Разработка и исследование алгоритмов поиска перспективных навигационных радиосигналов СРНС ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.14, кандидат наук Липа Иван Владимирович

• Липа Иван Владимирович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Липа Иван Владимирович

Список сокращений

Введение

Глава 1 Обзор перспективных радиосигналов СРНС, существующих методов поиска и разработка новых методов поиска сигналов с модуляцией на поднесущих частотах

1.1 Описание структуры сигналов

1.2 Обзор существующих методов поиска сигналов с модуляцией ВОС

1.3 Совместный поиск нескольких сигналов

1.4 Синтез алгоритма совместного поиска сигналов открытого доступа ГЛОНАСС L1OC с компонентами различной структуры

1.5 Синтез алгоритма совместного поиска сигналов ГЛОНАСС L1OC и L1SC с различным темпом и видом модуляции

1.6 Влияние зоны поиска на вероятностные характеристики

1.7 Анализ аппаратурной сложности

1.8 Сравнение алгоритмов

1.9 Выводы

Глава 2 Имитационное моделирование методов поиска сигналов с модуляцией на поднесущих частотах и сигналов с многокомпонентной структурой

2.1 Структура имитационной модели

2.2 Анализ статистических характеристик алгоритмов поиска

2.3 Моделирование рассмотренных алгоритмов поиска

2.4 Моделирование алгоритма совместного поиска сигналов открытого доступа L1OC с компонентами различной структуры

2.5 Моделирование алгоритма совместного поиска сигналов ГЛОНАСС

L1OC и L1SC с различным темпом и видом модуляции

2.6 Помехоустойчивость алгоритмов поиска

2.7 Выводы

Глава 3 Разработка аппаратной реализации универсального блока быстрого поиска перспективных сигналов ГЛОНАСС

3.1 Общая структура блока поиска

3.2 Поиск непериодичных сигналов

3.3 Оценка квантования

3.4 Реализация блока поиска на ПЛИС

3.5 Выводы

Глава 4 Результаты экспериментального исследования

4.1 Аппаратная реализация

4.2 Экспериментальная установка

4.3 Вероятностные характеристики блока поиска

4.4 Влияние зоны неопределенности на статистические характеристики поиска

4.5 Выводы

Заключение

Список литературы

Приложение 1 Программный код модели алгоритмов поиска

Приложение 2 Иллюстрации

Приложение 3 Программный код блока управления

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АКФ - автокорреляционная функция; ВКФ - взаимно-корреляционная функция; НАЛ - навигационная аппаратура потребителей; АПВ - апостериорная плотность вероятности; АЦП - аналого-цифровой преобразователь; БГШ - белый гауссовский шум;

ГЛОНАСС - Глобальная навигационная спутниковая система, РФ;

ГНСС - глобальная навигационная спутниковая система;

ИКД - интерфейсный контрольный документ;

МДП - метод дополнительной переменной;

МПФП - метод поиска по фазе поднесущей;

НИР - научно-исследовательская работа;

НКФ - нормированная корреляционная функция;

НС - навигационный спутник;

ПСП - псевдослучайная последовательность;

ПЧ - промежуточная частота;

СРНС - спутниковая радионавигационная система;

ПКА - подсистема космических аппаратов;

ПКУ - подсистема наземного контроля и управления;

ФМ2 - двоичная фазовая манипуляция;

БПФ - быстрое преобразование Фурье;

SSB - (англ. single side band) - однополосная модуляция;

BPSK - (англ. Binary Phase-Shift Keying) - бинарная фазовая модуляция;

BOC - (англ. binary offset carrier) - бинарная модуляция на поднесущих;

Galileo - (англ. Galileo positioning system) - глобальная система

позиционирования, ЕС; GPS (NAVSTAR GPS) - (англ. Global Positioning System) - глобальная система позиционирования, США;

HDL (англ. hardware description language) - язык описания аппаратуры;

SPI (англ. Serial Peripheral Interface) - последовательный периферийный интерфейс;

ARM - (англ. Advanced RISC Machine) - усовершенствованная RISC-машина;

RISC - (англ. Reduced Instruction Set Computer) - компьютер с сокращённым набором команд;

BRAM - (англ. Block RAM) - память блокового типа;

RAM - (англ. Random Access Memory) - запоминающее устройство с произвольным доступом;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование алгоритмов поиска перспективных навигационных радиосигналов СРНС ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах»

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день системы спутниковой радионавигации прочно заняли место во многих областях человеческой деятельности. К этим областям относятся бытовая сфера в повседневной жизни, сельское хозяйство, авиация, морская навигация, военная сфера и другие.

На заре развития спутниковых радионавигационных систем (СРНС) точность определения координат потребителя составляла сотни метров и использовалась для определения местоположения подводных лодок в мировом океане. Для подобной задачи точность в 100м является достаточной, но для таких задач, как посадка самолета, прокладка маршрута автомобиля или ведение крылатой ракеты требуется большая точность. Совершенствование СРНС в период 70-х - 90-х годов позволило достичь точностей порядка 5-10м в условиях «чистого неба» и порядка 30-50м в условиях плотной городской застройки.

Увеличение точности СРНС открывает новые сферы ее использования. До сих пор нерешенной задачей является создание автомобильной навигации с учетом дорожных полос. Разрабатываются системы беспилотной посадки самолетов по измерениям спутниковой навигационной аппаратуры. Новые сферы требуют получения метровых и субметровых точностей, причем особые требования накладываются на возможность работы в условиях многолучевости.

В период 90-х - 2000-х годов стало ясно, что система ГЛОНАСС требует модернизации и одно из приоритетных направлений - это ввод новых сигналов. Опыт использования зарубежной навигационной системы GPS показал преимущество за сигналами с кодовым разделением над сигналами с частотным разделением. Также многочисленные исследования показали эффективность применения модуляции на поднесущей к традиционным сигналам с двоичной фазовой модуляцией.

В интересах модернизации СРНС ГЛОНАСС в 2012 г. в Российской Федерации принята федеральная целевая программа «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012 — 2020 годы», в соответствии с

которой с перспективных космических аппаратов будут излучаться новые радиосигналы с кодовым разделением.

В частотных диапазонах L1 планируется излучение новых радиосигналов открытого доступа (ОД) с кодовым разделением L1OC на несущей частоте 1600,995 МГц и L2OC на несущей частоте 1248,06 МГц [36, 98]. Отличительной особенностью данных радиосигналов является то, что они являются двухкомпонентными и включают пилотную L1OCp (L2OCp) и информационную L1OCd (L2OCd) компоненты, объединение которых в единый сигнал осуществляется путем побитного временного мультиплексирования [36, 98]. Информационная компонента данного радиосигнала имеет стандартную бинарную фазовую модуляцию BPSK(1), а пилотная — модуляцию на поднесущих частотах (Binary Offset Carrier (ВОС)) BOC(1,1). Сигналы санкционированного доступа также являются двухкомпонентными с модуляцией на поднесущих частотах BOC(5,2.5).

Новые сигналы потенциально улучшат потребительские качества аппаратуры потребителей системы ГЛОНАСС, однако потребуют новых подходов к их обработке. Одна из важных и сложных задач в аппаратуре спутниковой навигации - это поиск навигационных сигналов. На тему поиска сигналов с модуляцией на поднесущих проведено и опубликовано большое количество работ [57-66, 68, 69]. В них обозначены общие принципы обработки и предложены эффективные алгоритмы поиска сигналов BOC(m,n), однако данные работы не рассматривают вопросы обработки комбинированных сигналов BOC+BPSK, BOC(m,n)+BOC(k,l) и других. Подобные вопросы актуальны для новых сигналов ГЛОНАСС.

В данной работе предлагается алгоритм для совместной обработки пилотной и информационной компонент сигнала ГЛОНАСС L1OC с модуляциями BOC(1,1) и BPSK(1), а также для совместной обработки сигналов ГЛОНАСС L1OC и L1SC по пилотным и информационным компонентам с

модуляциями BOC(1,1), BPSK(1), BOC(5,2.5). Рассмотрены вопросы аппаратурной реализации предложенного алгоритма.

Созданный алгоритма поиска перспективных сигналов ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах позволит использовать данные сигналы в НАЛ, что, в соответствии с федеральной целевой программой «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012 — 2020 годы», потенциально улучшит потребительские качества НАЛ, поэтому тема диссертационного исследования является перспективной и актуальной.

Целью диссертационной работы является разработка алгоритмов поиска перспективных навигационных радиосигналов СРНС ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах, обеспечивающих повышение эффективности работы навигационной аппаратуры потребителей.

Для достижения поставленной цели в диссертационном исследовании решаются следующие задачи:

1. Анализ существующих методов поиска сигналов с BOC модуляцией

2. Синтез алгоритмов совместного поиска сигнала L1OC по двум компонентам

3. Синтез алгоритмов совместного поиска сигналов L1OC и L1SC, имеющих различную структуру

4. Разработка имитационных моделей синтезированных алгоритмов и исследование их характеристик

5. Реализация синтезированных алгоритмов в аппаратуре потребителя Методы исследования. При решении поставленных задач использованы

методы теории вероятности и математической статистики, статистической теории радиотехнических систем, вычислительной математики, программирования и написания кода на языках описания аппаратуры.

В качестве показателей эффективности разработанных алгоритмов при проведении исследований рассматривается чувствительность обнаружения при ограниченных аппаратурных ресурсах.

