Разработка и исследование алгоритмов слежения за перспективными навигационными радиосигналами СРНС ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.14, кандидат наук Захарова Елена Владимировна

• Захарова Елена Владимировна
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Захарова Елена Владимировна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ПЕРСПЕКТИВНЫХ РАДИОСИГНАЛОВ С МОДУЛЯЦИЕЙ НА ПОДНЕСУЩИХ ЧАСТОТАХ СПУТНИКОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ, МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ СЛЕЖЕНИЯ ЗА НИМИ

1. 1 Обзор перспективных радиосигналов СРНС ГЛОНАСС

1.2 Краткий обзор перспективных радиосигналов СРНС GPS, Galileo, Compass с модуляцией на поднесущих частотах

1.3 Обзор и краткая характеристика известных методов слежения за радиосигналами с модуляцией на поднесущих частотах

1.4 Анализ нерешенных научно-технических задач при слежении за

радиосигналами с модуляцией на поднесущих частотах

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ СЛЕЖЕНИЯ ЗА ПЕРСПЕКТИВНЫМИ РАДИОСИГНАЛАМИ СРНС ГЛОНАСС С МОДУЛЯЦИЕЙ НА ПОДНЕСУЩИХ ЧАСТОТАХ В КОГЕРЕНТНОМ И НЕКОГЕРЕНТНОМ РЕЖИМАХ РАБОТЫ НАП

2.1 Синтез алгоритмов слежения за пилотной компонентой радиосигналов L1OC ГЛОНАСС в когерентном режиме работы НАП с обработкой на поднесущих частотах

2.1.1 Синтез квазиоптимального алгоритма слежения за фазой пилотной компоненты радиосигнала L1OC

2.2 Синтез алгоритмов слежения за пилотной компонентой радиосигналов L1OC ГЛОНАСС в некогерентном режиме работы НАП с обработкой на поднесущих частотах

2.2.1 Синтез квазиоптимального алгоритма слежения за задержкой пилотной компоненты радиосигнала L1OC

2.2.2 Синтез квазиоптимального алгоритма слежения за доплеровской частотой пилотной компоненты радиосигнала L1OC

2.3 Синтез алгоритма слежения за пилотной компонентой радиосигналов L1OC ГЛОНАСС в некогерентном режиме работы НАП с обработкой на поднесущих частотах с использованием метода дополнительной переменной

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИСКРИМИНАТОРОВ СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМ ЗА ПЕРСПЕКТИВНЫМИ РАДИОСИГНАЛАМИ СРНС ГЛОНАСС С МОДУЛЯЦИЕЙ НА ПОДНЕСУЩИХ ЧАСТОТАХ В КОГЕРЕНТНОМ И НЕКОГЕРЕНТНОМ РЕЖИМАХ РАБОТЫ НАП

3.1 Анализ статистических характеристик дискриминаторов в когерентном режиме

3.1.1 Анализ статистических характеристик фазового дискриминатора

3.1.2 Анализ статистических характеристик временного дискриминатора при приеме радиосигнала с модуляцией ВОС(1,1) и обработкой на поднесущих частотах в когерентном режиме работы НАП

3.2 Анализ статистических характеристик временного векторного дискриминатора с использованием метода дополнительной переменной в некогерентном режиме

3.3 Сравнительный анализ статистических характеристик различных типов дискриминаторов за радиосигналами СРНС ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах

3.4 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМ ЗА ЗАДЕРЖКОЙ РАДИОСИГНАЛА С МОДУЛЯЦИЕЙ ВОС(1,1)

4.1 Исходные данные моделирования

4.2 Имитационное моделирование работы НАП в когерентном и некогерентном режимах

4.3 Итоговая сводка моделирования

4.4 Имитационное моделирование следящей системы за задержкой радиосигнала с модуляцией на поднесущих частотах с использованием метода дополнительной переменной в некогерентном режиме работы НАП

4.5 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПИСАНИЯ, СХЕМЫ, ИЛЛЮСТРАЦИИ И ТАБЛИЦЫ

