной составляющих, полученных путем цифрового синтеза частоты по управляющим сигналам, отличающийся тем, что

синфазную и квадратурную составляющие навигационного сигнала генерируют по управляющим сигналам от микроконтроллера мультиплексного канала обмена и микроконтроллера управления и обработки информации в

программируемой логической интегральной схеме из сигналов стандартной и высокой точности с частотным и кодовым разделением, причем синфазную составляющую формируют как

а

квадратурную составляющую как

где

- сигнал стандартной точности с кодовым разделением,

- сигнал стандартной точности с частотным разделением,

- сигнал высокой точности с кодовым разделением,

- сигнал высокой точности с частотным разделением,

dƒ - разность несущих частот сигналов с частотным и кодовым разделением, Гц,

ƒcd - несущая частота сигнала с кодовым разделением, Гц, и

передают цифровые отсчеты синфазной и квадратурной составляющих навигационного сигнала и полученные затем соответствующие аналоговые компоненты для модуляции несущего радиосигнала по единому тракту передачи сигнала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки, хранения и передачи команд телекодового управления в комплексах оконечной связи. Технический результат - повышение надежности, достоверности и информационной безопасности команд телекодового управления.

Изобретение относится к области радиосвязи и радиолокации. Технический результат изобретения заключается в обеспечении модуляции амплитуды и фазы высокочастотного сигнала при заданных зависимостях отношения модулей и разности фаз передаточной функции модулятора в двух состояниях управляемого нелинейного элемента, определяемых двумя уровнями управляющего низкочастотного сигнала.

Изобретение относится к областям радиосвязи и может быть использовано для создания устройств генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов. Техническим результатом является повышение диапазона генерируемых колебаний в заданном диапазоне изменения амплитуды управляющего сигнала.

Изобретение относится к областям радиосвязи и может быть использовано для создания устройств генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов. Техническим результатом является повышение диапазона генерируемых колебаний в заданном диапазоне изменения амплитуды управляющего сигнала.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам формирования сигналов квадратурной амплитудной манипуляции (КАМ), применяемых на линиях многоканальной цифровой связи, а также может быть использовано в области цифрового радиовещания и цифрового телевидения.

Изобретение относится к области усилительной техники и может быть использовано для модуляции слабых постоянных и инфранизкочастотных электрических токов и напряжений.

Изобретения относятся к области радиосвязи и радиолокации и могут быть использованы для амплитудной, фазовой и амплитудно-фазовой модуляции или манипуляции высокочастотных сигналов.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности - к технике радиосвязи, и может быть использовано в качестве управляемого аттенюатора систем защиты передатчиков теле- и радиовещания от перегрузок по входу и от рассогласования по выходу.

Изобретение относится к неразрушающему контролю заготовок. Способ контроля заготовки включает сохранение данных модели, связанных с заготовкой, в систему контроля и определение относительного положения измерителя удаленности по отношению к заготовке.

Группа изобретений относится к медицине. Группа изобретений включает устройство, постоянный машиночитаемый носитель и способ работы устройства ультразвуковой визуализации.

Изобретение относится к лазерной дальнометрии. Техническим результатом является увеличение дальности действия лазерного дальномера.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиопеленгации. Технический результатом является повышение точности калибровки мобильного пеленгатора - корреляционного интерферометра в азимутальных и угломестных секторах углов, где условия для проведения измерений не обеспечены, при сохранении высокой точности калибровки в азимутальных секторах, в которых условия для проведения измерений обеспечиваются.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к ультразвуковой томографии. Ультразвуковая система для обнаружения газового кармана содержит ультразвуковой зонд, блок получения второй гармонической составляющей ультразвукового эхо-сигнала для каждой глубины из множества глубин вдоль каждой линии сканирования из множества линий сканирования и блок выявления изменения центральной частоты второй гармонической составляющей по глубине.

Изобретение относится к области авиационно-космического приборостроения устройств и систем фильтрации параметров движения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), определяющих местоположение в пространстве с использованием корреляции данных от нескольких навигационных приборов и может быть использовано для фильтрации параметров движения БПЛА, поступающих с бортовой навигационной системы (БНС) для повышения точности определения параметров движения БПЛА.

Способ для управления первой линейной акустической антенной из множества линейных акустических антенн, буксируемых судном. Множество навигационных управляющих устройств размещено вдоль множества линейных антенн и управляет, по меньшей мере, в поперечном направлении положением линейных антенн.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть применена в радиолокационных системах, работающих в миллиметровых диапазонах. Технический результат заключается в повышении надежности работы системы.

Антенная система на монтажной плате с по меньшей мере двумя магнитными кольцами и прямоугольным поперечным сечением и образованными за счет этого боковыми поверхностями магнитных колец с противоположной полярностью, установленными на монтажной плате с помощью поставки, причем поверхности магнитных колец с противоположной полярностью обращены друг к другу, а центральные отверстия магнитных колец расположены соосно с отверстием проставки и образуют с ним сквозное отверстие.

Изобретение относится к области радиоподавления радиолокационных станций (РЛС). Достигаемый технический результат - снижение погрешности воспроизведения линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов путем учета доплеровского смещения частоты принимаемого ЛЧМ сигнала, обусловленного взаимным перемещением носителя РЛС и (или) носителя устройства искажения радиолокационного изображения (РЛИз).

Изобретение относится к авиационной и ракетной технике. Способ управления авиационным воздушно-реактивным двигателем (ВРД) летательного аппарата (ЛА) включает измерение давления и температуры воздуха на входе в ВРД, преобразование информации с датчиков давлений и температуры и передачу преобразованной информации по каналу (4) обмена информацией к вычислителю (8), обработку полученной информации в вычислителе (8) по заранее установленным алгоритмам поддержания скорости летательного аппарата на различных высотах движения аппарата, выдачу управляющих сигналов на агрегаты ВРД.

Изобретение относится к области радионавигации. Технический результат заключается в расширении арсенала средств для формирования сигналов спутниковой навигационной системы. Указанный сигнал спутниковой навигационной системы формируют в квадратурном модуляторе из синфазной и квадратурной составляющих сигнала. Синфазную и квадратурную составляющие формируют по управляющим сигналам от микроконтроллера мультиплексного канала обмена и микроконтроллера управления и обработки информации в программируемой логической интегральной схеме путем цифрового синтеза частоты из сигналов стандартной и высокой точности с частотным и кодовым разделением.1 ил.

Наверх