Методом имитационного моделирования в среде MatLab проведен сравнительный анализ алгоритмов поиска перспективных сигналов ГЛОНАСС с кодовым разделением и модуляцией на поднесущих частотах и анализ влияния особенностей аппаратурной реализации.

Научная новизна результатов диссертационной работы состоит в следующем:

1. Методами статистической радиотехники синтезирован алгоритм совместного поиска двухкомпонентного сигнала ГЛОНАСС L1OC с разной структурой компонент.

2. Методами статистической радиотехники синтезирован алгоритм совместного поиска навигационных сигналов ГЛОНАСС L1SC и L1OC разной структуры, имеющих разный тип модуляции.

3. Получены статистические характеристики синтезированных алгоритмов поиска сигналов.

4. Проведен сравнительный анализ характеристик различных алгоритмов поиска перспективных сигналов ГЛОНАСС и приведены результаты сравнительного анализа.

Практическая ценность работы:

1. Реализация разработанных алгоритмов поиска перспективных сигналов ГЛОНАСС с кодовым разделением и модуляцией позволит улучшить характеристики чувствительности и помехоустойчивости навигационной аппаратуры.

2. Создана аппаратная реализация блока быстрого поиска для одного из предложенных алгоритмов, экспериментальные исследования которого подтвердили улучшение характеристик чувствительности и помехоустойчивости навигационной аппаратуры.

3. Сформулированные рекомендации по разрядности блока свертки входной реализации с опорным сигналом, обеспечивают сокращение

вычислительных затрат при реализации данного блока без ухудшения базовых характеристик поиска сигналов. Реализация и внедрение результатов исследования. Результаты исследований реализованы в следующих НИОКР:

1. Отчеты по НИР «Свёртка». Исполнитель - «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - Министерство обороны Российской Федерации, 2013 г., 2014 г., 2015 г. [1]

2. Материалы в технический проект по ОКР «Орт». Исполнитель «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - АО «Научно производственное предприятие «Радиосвязь»., 2014 г., 2015 г. [2]

3. Материалы в технический проект по ОКР «Фарватер». Исполнитель «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - ОАО «Объединенная ракетно-космическая корпорация»., 2014 г., 2015 г. [3]

4. Материалы в технический проект по ОКР «Сантиметр». Исполнитель «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - АО «Научно-производственная корпорация «Системы прецизионного приборостроения»., 2012 г., 2013 г. [4]

5. Материалы в технический проект по ОКР «Сантиметр-2». Исполнитель «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - АО «Научно-производственная корпорация «Системы прецизионного приборостроения»., 2014 г., 2015 г. [5]

6. Отчет по НИР «Сигнал-СП». Исполнитель - «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - Министерство обороны Российской Федерации, 2011 г. [6]

7. Отчет по НИР «Вальсет». Исполнитель - «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - Министерство обороны Российской Федерации, 2011 г. [7]

Разработанные в диссертации алгоритмы поиска перспективных навигационных радиосигналов СРНС ГЛОНАСС с кодовым разделением и модуляцией на поднесущих частотах в навигационной аппаратуре потребителей внедрены в ОКР «Фарватер» (ОАО «Объединенная ракетно-космическая корпорация») и в учебный процесс «Национального исследовательского университета «МЭИ». Акты экспертизы прилагаются.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. на 17-й международной НТК студентов и аспирантов «Радиотехника, электроника и энергетика» (Москва, 2011 г)

2. на 18-й международной НТК студентов и аспирантов «Радиотехника, электроника и энергетика» (Москва, 2012г)

3. на 19-й международной НТК студентов и аспирантов «Радиотехника, электроника и энергетика» (Москва, 2013 г)

4. на 20-й международной НТК студентов и аспирантов «Радиотехника, электроника и энергетика» (Москва, 2014г)

5. на 21-й международной НТК студентов и аспирантов «Радиотехника, электроника и энергетика» (Москва, 2015г)

6. на 25-й международной конференции ION GNSS-2012 (США, Нэшвилл, 2012г)

7. на 10-й всероссийской НК «Радионавигационные технологии» (Небуг, 2012г)

8. на 13-й всероссийской НК «Радионавигационные технологии» (Небуг, 2015г)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в числе которых 6 статей в научно-технических журналах, входящих в список изданий, рекомендуемых ВАК для публикации результатов диссертационных работ на соискание ученой степени кандидата наук.

Положения, выносимые на защиту:

1. Применение синтезированного алгоритма совместного поиска двух компонент сигнала L1OC, имеющих различную структуру, позволяет получить выигрыш 1.2 дБ по чувствительности поиска по сравнению с поиском только пилот-сигнала L1OCp.

2. Применение синтезированного алгоритма совместного поиска двух сигналов открытого доступа L1OC и санкционированного доступа L1SC, имеющих различную структуру и темп модуляции, позволяет получить выигрыш по чувствительности 1.6 дБ по сравнению с поиском только сигнала L1SC.

3. Предложенная структура блока поиска на основе блока памяти предварительно накопленных отсчётов позволяет реализовывать синтезированные алгоритмы путём последовательной обработки каждой сигнальной компоненты.

4. Результаты моделирования и экспериментальной проверки синтезированных алгоритмов подтверждают реализуемость предложенных алгоритмов в аппаратуре спутниковой.

Личный вклад автора:

1. Проведён обзор и сравнительный анализ известных методов поиска сигналов с модуляцией ВОС. Исследовано влияние метода поиска на количество ресурсов аппаратурной реализации и характеристики чувствительности.

2. Проведён синтез алгоритма совместного поиска сигналов открытого доступа ГЛОНАСС L1OC с компонентами различной структуры.

3. Проведён синтез алгоритма совместного поиска сигналов ГЛОНАСС L1OC и L1SC с различным темпом и видом модуляции

4. Разработана имитационная модель на ЭВМ, позволяющая проводить статистическое моделирование разработанных и известных ранее алгоритмов поиска.

5. Проведён анализ характеристик чувствительности и помехоустойчивости синтезированных алгоритмов.

6. Разработана структура аппаратной реализации блока поиска; написано специальное программно-математическое обеспечение для ПЛИС, реализующее разработанные алгоритмы

Структура и объем работы. По своей структуре работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 169 страницах машинописного текста (включая 24 страницы приложений), содержит 74 рисунка (включая 5 в приложениях), 1 таблицу и список литературы из 100 наименований. Основное содержание работы

Во введении поясняются причины перехода на новые сигналы в системе ГЛОНАСС. Обосновывается актуальность диссертационного исследования.

В первой главе приводится описание сигналов с BPSK модуляцией, сигналов с BOC модуляцией и структура перспективных сигналов ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах и временным мультиплексированием. Формулируется задача поиска навигационного сигнала. Проведен обзор существующих методов поиска сигналов с модуляцией BOC. Проведен синтез алгоритмов совместного поиска для сигналов ГЛОНАСС L1OC и L1SC с различной структурой и с различным темпом модуляции. Проведен анализ влияния зоны поиска на характеристики обнаружения. Проведен анализ аппаратурной сложности различных алгоритмов поиска BOC сигналов и ее влияния на характеристики обнаружения

Во второй главе проводится математическое моделирование рассмотренных алгоритмов. Созданы структуры имитационных моделей. Рассмотрены теоретические аспекты статистических характеристик обнаружения. Получены статистические характеристики обнаружения и помехоустойчивости. Приведено сравнение алгоритмов по полученным характеристикам.

В третьей главе описывается возможность практической реализации рассмотренных алгоритмов поиска. Предложена структура блока поиска в виде предварительного накопителя, памяти накопленных отсчетов и блока свертки с накопителями. Приведено описание всех основных узлов структуры блока поиска. Проведен анализ влияния разрядности блока свертки на количество требуемых аппаратных ресурсов для реализации блока поиска. Рассмотрена задача поиска непериодичных сигналов на предложенной структуре.

В четверной главе описана аппаратная реализация блока поиска по синтезированному алгоритму на ПЛИС Xilinx ZYNQ XC7Z045. Приведены результаты экспериментального исследования по чувствительности поиска. Получены экспериментальные результаты влияния зоны поиска по задержке на характеристики обнаружения

В заключении сформулированы основные результаты и выводы по работе В приложении приведены основные схемы и части программного кода, иллюстрации и акты о внедрении.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ПЕРСПЕКТИВНЫХ РАДИОСИГНАЛОВ СРНС, СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПОИСКА И РАЗРАБОТКА НОВЫХ МЕТОДОВ ПОИСКА СИГНАЛОВ С МОДУЛЯЦИЕЙ НА ПОДНЕСУЩИХ ЧАСТОТАХ

Материалы данного раздела опубликованы в работах [1, 6, 21, 50, 51].

1.1 Описание структуры сигналов

Сигналы БР8К

Спутниковая радионавигационная система (СРНС) ГЛОНАСС состоит из 3-х основных сегментов

1. Подсистема космических аппаратов (ПКА) - группировка космических

спутников

2. Подсистема наземного контроля и управления (ПКУ) - сеть

измерительных станций и пункта управления

3. Навигационная аппаратура потребителя (НАЛ)

Концепция работы современных спутниковых радионавигационных систем, в том числе системы ГЛОНАСС, предполагает непрерывное излучение сигналов с навигационных спутников (НС) и использование пассивных (беззапросных) измерений, и решение навигационной задачи в аппаратуре потребителей.