П.1.1 Схема формирования последовательностей ДК в перспективных

радиосигналах СРНС ГЛОНАСС

П.1.2 Описание пилотной компоненты радиосигнала GPS L1C

П.1.3 Описание радиосигналов Galileo E1-B и E5a и E5b

П.1.4 Параметры динамики объекта

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. НЕКОТОРЫЕ ФОРМУЛЫ, ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И

ГРАФИКИ

П.2.1 Подробные выкладки по расчету производной функции ¥к (xk) по

ф

П.2.2 Взаимно-корреляционная функция между входным и опорным

сигналом при нулевой расстройке по параметру т d

П.2.3 Статистические характеристики стандартного временного дискриминатора (двухстробового) при слежении за пилотной компонентой

радиосигнала

П.2.4 Статистические характеристики временного дискриминатора на четырех расстроенных каналах (четырехстробового) при слежении за пилотной

компонентой радиосигнала

П.2.5 Синтез оптимального фазового дискриминатора

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПРОГРАММЫ НОВЫХ АЛГОРИТМОВ СЛЕЖЕНИЯ ЗА ПЕРСПЕКТИВНЫМИ НАВИГАЦИОННЫМИ РАДИОСИГНАЛАМИ СРНС

ГЛОНАСС С МОДУЛЯЦИЕЙ НА ПОДНЕСУЩИХ ЧАСТОТАХ

П.3.1 Цифровая имитационная модель алгоритма слежения за радиосигналом с модуляцией на поднесущих частотах ВОС(1,1) при

когерентной работе НАП на поднесущих частотах

П.3.2 Цифровая имитационная модель алгоритмов слежения за радиосигналом с модуляцией на поднесущих частотах ВОС(1,1) при

некогерентной работе НАП на поднесущих частотах

П.3.3 Цифровая имитационная модель алгоритмов слежения за радиосигналом с модуляцией на поднесущих частотах ВОС(1,1) при некогерентной работе НАП с использованием метода дополнительной переменной

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АКФ - автокорреляционная функция;

АП - аппаратура потребителей;

АПВ - апостериорная плотность вероятности;

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

БГШ - белый гауссовский шум;

ВД - временной дискриминатор;

ВС - вектор состояния;

ГЛОНАСС - Глобальная навигационная спутниковая система, РФ;

ДБГШ - дискретный белый гауссовский шум;

ДК - дальномерный код;

ДХ - дискриминационная характеристика;

ИКД - интерфейсный контрольный документ;

КА - квазиоптимальный алгоритм;

КНР - китайская народная республика;

КФ - корреляционная функция;

ЛФП - логарифм функции правдоподобия;

МДОФ - матрица дисперсий ошибок фильтрации;

МДП - метод дополнительной переменной;

НАП - навигационная аппаратура потребителей;

НИР - научно-исследовательская работа;

НКФ - нормированная корреляционная функция;

НС - навигационный спутник;

НТК - научно-техническая конференция;

ОД - открытый доступ;

ОКР - опытно-конструкторская разработка;

ОСШ - отношение сигнал / шум;

ПВ - плотность вероятности;

ПНЧ - поднесущие частоты;

ПСП - псевдослучайная последовательность;

ПЧ - промежуточная частота;

СКО - средний квадрат ошибки;

СКОш - среднеквадратическая ошибка;

СРНС - спутниковая радионавигационная система;

ССЗ - система слежения за задержкой;

ССФ - система слежения за фазой;

ССЧ - система слежения за частотой;

УЦГС - управляемый цифровой генератор сигнала;

ФАП - фазовая автоподстройка;

ФД - фазовый дискриминатор;

ФХ - флуктуационная характеристика;

ЦИ - цифровая информация;

ЧАП - частотная автоподстройка;

ЧД - частотный дискриминатор;

BOC - (англ. binary offset carrier, в переводе «Бок») - бинарная модуляция на поднесущих;