К решению навигационной задачи относится определение пространственных координат потребителя, составляющих вектора его скорости, а также текущего времени. Существуют различные методы определения координат потребителя, но в силу определенных причин [8] наибольшее применение нашел псевдодальномерный метод.

Данный метод предполагает измерение псевдодальностей, т.е. псевдозадержку между моментом излучения сигнала на НС и моментом приема сигнала в аппаратуре потребителя. В соответствии с теорией радиотехнических систем [34] потенциальная точность определения задержки определяется

15

эффективной шириной спектра радиосигнала, поэтому в навигационных сигналах используют специальную модуляцию, расширяющую спектр сигнала.

В качестве такой модуляции в СРНС используется двоичная фазовая манипуляция ФМ2 или BPSK (binary phase shift keying). Такая модуляция меняет фазу несущего колебания на ж, а сигнал можно представить, как

5 (t) = Acos(2n ft + b(t )ж), (1.1)

где b(t) е {0,1}

можно переписать сигнал в виде:

5(t) = A Gт (t)cos(2^- f ■ t), (1.2)

где G дк (t) е{-1;1}.

Модулирующая функция G^ (t) расширяет спектр сигнала и позволяет

точно измерять псевдодальность между потребителем и навигационными спутниками и называется дальномерным кодом. Дальномерный код может быть сформирован различными методами - с использованием сдвигового регистра или комбинации сдвиговых регистров, с помощью табличных функций, но независимо от способа формирования дальномерного кода типичный вид его автокорреляционной функции (АКФ) имеет вид, представленный на рисунке 1.1

i г~1-1-1-1-1--1-1-1-г

0.8 -

0.6 -0.4 -

0.2

2 —1_1_1_1_1_1_|_1_|_1_|_

-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500

Рисунок 1.1 - АКФ ПСП для 1023 элементов

Такой вид АКФ характерен для некоррелированного процесса, поэтому дальномерный код еще называют псевдослучайной последовательностью (ПСП). Основными параметрами модулирующей функции вДК ) являются

частота следования символов и период повторения. Частота следования символов определяет ширину спектра сигнала, а период повторения - диапазон однозначно определяемой псевдодальности. Выделяют некоторые виды последовательностей, которые обладают интересными свойствами, например АКФ М-последовательности, используемой в сигналах ГЛОНАСС имеет вид, представленный на рисунке 1.2

1 1

X: 5 У: -0.001957

--■ 1

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Рисунок 1.2 - АКФ М-последователъности

Важным свойством АКФ М-последовательности является то, что уровень боковых лепестков

р(т) = "1/Ь, (1.3)

при т ф 0, а Ь - число элементов в М-последовательности. На рисунке 1.2 изображена часть АКФ М-последовательности длиной 511 символов и уровень боковых лепестков равен р = 1/511 = 0.0019569. У других последовательностей

уровень боковых лепестков хуже, характерное значение ~ 1/ • Свойство (1.3) верно для АКФ М-последовательности. Для принимаемого сигнала это свойство проявляется только при нулевой расстройке его частоты относительно опорного сигнала. В реальных условиях работы НАЛ это свойство работать не будет [8, 14]. Кроме того, М-последовательности неприменимы в системах с кодовым разделением сигналов. Низкий уровень боковых лепестков наблюдается только у АКФ. Если рассмотреть взаимно-корреляционную функцию, то уровень

боковых лепестков будет находиться на уровне р(т) =~ 1 / л/Е

Спектральная плотность сигнала получается в результате преобразования Фурье от корреляционной функции сигнала и для кодовой последовательности ГЛОНАСС открытого доступа имеет вид (рис. 1.3):

О -1-1-1-т" I -1-1-г

■4-3-2-10 1 2 3 4

г, 1/Тдк

Рисунок 1.3 - Спектральная плотность мощности БРБК сигнала, ось частоты нормирована к величине, обратной длительности символа дальномерного кода

БРБК сигналы активно используются в существующих СРНС, но они не лишены некоторых недостатков, таких как проблемы приема при многолучевом распространении, недостаточная помехоустойчивость, недостаточная потенциальная точность и низкая эффективность использования полосы. В рамки развития системы ГЛОНАСС включено использование новых перспективных сигналов с модуляций на поднесущих частотах, которые должны уменьшить обозначенные проблемы.

Сигналы ВОС

В соответствии со статистической теорией оценивания параметров сигнала - потенциальна точность оценивания задержки сигнала определяется эффективной шириной спектра сигнала:

ar= (1.4)

1 ^

P = [- J (2*f)2

S(f)

2

4ff2, (1.5)

E

P - эффективная ширина спектра сигнала.

Из приведенных соотношений видно, что более высокая точность оценивания задержки может быть получена для сигнала, у которого максимумы спектральной плотности сосредоточены на краях занимаемого частотного диапазона. Одним из способов, позволяющих достичь этого, является модуляция на поднесущих. В англоязычной литературе данный тип модуляции называется binary offset carrier (BOC).

Сигналы BOC имеют вид:

5 (t) = AG w (t) G ub (t) cos(2^ • / • t), (1.6)

где

Gsub(t) = sign(sin(2^ fsub • t)), (1.7)

a sign(x) -знаковая функция: f-1, x < 0

sign( x) = i o. (1.8)

[+1, x > 0

Функция модуляции Gsub (t) представляет собой меандровое колебание с частотой fsub и принимающая значения {-1,1}.

Важной характеристикой сигналов BOC является отношение частоты дальномерного кода к частоте поднесущего колебания fchip / fs, однако, принято

вводить не отношение частот fchp / fs, а выражать частоту поднесущего

колебания и частоту дальномерного кода через некоторую базовую частоту fc.

В системе GPS fc = 1.023МГц

У* / fc = m

: ° (1.9)

fchip / fc = n

Тогда сигнал записывается, как BOC(m,n).

Спектральная плотность имеет вид, приведенный на рисунке 1.4

Нормированная частота

Рисунок 1.4 - Спектральная плотность мощности сигнала ВОС(5,2.5)

Появление двух разнесенных составляющих спектральной плотности увеличивает эффективную ширину спектра сигнала ВОС в сравнении с сигналом ВРБК и позволяет использовать частотное пространство для других сигналов.

Помимо спектральной плотности у ВОС сигналов в сравнении с ВРБК сигналами отличается и корреляционная функция (рис. 1.5)

Рисунок 1.5 - АКФ в области главного пика сигнала BOC(5,2.5)

В сравнении с сигналами БРБК у корреляционной функции сигналов ВОС основной максимум имеет большую крутизну наклона и имеется несколько побочных максимумов. С одной стороны эти отличия позволяют достигать большей потенциальной точности, но с другой - усложняет алгоритмы обработки сигнала.

Описание задачи поиска сигнала

Задача поиска сигнала в НАЛ - это оценка наличия сигнала в принимаемой реализации и грубое оценивание параметров сигнала для инициализации систем слежения.

На вход приемника поступает реализация вида

N

У(г) = XвА Gдк] (г - т] ^*иЬ] (г - ь) • /07 • г + • ¡ДШ] + () + п(0

7=1

(1.10)

где ]-номер сигнала соответствующего навигационного спутника, в е {0,1} - параметр наличия сигнала,

п(г) - БГШ с нулевым математическим ожиданием и двусторонней

спектральной плотностью N0/ 2

Амплитуда сигнала может меняться в больших пределах. Она определяет отношение сигнал/шум. Обычно в задании требуется обеспечить работоспособность аппаратуры при некотором минимальном отношении сигнал/шум, и систему рассчитывают на минимальный уровень сигнала. При более высоком уровне все характеристики будут выше, поэтому рассмотрим значение амплитуды, равное минимальному. Начальная фаза (р0. распределена

равномерно на интервале [-п,п].

В общем виде задержка т7 и доплеровское смещение частоты /ДОП] зависят

от времени, но на интервалах наблюдения сигнала до 100мс эти параметры можно считать постоянными.

Диапазон доплеровского смещения частоты определяется в основном тремя факторами - радиальной составляющей движения спутника относительно потребителя, радиальной составляющей движения потребителя относительно спутника, а также смещения частоты опорного генератора НАЛ, которое создает ошибку в формировании опорного сигнала и для потребителя выглядит, как доплеровское смещение частоты навигационного сигнала. Диапазон смещения частоты для обозначенных факторов и малодинамичного объекта с кварцевым генератором в качестве эталона частоты составляет +10 кГц. Распределение полагаем равномерным.

Диапазон измерения задержки сигнала определяется используемым дальномерным кодом. В случае периодического кода с периодом Ткод - задержка

может быть однозначна определена только в пределах периода кода, поэтому положим распределение задержки равномерным на интервале т е [0,ТОД ].

Из теории оптимальной обработки сигналов следует, что необходимо искать максимум функции правдоподобия, усредненную по неинформативным параметрам. Усреднение по фазе и амплитуде сигнала производится аналитически. По частоте и задержке аналитически усреднить функцию правдоподобия невозможно, поэтому выполняется прямой поиск максимума. Частота и задержка разбиваются в диапазоне возможных значений на дискретные значения и образуют поле поиска (рис. 1.6).

Рисунок 1.6 - Поле поиска

Шаг разбиения по задержке определяется корреляционными свойствами сигнала. В области главного максимума корреляционная функция имеет вид (рис. 1.7):

ТрЛГ

2

Рисунок 1.7 - АКФ в области главного пика для сигнала с модуляцией BPSK

От выбора шага зависит уровень возможных потерь в значении корреляционного интеграла. Обычно выбирают шаг величиной в половину символа ПСП. Это обусловлено разумным уровнем потерь - максимальная величина составляет

при этом шаг в половину символа ПСП удобно реализовывать в аппаратуре.

По частоте шаг определяется зависимостью регулярной составляющей на выходе коррелятора от расстройки опорного сигнала относительно принимаемого [21]:

где q - отношение сигнал-шум, Т - время когерентного накопления, Ас -расстройка по частоте, А г - расстройка по задержке.

dR = 10 • ^(0.75) = -1.25 дБ,

(1.11)

M [ 12 + Q2] = (2qT )28тс2 {АС- !^2(Аг),

(1.12)

Зависимость M

Рисунок 1.8 - Зависимость регулярной составляющей на выходе коррелятора

от расстройки по частоте

Часто шаг выбирают, как 1/ T, при этом каналы по частоте получаются взаимоортогональны и максимальный уровень потерь составляет

dR = 10 • ^(0.63) = -2 дБ

Особенности перспективных сигналов ГЛОНАСС

Перспективные сигналы системы ГЛОНАСС имеют принципиальные отличия от существующих сигналов, основные из которых заключаются в следующем:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Липа Иван Владимирович, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Отчеты по НИР «Свёртка». Исполнитель - «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - Министерство обороны Российской Федерации, 2013 г., 2014 г., 2015 г.

2. Материалы в технический проект по ОКР «Орт». Исполнитель «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - АО «Научно производственное предприятие «Радиосвязь»., 2014 г., 2015 г.

3. Материалы в технический проект по ОКР «Фарватер». Исполнитель «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - ОАО «Объединенная ракетно-космическая корпорация»., 2014 г., 2015 г.

4. Материалы в технический проект по ОКР «Сантиметр». Исполнитель «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - АО «Научно-производственная корпорация «Системы прецизионного приборостроения»., 2012 г., 2013 г.

5. Материалы в технический проект по ОКР «Сантиметр-2». Исполнитель «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - АО «Научно-производственная корпорация «Системы прецизионного приборостроения»., 2014 г., 2015 г.

6. Отчет по НИР «Сигнал-СП». Исполнитель - «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - Министерство обороны Российской Федерации, 2011 г.

7. Отчет по НИР «Вальсет». Исполнитель - «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик - Министерство обороны Российской Федерации, 2011 г.

8. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под. ред. Перова А.И., Харисова В.Н.. — изд. 4-е, перераб. и доп.. — М.: Радиотехника, 2010.—800 с.

9. ГЛОБАЛЬНАЯ СПУТНИКОВАЯ РАДИОНАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ГЛОНАСС // Под. Ред. В.Н. Харисова, А.И. Перова, В.А. Болдина. - М.: ИПРЖР, 1998. - 400 с.

Ю.Перов, А. И. Основы построения спутниковых радионавигационных систем.— М.: Радиотехника, 2012. - 240с.

11.Ярлыков М.С. Характеристики меандровых сигналов (BOC - сигналов) в спутниковых радионавигационных системах нового поколения // Радиотехника. - 2008. - №8, С. 61-75

12.Алексеев A.M., Шереметьев А.Г., Тузов Г.И., Глазов Б.И. Теория и применение псевдослучайных сигналов // Наука, 1969 - 368с.

13.Смирнов Н.И., Горгадзе С.Ф. Сравнение характеристик спектров различных типов шумоподобных сигналов // Радиотехника, 1990, №26 С. 617

14.Ипатов В. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов. Принципы и приложения: М.: Техносфера. 2007, 488с.

15.Воронин A.A. О спектрах псевдослучайных двоичных последовательностей // Электросвязь, 1965, №2

16.Ярмольников В.Н. Свойство сдвига и сложения М-последовательностей // Радиотехника, 1986, №6

17.Бессарабова A.A., Клыков М.В. О свойстве сдвига и сложения М-последовательностей // Радиотехника, 1984, №6

18.Нуссбаумер Г. Быстрое преобразование Фурье и алгоритмы вычисления сверток // Радио и связь, 1985, 248с.

19.Лукашенко Ю.И. Эффективные алгоритмы и методы цифровой обработки сигналов. Основы теории быстрого преобразования Фурье и его применения : учебное пособие по курсам "Радиолокационные системы", "Радионавигационные системы", "Локационные методы исследования объектов и сред" по направлению "Радиотехника" / Ю. И. Лукашенко, С.

В. Хабаров ; Ред. А. И. Баскаков ; Моск. энерг. ин-т (МЭИ ТУ) . - М. : Изд. дом МЭИ, 2009 . - 56 с. - ISBN 978-5-383-00369-5

20.Матюшин О.Т. Архитектура и функционирование ПЛИС : Учебное пособие по курсам "Цифровые устройства и микропроцессоры", "Методы и устройства цифровой обработки сигналов", по направлению "Радиотехника" / О. Т. Матюшин ; Ред. А. И. Баскаков ; Моск. энерг. ин-т (МЭИ ТУ) . - М. : Изд-во МЭИ, 2003 . - 32 с. - ISBN 5-7046-0901-5

21.Липа И.В. Разработка модуля поиска навигационного сигнала // Диссертация на соискание степени бакалавра - НИУ МЭИ, 2010, 41с.

22.Липа И.В. Исследование двухэтапного алгоритма поиска навигационного сигнала // Диссертация на соискание степени магистра - НИУ МЭИ, 2012

23.Болденков E.H. Разработка и исследование оптимальных алгоритмов обработки сигналов в аппаратуре спутниковой навигации // Диссертация на соискание степени кандидата технических наук - НИУ МЭИ, 2007, 215с.

24.Болденков E.H., Перов А.И. «Синтез алгоритма оценки задержки сигнала и доплеровского сдвига частоты в системе межспутниковых измерений» // Сборник тезисов докладов на одиннадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиотехника, электроника и энергетика", 2005 г., стр. 120-121

25.Болденков E.H., Перов А.И. «Оптимизация алгоритмов оценки параметров сигналов бортовой системы межспутниковых измерений в условиях ограниченного времени наблюдения» // Сборник докладов на 7-ой всероссийской научно-технической конференции молодых учёных и студентов "Современные проблемы радиоэлектроники". — Т. 1. — Красноярск.: Издательство КРГТУ, 2005 г. — С. 86-88

26.Болденков E.H., Перов А.И. Сравнительный анализ перспективных сигналов спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС // Тезисы

докладов на международной научно-технической конференции к 100-летию со дня рождения В. А. Котельникова, 2008 г., стр. 120-122.

27.Болденков E.H. Метод быстрого поиска радионавигационных сигналов на основе кодов Касами // Тезисы докладов на международной научно-технической конференции к 100-летию со дня рождения В. А. Котельникова, 2008 г., стр. 98-99.

28.Болденков E.H., Перов А.И. «Сравнительный анализ характеристик приёма сигналов спутниковых радионавигационных систем с модуляцией BPSK(m) и BOC(m, n)» // Журнал «Радиотехника», Москва, издательство «Радиотехника», №7 2008 г, стр. 26-32.

29.Болденков E.H. «Сравнительный анализ алгоритмов обнаружения радионавигационных сигналов с модуляцией вида BOC(m, n)» // Журнал «Радиотехника», Москва, издательство «Радиотехника», №7 2008 г, стр. 33-37.

30.Болденков E.H. «Алгоритм поиска сигнала путём непосредственной оценки состояния сдвигового регистра» // Журнал «Радиотехника», Москва, издательство «Радиотехника», №7 2010 г, стр. 100-105.

31.Днепров В.В. Обнаружение навигационного радиосигнала с модуляцией данными // Диссертация на соискание степени бакалавра - НИУ МЭИ, 2012, 41с.

32. Днепров Д.В. Исследование влияния шумов опорного генератора на прием навигационного радиосигнала// Диссертация на соискание степени бакалавра - НИУ МЭИ, 2012

33.Радиоэлектронные системы. Основы построения и теория. Справочник/ Под ред. Я.Д. Ширмана. - М.: Москва, ЗАО «МАКВИС», 1998, 828с.

34.Перов А. И. Статистическая теория радиотехнических систем. —М.: Радиотехника, 2003.—400 с.

35.Тихонов В. И., Харисов В. Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем.—М.:Радио и связь, 2004.—608 с.

36.КА Глонасс-К2. Структура излучаемых навигационных радиосигналов с кодовым разделением частотных диапазонов L1, L2, L3. 25.04.2012.

37. Интерфейсный контрольный документ ГЛОНАСС // (www.aggf. ru/gnss/glon/ikd51 ru.pdf), 74c.

38.Интерфейсный контрольный документ Galileo OS SIS ICD (http://ec.europa.eu/enterprise/policies/satnav/galileo/files/galileo-os-sis-icd-issue 1 -revision 1_en.pdf),

39.Перов А.И., Захарова Е.В., Шатилов А.Ю. Анализ точности оценки задержки навигационного сигнала с модуляцией ВОС(1,1) для различных типов дискриминаторов задержки // Радиотехника. — М.: Радиотехника, 2011. —№ 6.—С. 25-30.

40.Ярлыков М. С. Характеристики меандровых сигналов (ВОС-сигналов) в спутниковых радионавигационных системах нового поколения //Радиотехника. — 2008. — № 8. — С. 61-74.

41.Перов А. И. Методы и алгоритмы оптимального приема сигналов в аппаратуре потребителей спутниковых радионавигационных систем. — М.: Радиотехника, 2012.—240 с.

42.Первачев C.B. Радиоавтоматика. - М.: Радио и связь, 1982, 296с.

43.Перов А.И., Замолодчиков В.Н., Чиликин В.М. Радиоавтоматика. Учебник для вузов. - М.: Радиотехника, 2014, 320с.

44.А.А. Виноградов, А.Е. Перьков, А.О. Родченко. Алгоритмы оценивания задержки перспективных сигналов ГНСС с ВОС-модуляцией на основе метода дополнительной переменной //Радиотехника. — 2009. — № 7. — С. 99-104.

45.Захарова Е.В., Перов А.И. Исследование навигационных радиосигналов открытого и санкционированного доступа с многомодальной корреляционной функцией в спутниковой радионавигационной системе // Сборник тезисов докладов конференции РАДИОЭЛЕКТРОНИКА,

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА.— М.: Издательский дом МЭИ, 2013.—Т. 1.—С. 135.

46.Болдеиков E.H., Липа И.В., Шатилов А.Ю. Модифицированный метод некогерентного накопления при поиске сигналов с модуляцией BOC(n,m) // Радиотехника. — М.: Радиотехника, 2011. — № 7. — С. 100104.

47. Липа И.В., Болденков E.H. Анализ эффективности двухэтапной процедуры поиска навигационного радиосигнала // Радиотехника. — М.: Радиотехника, 2012. — № б. — С. 148-154.

48.Болденков E.H., Липа И.В. Алгоритм поиска двухкомпонентных сигналов ГЛОНАСС с кодовым разделением // Радиотехника. — 2013. — № 7. — С. 97-101.

49.Шатилов А.Ю., Болденков E.H., Липа И.В. Экспериментальные исследования ограничений времени накопления пилотной компоненты навигационных сигналов, обусловленных нестабильностью частоты опорного генератора // Радиотехника. — М.: Радиотехника, 2013. — № 7. — С. 116-121.

50.Липа И.В., Болденков E.H. Анализ влияния априорной неопределённости частоты и задержки на характеристики поиска // Радиотехника. — М.: Радиотехника, 2014. — № 9. — С. 125-128.

51.Болденков E.H., Липа И.В., Днепров Д.В. Экспериментальное исследование характеристик поиска навигационных радиосигналов с модуляцией BOC // Радиотехника. — М.: Радиотехника, 2015. — № 12. — С. 123-128.

52.Липа И.В., Болденков E.H. Сравнение методов поиска перспективных сигналов ГЛОНАСС с модуляцией BOC // Сборник тезисов докладов конференции РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА. — М.: Издательский дом МЭИ, 2011. — Т. 1. — С. 143144.

53.Липа И.В., Болденков Е.Н. Исследование двухэтапного метода поиска навигационных сигналов // Сборник тезисов докладов конференции РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА. — М.: Издательский дом МЭИ, 2012. — Т. 1. — С. 138.

54.Липа И.В., Болденков Е.Н. Быстрый поиск навигационных сигналов на ПЛИС // Сборник тезисов докладов конференции РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА. — М.: Издательский дом МЭИ, 2014. — Т. 1. — С. 137.

55.Липа И.В., Болденков Е.Н. Поиск непериодичных сигналов СРНС // Сборник тезисов докладов конференции РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА. — М.: Издательский дом МЭИ, 2015. — Т. 1. — С. 105.

56.Днепров Д.В. Программа удаленного управления генераторами сигналов «QuickGen».—РОСПАТЕНТ. Свидетельство № 2016611413 от 02.02.2016.

57.A. Konovaltsev, H. Denks, A. Hornbostel, M. Soellner, M. Witzke. General Framework for Acquisition Performance Analysis with Application to GALILEO Signals/ ION GNSS 19th International Technical Meeting of the Satellite Division, 26-29 September 2006, Fort Worth, TX, 1276 - 1287p.

58.T.-L. Kao, Y.-H. Chen, J.-C. Juang. A DSP/FPGA Design for the Acquisition and Tracking of GIOVE-A Signals/ ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX, 2250 - 2255p.

59.V. Heiries J.-A. Avila-Rodriguez, M. Irsigler, G. W. Hein, E. Rebeyrol, D. Roviras. Acquisition Performance Analysis of Composite Signals for the L1 OS Optimized Signal/ ION GNSS 18th International Technical Meeting of the Satellite Division, 13-16 September 2005, Long Beach, CA, 877 - 889p.

60.V. Heiries, D. Roviras, T. Lionel Ries, V. Calmettes. Analysis of Non Ambiguous BOC Signal Acquisition Performance/ ION GNSS 17th

International Technical Meeting of the Satellite Division, 21-24 Sept. 2004, Long Beach, CA, 2611 - 2622p.

61.L. Yang, C. Jiapin, L. Zhenbo, C. Nongji. A Second Order BPSK-like (SOB) Method for the Acquisition of BOC(1,1)/ ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX, 1073 - 1078p.

62.S. Chen, K.-H. Thiel, A. Kleusberg. Implementation and Analysis of Acquisition and Tracking Algorithms for BOC Signals/ ION GNSS 19th International Technical Meeting of the Satellite Division, 26-29 September 2006, Fort Worth, TX, 1821 - 1829p.

63.Nicolas MARTIN, Valéry LEBLOND, Gilles GUILLOTEL, Vincent HEIRIES BOC(x,y) signal acquisition techniques and performances / ION GPS/GNSS 2003, 9-12 September 2003, Portland, OR, 188 - 198p.

64.Yao-Cheng Lin, Chih-Cheng Sun An Innovative Acquisition Method for the GPS and Galileo Combined Signal / ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28, September 2007, Fort Worth, TX, 203 - 210p.

65.Hyoungmin So Hybrid GNSS Receiver for Super Fast Acquisition Time, Five Times Faster than Conventional GNSS Receiver / ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX, 1501 - 1507p.

66.Ayse Sicramaz Ayaz Analysis of Differential Acquisition Methods by Using Monte-Carlo Simulations / ION GNSS 18th International Technical Meeting of the Satellite Division, 13-16 September 2005, Long Beach, CA, 1922 - 1930p.

67.John A. Cooper, Gary J. Brodin, Enrique Aguado A High-End Integrity Receiver for the Combined GPS & Galileo Systems:Digital Signal Processing / ION GPS/GNSS 2003, 9-12 September 2003, Portland, OR, 1973 - 1982p.

68.C. Botteron, G. W'alchli, G. Zamuner, M. Frei, D. Manetti, F. Chastellain, P.A. Farine A flexible Galileo E1 Receiver Platform for the Validation of Low

Power and Rapid Acquisition Schemes / ION GNSS 19th International Technical Meeting of the Satellite Division, 26-29 September 2006, Fort Worth, TX, 2383 - 2395p..

69.Giovanni E. Corazza, Claudio Palestini, Raffaella Pedone, Marco Villanti Galileo Primary Code Acquisition Based on Multi-hypothesis Secondary Code Ambiguity Elimination / ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX, 2459 - 2465p.

70.Keith D. McDonald. A Future GNSS Concern on the Modernization of GPS and the Evolution of Galileo/ ION GPS 2001, 11-14 September 2001, Salt Lake City, UT, 2804 - 2827p..

71.T. Pany, S. W. Moon, M. Irsigler, B. Eissfeller, K. Fürlinger. Performance Assessment of an Under Sampling SWC Receiver for Simulated High-Bandwidth GPS/Galileo Signals and Real Signals/ ION GPS/GNSS 2003, 9-12 September 2003, Portland, OR, 103 - 116p.

72.B. Eissfeller, C. Tiberius, T. Pany, R. Biberger, T. Schueler, G. Heinrichs. RealTime Kinematic in the Light of GPS Modernization and Galileo/ ION GPS 2001, 11-14 September 2001, Salt Lake City, UT, 650 - 682p.

73.S. Berberich, P. A. Krauss, A. Botchkovski. Development of a Flexible Receiver for Galileo Navigation Signal Verification/ ION GPS 2001, 11-14 September 2001, Salt Lake City, UT, 758 - 767p.

74.A. Constantinescu, R.Jr. Landry, I. Ilie. Hybrid GPS/Galileo/GLONASS IF Software Signal Generator/ ION GNSS 18th International Technical Meeting of the Satellite Division, 13-16 September 2005, Long Beach, CA, 1233 - 1244p.

75.G. Heinrichs, E. Wittmann, R. Kronberger, C. Drewes, T. Ostermann, A. Springer, L. Maurer. Hybrid Galileo/W-CDMA Receiver Prototype for MassMarket Applications/ ION GNSS 17 th International Technical Meeting of the Satellite Division, 21-24 Sept. 2004, Long Beach, CA, 2228 - 2238p.

76.B. Amin. Jitter Analysis of QPSK and BOC(n,n) GNSS Signals/ ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX, 1543 - 1548p.

77.B. Eissfeller, G.W. hein, J. Winkel, Ph. Hart. Requirements on the Galileo Signal Structure/ ION GPS 2000, 19-22 September 2000, Salt Lake City, UT, 1772 -1781p.

78.P. A. Dafesh, L. Cooper, M. Partridge. Compatibility of the Interplex Modulation Method with C/A and P(Y) code Signals/ ION GPS 2000, 19-22 September 2000, Salt Lake City, UT, 2122 - 2129p.

79.J.-L. Issler, L. Ries, L. Lestarquit, O. Nouvel, Q. Jeandel. Spectral Measurements of GNSS Satellite Signals Need for Wide Transmitted Bands/ ION GPS/GNSS 2003, 9-12 September 2003, Portland, OR, 445 - 460p.

80.P. Blunt, T. Ebinuma, S. Hodgart, M. Unwin. A Demonstration of Galileo Transmitter / Receiver Architecture for Space Applications/ ION GNSS 18th International Technical Meeting of the Satellite Division, 13-16 September 2005, Long Beach, CA, 1914 - 1921p.

81.M. Paonni, J.-A. Avila-Rodriguez, T. Pany, G. W. Hein, B. Eissfeller. Looking for an Optimum S-Curve Shaping of the Different MBOC Implementations/ ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 2528 September 2007, Fort Worth, TX, 269 - 281p.

82.W. De Wilde, J.-M. Sleewaegen, K. Van Wassenhove, F. Wilms. A First-of-a-Kind Galileo Receiver Breadboard to Demonstrate Galileo Tracking Algorithms and Performances/ ION GNSS 17th International Technical Meeting of the Satellite Division, 21-24 Sept. 2004, Long Beach, CA, 2645 - 2654p.

83.F. M. G. Sousa, F. d. Nunes. New Expressions for the Autocorrelation Function of BOC GNSS Signals/ NAVIGATION: Journal of The Institute of Navigation. Vol. 60, No. 1, Spring 2013. Printed in the U.S.A., 1 - 9p.

84.F.D. Nunes, F.M.G. Sousa, J. M. N. Leifao. Nonlinear Least-Squares Algorithm for Close-in Multipath Mitigation in GNSS Receivers/ ION GNSS 20th

International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September

2007, Fort Worth, TX, 1683 - 1691p.

85. J. Diez, J. S. Silva, A. Fernández. Optimised Lock Detection Strategy using BOC Correlator Outputs/ ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX, 782 - 788p.

86.C. Brian C. Barker, J. R. Straton, III. GPS Military Signal Modernization: Updates to Design and Characteristics/ ION GPS 2001, 11-14 September 2001, Salt Lake City, UT, 2716 - 2721p.

87.J. Godet, J. C. de Mateo, P. Erhard. Assessing the Radio Frequency Compatibility between GPS and Galileo/ ION GPS 2002, 24-27 September 2002, Portland, OR, 1260 - 1269p.

88.R.M. Weiler, P. Blunt, P. Jales, M. Unwin, S. Hodgart "Performance of an L1/E5 GNSS Receiver using a Direct Conversion Front-end Architecture" ION GNSS 21st. International Technical Meeting of the Satellite Division, 16-19, September

2008, Savannah, GA, 1478 - 1489p.

89.Interface Control Document NAVSTAR GPS IS-GPS-200, 2013, 226p.

90.B. C. Barker, J. W. Betz and others. Overview of the GPS M Code Signal. Proceedings of the 2000 National Technical Meeting of The Institute of Navigation, January 26 - 28, 2000, 542 - 549p.

91.G. W. Hein, J. Godet, J.-L. Issler, J.-C. Martin, P. Erhard, R. Lucas-Rodriguez, T. Prattan. Status of Galileo Frequency and Signal Design/ ION GPS 2002, 2427 September 2002, Portland, OR, 266 - 277p.

92.D. Dötterböck, C. Stöber, F. Kneissl, B. Eissfeller. Tracking AltBOC with the ipexSR Software Receiver/ ION GNSS 23rd International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Portland, OR, September 21-24, 2010, 1896 - 1904p.

93.N. Gerein, M. Olynik, M. Clayton. Galileo BOC(1,1) Prototype Receiver Development/ ION GNSS 17th International Technical Meeting of the Satellite Division, 21-24 Sept. 2004, Long Beach, CA, 2604 - 2610p.

94.M.Soellner, C.Briechle, G.Hechenblaikner, M.Kaindl, R.Kohl, W.Lindemer, M.Middendorf, C.Zecha. The BayNavTech™ Signal Experimentation Facility (BaySEF™) is Ready for Assessing GNSS Signal Performance/ ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX, 1065 - 1072p.

95.O. Otaegui, N. Lucas, G. Rohmer. A Hybrid Architecture for High Sensitivity Standalone and Assisted Galileo/GPS Receivers/ ION GNSS 19th International Technical Meeting of the Satellite Division, 26-29 September 2006, Fort Worth, TX, 2361 - 2369p.

96.J. Wu. Applying "BOC-Gated-PRN" to Multiplexed Binary Offset Carrier (MBOC) Signals/ ION GNSS 22nd International Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Savannah, GA, September 22-25, 2009, 3209 - 3218p.

97.Jovancevic A., Ganguly S., Sirpatil B., Kirchner M., Zigic S. Real-Time Software Based Block Processing M-code Receiver// ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28, September 2007, 142 - 151p.

98.GLONASS Status and Modernization. Ekaterina Oleynik, Sergey Revnivykh, 51th CGSIG Meeting, September 2011

99.Frank van Diggelen, A-GPS: Assisted GPS, GNSS, and SBAS, 1st edition // Artech House, 2009, 350p.

100.James Bao-Yen Tsui, Fundamentals of Global Positioning System Receivers: A Software Approach, 2nd Edition // Wiley, 2005, 352p.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПРОГРАММНЫЙ КОД МОДЕЛИ АЛГОРИТМОВ ПОИСКА

%main

clc clear

close all hidden

global PSP_oc PSP_oc_p_bpsk PSP_oc_p PSP_oc_d PSP_oc_pd psp_L1OCp_ref

psp LlOCd ref

global PSP_sc PSP_sc_p_bpsk PSP_sc_d_bpsk PSP_sc_p PSP_sc_d PSP_sc_pd psp LlSCp ref psp LlSCd ref

Fd = 40e6; Td = 1/Fd; NN = 8;

T = 8e-3;%BpeMfl когерентного накопления в сек

Nd = fix(T/Td);

fi = 9e6;

type pd = 'p+d';

type os = 'o+s';

N_exp = 1000;

N Pf exp = 5;%число экспериментов Pf на один эксперимент Pd q"= 24:1:34; Nq = length(q);

R0 oc exp = R0 oc p exp R0_oc_d_exp Rq oc exp = Rq oc p exp Rq_oc_d_exp

zeros(1,N exp*N Pf exp); = zeros(1,N exp*N Pf exp);

>*N xp

= zeros(1,N_exp*N_Pf_

i s(N exp Nq)-

zeros(N exp,Nq); = zeros(N exp,Nq); = zeros(N exp,Nq);

R0 sc exp = R0 scp exp ROscd exp Rq sc exp = Rq scp exp Rq sc d exp

zeros(1,N exp*N Pf exp); = zeros(1,N exp*N Pf exp); = zeros(1,N exp*N Pf exp); ros(N exp,Nq);

zer

= zeros(N exp,Nq); = zeros(N exp,Nq);

R0 osc d exp = zeros(1,N exp*N Pf exp); Rq osc exp = zeros(N exp,Nq);

tic;

PSP_init(Fd,Nd,type_pd) for i exp = 1:N exp

%% набор статистики

fprintf('exp = %d/%d\n',i exp,N exp); tau = fix(rand*Nd); for iq = 1:Nq fprintf('.')

%% расчет кривых обнаружения cN = q(i_q);

R_oc_d = zeros(1,fix(Nd*Td*1.023e6*1*2));

R_oc_p = zeros(1,fix(Nd*Td*1.023e6*1*2));

R_sc_d = 0;

Rscp = 0;

R osc = 0;

for i NN = 1:NN

%% некогерентное накопление y = GloL1(Fd,Nd,cN,fi,tau,type os); if(strcmp(type os,'o+s') || strcmp(type os,'o')) %% OC

if(strcmp(type pd,'p+d') || strcmp(type pd,'d'))

Rocd = Rocd + classic poisk(y,Td,fi,1,PSP oc d);

end

if(strcmp(type pd, 'p+d') || strcmp(type pd, 'p'))

R_oc_p = R_oc_p + BPSK_like_poisk(y,Td,fi,1,1,PSP_oc_p_bpsk);

end

end

if(strcmp(type os,'o+s') || strcmp(type os,'s'))

i- i- С i"1 oo SC

if(strcmp(type pd,'p+d') || strcmp(type pd,'d'))

R sc d = R sc d +

BPSK_like_poisk(y,Td,fi,5,2.5*2,PSP_sc_d_bpsk); _ _

%R scd = Rscd + classic poisk(y,Td,fi,5,PSP sc d);

end

if(strcmp(type pd,'p+d') || strcmp(type pd,'p'))

Rsc p = R sc p +

BPSK_like_poisk(y,Td,fi,5,2.5*2,PSP_sc_p_bpsk); _ _

%R scp = Rscp + classic poisk(y,Td,fi,5,PSP sc p);

end

end

Roc = Rocd + Rocp; Rsc = Rscd + Rscp;

R osc = Rsc + ocsc interp(R oc,5)/25; %R = R_oc + R_sc;

end

Rq oc exp(i exp,i q) = max(R oc); Rq oc p exp(i exp,i q) = max(R oc p); Rq oc d exp(i exp,i q) = max(R oc d); Rq sc exp(i exp,i q) = max(R sc); Rq scp exp(i exp,i q) = max(R sc p); Rq sc d exp(i exp,i q) = max(R sc d); Rq osc exp(i exp,i q) = max(R osc);

end

fprintf('\n')

for i Pf exp = 1:N Pf exp

%% набор статистики для расчета вероятности ложной тревоги

R_oc_d = zeros(1,fix(Nd*Td*1.023e6*1*2));

R_oc_p = zeros(1,fix(Nd*Td*1.023e6*1*2));

R_sc_d = 0;

Rscp = 0;

for i_NN = 1:NN

%% расчет порогов

y = GloL1(Fd,Nd,-200,fi,tau,type_os); if(strcmp(type os,'o+s') || strcmp(type os,'o')) %% OC

if(strcmp(type pd,'p+d') || strcmp(type pd,'d'))

Rocd = Rocd + classic poisk(y,Td,fi,1,PSP oc d);

end

if(strcmp(type pd,'p+d') || strcmp(type pd,'p'))

R_oc_p = R_oc_p + BPSK_like_poisk(y,Td,fi,1,1,PSP_oc_p_bpsk);

end

end

if(strcmp(type os,'o+s') || strcmp(type os,'s'))

i- i- С i"1 oo SC

if(strcmp(type pd,'p+d') || strcmp(type pd,'d'))

R sc d = R sc d +

BPSK_like_poisk(y,Td,fi,5,2.5*2,PSP_sc_d_bpsk); _ _

%R scd = Rscd + classic poisk(y,Td,fi,5,PSP sc d);

end

if(strcmp(type pd,'p+d') || strcmp(type pd,'p'))

R sc p = R sc p +

BPSK_like_poisk(y,Td,fi,5,2.5*2,PSP_sc_p_bpsk); _ _

%R scp = Rscp + classic poisk(y,Td,fi,5,PSP sc p);

end

end

Roc = Rocd + Rocp; Rsc = Rscd + Rscp;

R osc = Rsc + ocsc interp(R oc,5)/25; %R = R_oc + R_sc;

end

R0 oc exp(i exp+i Pf exp) = max(R oc); R0 oc p exp(i exp+i Pf exp) = max(R oc p); R0 oc d exp(i exp+i Pf exp) = max(R oc d); R0 sc exp(i exp+i Pf exp) = max(R sc); R0 sc p exp(i exp+i Pf exp) = max(R sc p); R0 sc d exp(i exp+i Pf exp) = max(R sc d); R0 osc d exp(i exp+i Pf exp) = max(R osc);

end

if((mod(i exp,1)==0) || i exp==N exp) %% отрисовка кривых por oc = por iter(R0 oc exp,0.1); por ocp = por iter(R0 oc p exp,0.1); por ocd = por iter(R0 oc d exp,0.1); por sc = por iter(R0 sc exp,0.1); por scp = por iter(R0 sc p exp,0.1); por scd = por iter(R0 sc d exp,0.1); por osc d = por iter(R0 osc d exp,0.1);

Pd oc = sum(Rq oc exp>por oc)/i exp; Pdocp = sum(Rq oc p exp>por oc p)/i exp; Pdocd = sum(Rq oc d exp>por oc d)/i exp; Pd sc = sum(Rq sc exp>por sc)/i exp; Pdscp = sum(Rq sc p exp>por sc p)/i exp; Pdscd = sum(Rq sc d exp>por sc d)/i exp; Pd osc d = sum(Rq osc exp>por osc d)/i exp; if((mod(i exp,10)==0) || i exp==N exp)

if(strcmp(type os,'o+s') || strcmp(type os,'o')) plot(q,[Pd oc p;Pd oc d;Pd oc]); hold on

end

if(strcmp(type os,'o+s') || strcmp(type os,'s')) plot(q,[Pd sc p;Pd sc d;Pd sc],'--')

end

if(strcmp(type os,'o+s'))

plot(q,Pd osc d,'--,,,LineWidth',2)

end

hold off

if(strcmp(type os,'o'))

legend('OC pilot','OCdata','OC

pilot+data','Location','northwest') end

if(strcmp(type os,'s'))

legend('SC pilot','SCdata','SC

pilot+data','Location','northwest') end

if(strcmp(type os,'o+s'))

pilot' ,

legend('OC ,SCdata',,SC pilot+data', end

pilot','OCdata','OC pilot+data','SC

'OC+SC','Location','northwest')

ylim([0 1]) xlabel('q, dBHz') ylabel('Pd')

title(sprintf('T = %dMC, NN = %d, Nexp = %d',T*1e3,NN,i_exp))

grid on

drawnow

end

end

end toc;

function [R] = classic poisk(y,Td,fi,n,psp)

%n - BPSK(n)

Nd = length(y); f psp = 1.023e6*n; T psp = 1/f psp; T"= Nd*Td; _ NX = fix(T/(T_psp/2));

cr = cos(2*pi*fi*(1:Nd)*Td); sr = sin(2*pi*fi*(1:Nd)*Td);

I = y.*cr; Q = y.*sr;

I_sum = data_coll(I,NX); Q_sum = data_coll(Q,NX); psp sum = data coll(psp,NX);

R or = ifft(fft(I sum+1i*Q sum).*conj(fft(psp sum)));

R = real(R_or).A2 + imag(R_or).A2;

end

function [R] = BPSK like poisk(y,Td,fi,m,n,psp)

Nd = length(y); f psp = 1.023e6*n; T psp = 1/f psp; T"= Nd*Td; _ NX = fix(T/(T_psp/2)); fb = 1.023e6*m;

cr_up = cos(2*pi*(fi+fb)*(1:Nd)*Td);

sr_up = sin(2*pi*(fi+fb)*(1:Nd)*Td);

cr_dn = cos(2*pi*(fi-fb)*(1:Nd)*Td); sr_dn = sin(2*pi*(fi-fb)*(1:Nd)*Td);

I up = y.*cr up; Q up = y.*sr up; I dn = y.*cr dn; Q dn = y.*sr dn;

I up sum = data coll(I up,NX); Q up sum = data coll(Q up,NX); I dn sum = data coll(I dn,NX); Q dn sum = data coll(Q dn,NX); psp sum = data coll(psp,NX);

Rorup = (ifft(fft(I up sum+1i*Q up sum).*conj(fft(psp sum)))); R or dn = (ifft(fft(I dn sum+1i*Q dn sum).*conj(fft(psp sum)))); R = real(R_or_up).A2 + imag(R_or_up).A2 + real(R_or_dn).A2 + imag(R_or_dn).A2;

R = R/sqrt(2);

end

function [y] = GloL1(Fd,Nd,cN,fi,tau,type os)

%[y] = GloL1(Fd,Nd,cN,fi) %type_os 'o'/'s'/'o+s'

global PSP_oc PSP_sc

Td = 1/Fd;

q=10A(cN/10); A=sqrt((4*q*Td));

switch type os case 'o'

y = A*cos(2*pi*fi*(1:Nd)*Td + rand*2*pi).*circshift(PSP_oc,tau,2) + randn(1,Nd); case 's'

y = A*sin(2*pi*fi*(1:Nd)*Td + rand*2*pi).*circshift(PSP_sc,tau,2) + randn(1,Nd);

case 'o+s'

y = A*cos(2*pi*fi*(1:Nd)*Td + rand*2*pi).*circshift(PSP_oc,tau,2) + A*sin(2*pi*fi*(1:Nd)*Td + rand*2*pi).*circshift(PSP_sc,tau,2) + randn(1,Nd); end end

function PSP init(Fd,Nd,type pd)

%type_pd 'p'/'d'/'p+d' (pilot/data)

%функция загружает ПСП по всем компонентам и держит их в памяти

%для SC компоненты не склеиваются периоды ПСП! необходимо моделировать ПСП

%той длины, которой хватит для накопления (NN*Kg)

global PSP_oc PSP_oc_p_bpsk PSP_oc_p PSP_oc_d PSP_oc_pd psp_L1OCp_ref psp_L1OCd_ref

global PSP_sc PSP_sc_p_bpsk PSP_sc_d_bpsk PSP_sc_p PSP_sc_d PSP_sc_pd psp LISCp ref psp LISCd ref

%% read files

psp_L1OCp_ref = dlmread(,PSP\L1OCp_ref.txt')'; psp_L1OCd_ref = dlmread(,PSP\L1OCd_ref.txt')';

psp_L1OCp = dlmread(,PSP\L1OCp.txt')'; psp_L1OCd = dlmread(,PSP\L1OCd.txt')';

psp_L1SCp_ref = dlmread(,PSP\L1SCp_ref.txt')'; psp_L1SCd_ref = dlmread(,PSP\L1SCd_ref.txt')';

psp_L1SCp = dlmread(,PSP\L1SCp.txt')'; psp_L1SCd = dlmread('PSP\L1SCd.txt')';

%% common

N_L1OCp_bpsk = length(psp_L1OCp_ref); N_L1OCp = length(psp_L1OCp); N_L1OCd = length(psp_L1OCd);

T = Nd/Fd;%BpeMfl моделирования в сек

NT ocp = ceil(T/8e-3);%целое число периодов ПСП пилот компоненты (OC) по 8мс PSP_oc_full_L = N_L1OCp*NT_oc_p;%число отсчетов склеенной ПСП (OC)

T_all = NT_oc_p*8e-3;

%время моделированной ПСП, округлено вверх до периода 8мс пилот компоненты Nd all = T all*Fd;%иcпoльзyeтcя и в OC и в SC компонентах %% OC

psp_L1OCp_bpsk_L = psp_L1OCp_ref(mod((1:fix(PSP_oc_full_L/2))-

1,N L1OCp bpsk)+1);%удлиненная ПСП для всей длительности сигнала

psp_L1OCp_L = psp_L1OCp(mod((1:PSP_oc_full_L)-1,N_L1OCp)+1);

%удлиненная ПСП для всей длительности сигнала

psp_L1OCd_L = psp_L1OCd(mod((1:PSP_oc_full_L)-1,N_L1OCd)+1);

%удлиненная ПСП для всей длительности сигнала

PSP_oc_p_bpsk_all = psp_L1OCp_bpsk_L(fix(((1:Nd_all)-

1)/Nd_all*PSP_oc_full_L/2)+1);

PSP_oc_p_bpsk = PSP_oc_p_bpsk_all(1:Nd);

%ПСП пилот со всеми растягиваниями, но без BOC

PSP_oc_p_all = psp_L1OCp_L(fix(((1:Nd_all)-1)/Nd_all*PSP_oc_full_L)+1); PSP_oc_p = PSP_oc_p_all(1:Nd);

PSP_oc_d_all = psp_L1OCd_L(fix(((1:Nd_all)-1)/Nd_all*PSP_oc_full_L)+1); PSP_oc_d = PSP_oc_d_all(1:Nd); PSP_oc_pd = PSP_oc_p + PSP_oc_d;

switch type pd%CKfleMBaeM ПСП из нужных нам компонент case 'p'

PSP_oc = PSP_oc_p; case 'd'

PSP_oc = PSP_oc_d; case 'p+d'

PSP_oc = PSP_oc_pd;

end

'''' о Г*1 оо ОС

PSP_sc_p_bpsk_cut = рзр_Ь13Ср_ге£(1:(Т_а11*2.5*1.023еб));

%усекли ПСП до требуемой длины Т

PSP_sc_d_bpsk_cut = psp_L1SCd_ref(1:(T_a11*2.5*1.023eб));

%усекли ПСП до требуемой длины Т

PSP_sc_p_cut = psp_L1SCp(1:(T_a11*2.5*1.023eб*4));

%усекли ПСП до требуемой длины Т

PSP_sc_d_cut = psp_L1SCd(1:(T_a11*2.5*1.023eб*4));

%усекли ПСП до требуемой длины Т

PSP_sc_p_bpsk_all = PSP_sc_p_bpsk_cut(fix(((1:Nd_all)-

1)/Nd_all*length(PSP_sc_p_bpsk_cut))+1);

%растягивание на частоту дискретизации

PSP_sc_p_bpsk = PSP_sc_p_bpsk_all(1:Nd);

%ПСП пилот со всеми растягиваниями, но без BOC

PSP_sc_d_bpsk_all = PSP_sc_d_bpsk_cut(fix(((1:Nd_all)-

1)/Nd_all*length(PSP_sc_d_bpsk_cut))+1);

PSP sc d bpsk = PSP sc d bpsk all(1:Nd);

%ПСП дата со всеми растягиваниями, но без BOC

PSP_sc_p_all = PSP_sc_p_cut(fix(((1:Nd_all)-1)/Nd_all*length(PSP_sc_p_cut))+1);

PSP_sc_p = PSP_sc_p_all(1:Nd);

PSP_sc_d_all = PSP_sc_d_cut(fix(((1:Nd_all)-1)/Nd_all*length(PSP_sc_d_cut))+1);

PSP_sc_d = PSP_sc_d_all(1:Nd);

PSP_sc_pd = PSP_sc_p + PSP_sc_d;

switch type pd%CKfleMBaeM ПСП из нужных нам компонент case 'p'

PSP_sc case 'd'

PSP_sc case 'p+d' PSP_sc

end

end

= PSP_sc_p; = PSP_sc_d; = PSP_sc_pd;

% randPSPgen

clc clear

%дискрет равен длительности элементарного символа ВОС компоненты! % ге£ - сама ПСП с растягиванием и 0-ми, но без ВОС

%% OC

N_L1OCd = 1023; N_L1OCp = 4092;

r LlOCd = 2*(round(rand(1,N L10Cd))-0.5);

psp_L1OCd(1:4: psp_L1OCd(2:4: psp_L1OCd(3:4: psp L1OCd(4:4:

4*N_L1OCd) 4*N_L1OCd) 4*N_L1OCd) 4*N LlOCd)

0; 0;

r_L1OCd; r LlOCd;

psp_L1OCd_ref(1:2:2*N_L1OCd) = 0;

psp LlOCd ref(2:2:2*N LlOCd) = r LlOCd;

r_L1OCp = 2*(round(rand(l,N_LlOCp))-0.5); psp_LlOCp(l:4:4*N_LlOCp) = r_LlOCp; psp_LlOCp(2:4:4*N_LlOCp) = -r_LlOCp; psp_LlOCp(3:4:4*N_LlOCp) = 0;

psp_LlOCp(4:4:4*N_LlOCp) = 0; %---

psp_LlOCp_ref(l:2:2*N_LlOCp) = r_LlOCp; psp_LlOCp_ref(2:2:2*N_LlOCp) = 0;

dlmwrite('PSP\LlOCd_ref.txt',psp_LlOCd_ref,,delimiter',,\n'); dlmwrite( 'PSP\LlOCp_ref.txt' ,psp_LlOCp_ref, 'delimiter','\n');

dlmwrite('PSP\LlOCd.txt',psp_LlOCd,'delimiter','\n'); dlmwrite('PSP\LlOCp.txt',psp_LlOCp,'delimiter','\n');

on Q

%% SC

Tpsp sc = 0.l;%nepHOfl ПСП в сек

N_LlSCd = 2.5*l.023e6*Tpsp_sc; N_LlSCp = 2.5*l.023e6*Tpsp_sc;

r_L1SCd = 2*(round(rand(1,N_L1SCd))-0.5); r LISCp = 2*(round(rand(1,N L1SCp))-0.5);

psp_ psp_

PSP. PSP. psP.

psp psp psp

L1SCd(1 ~L1SCd(2 ~L1SCd(3 ~L1SCd(4 L1SCd(5 ~L1SCd(6 ~L1SCd(7 ~L1SCd(8

8*N_ 8*N_ 8*N_ 8*N_ 8*N_ 8*N_ 8*N_ 8*N

L1SCd) L1SCd) L1SCd) L1SCd) L1SCd) L1SCd) L1SCd) L1SCd)

0; 0; 0; 0;

r_L1SCd; -r_L1SCd; r_L1SCd; -r L1SCd;

psp_L1SCd_ref(1:2 : psp L1SCd ref(2:2:

2*N_L1SCd) = 0;

2*N L1SCd) = r L1SCd;

psp_L1SCp(1 psp_L1SCp(2 psp_L1SCp(3 psp_L1SCp(4 psp_L1SCp(5 psp_L1SCp(6 psp_L1SCp(7 psp L1SCp(8

8*N_ 8*N_ 8*N_ 8*N_ 8*N_ 8*N_ 8*N_ 8*N

L1SCp) L1SCp) L1SCp) L1SCp) L1SCp) L1SCp) L1SCp) L1SCp)

r_L1SCp; -r_L1SCp; r_L1SCp; -r_L1SCp; 0; 0; 0; 0;

psp_L1SCp_ref(1:2 : psp L1SCp ref(2:2:

2*N_L1SCp) = r_L1SCp; 2*N L1SCp) = 0;

dlmwrite('PSP\L1SCd_ref.txt',psp_L1SCd_ref,'delimiter','\n'); dlmwrite('PSP\L1SCp_ref.txt',psp_L1SCp_ref,'delimiter','\n');

dlmwrite('PSP\L1SCd.txt',psp_L1SCd,'delimiter','\n'); dlmwrite('PSP\L1SCp.txt',psp L1SCp,'delimiter','\n');

function [por,Pf exp] = por iter(R,Pf)

N_exp = sum(R>0);

del_P = max(1/N_exp,0.001);

%допустимая погрешность расчета вероятности ложной тревоги

por max = max(R)*2; por min = 0;

por = (por max + por min)/2;

Pf_exp = -100; i = 1;

% P over classic inside = 0;

while((Pf_exp>Pf+del_P) || (Pf_exp<Pf-del_P)) %пока вероятность неправильна - находимся внутри цикла % fprintf('iteration %i\n',i)

% fprintf('por = %.4f\n',por)

%------classic------------------------------------------------

% P over classic inside = sum(R > por);

% Pf exp = sum(P over classic inside)/N exp;

Pf exp = sum(R > por)/N exp;

%------classic-end--------------------------------------------

if(Pf_exp > Pf)

por min = por;

else

por max = por;

end

por = por - (por - (por max + por min)/2)*0.5; i = i + 1; _ _

if(i>N_exp) break

end

%fprintf('Pf_exp = %.4f\n',Pf_exp)

end

Pf exp = sum(R > por)/N exp; end

function [out psp] = oc sc interp(in psp,N int)

% [out psp] = oc sc interp(in psp,N int) % N int - коэффициент растягивания

Lin = length(in psp);

i = 1:L_in*N_int;

out psp(i) = in psp(fix((i-1)/N int)+1); end