BPSK - (англ. Binary Phase-Shift Keying, в переводе «Би пи эс кей») - бинарная фазовая модуляция;

Compass - (кит. Beidou, в переводе «Бэйдоу») - глобальная система позиционирования, Китай;

Galileo - (англ. Galileo positioning system, в переводе «Галилeо») - глобальная система позиционирования, ЕС;

GPS (NAVSTAR GPS) - (англ. Global Positioning System? в переводе «Джи пи эс») - глобальная система позиционирования, США.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование алгоритмов слежения за перспективными навигационными радиосигналами СРНС ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах»

ВВЕДЕНИЕ

Спутниковые радионавигационные системы (СРНС) широко применяются в жизнедеятельности человека, что обусловлено высокими характеристиками навигационного обеспечения, которые достигаются при их использовании. В то же время, с расширением сфер использования СРНС возрастают требования к точности навигационного обеспечения, что делает актуальным совершенствование технологий спутниковой навигации. В связи с этим существующие СРНС ГЛОНАСС и GPS в настоящее время находятся в стадии совершенствования и модернизации.

Одним из основных направлений развития системы ГЛОНАСС является совершенствование навигационных радиосигналов, поскольку именно их тип во многом определяет точность навигационных определений. В отношении космического комплекса ГЛОНАСС предусмотрено проведение мероприятий, обеспечивающих поддержание орбитальной группировки, повышение точности навигационных определений и доступности навигационных услуг ГЛОНАСС за счет увеличения надежности и стабильности работы бортовых и наземных систем СРНС.

Отметим, что наряду с существующими СРНС ГЛОНАСС и GPS, создаются европейская система Galileo и китайская СРНС Compass (Beidou). Характерной особенностью этих СРНС является то, что в них заложены более совершенные навигационные радиосигналы с модуляцией на поднесущих частотах, в отличие от использующихся в СРНС ГЛОНАСС и GPS радиосигналов с простой бинарной фазовой манипуляцией (Binary Phase Shift Keying (BPSK)).

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 частотном диапазоне L1 планируется

излучение новых радиосигналов открытого доступа (ОД) с кодовым разделением L1OC на несущей частоте 1600,995 МГц [1]. Отличительной особенностью данных радиосигналов является то, что они являются двухкомпонентными и включают пилотную L1OCp и информационную L1OCd компоненты, объединение которых в единый радиосигнал осуществляется путем побитного временного мультиплексирования [2]. Информационная компонента данного радиосигнала имеет стандартную бинарную фазовую модуляцию BPSK(1), а пилотная — модуляцию на поднесущих частотах (Binary Offset Carrier (ВОС)) BOC(1,1). Для проведения навигационных измерений предназначена пилотная компонента радиосигнала, имеющая новый тип модуляции. Поэтому интерес представляет разработка и исследование алгоритмов слежения как за перспективными радиосигналами СРНС ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах ВОС(1,1) в навигационной аппаратуре потребителей (НАП).

Аналогичные навигационные радиосигналы с модуляцией ВОС(1,1) планируются к излучению в модернизированной СРНС GPS, а также в СРНС Galileo и Compass. Кроме того в данных СРНС планируется использование навигационных радиосигналов с модуляцией на поднесущих частотах вида BOC(10,5), BOC(14,2), ВОС(6,1) и др. [3...27]. Отметим также, что в СРНС ГЛОНАСС перспективные радиосигналы санкционированного доступа будут иметь модуляцию BOC(5,2.5) [28, 29].

Основная цель введения радиосигналов с ВОС - модуляцией - это повышение точности измерения задержки сигнала. Однако радиосигналы с ВОС - модуляцией имеют многопиковую корреляционную функцию, что порождает ряд проблем при построении дискриминаторов следящих систем за задержкой сигнала: наличие дополнительных устойчивых точек равновесия, приводящих к возможности возникновения систематической ошибки слежения, сужение апертуры дискриминационной характеристики дискриминатора задержки.

Для радиосигналов с модуляцией на поднесущих частотах ВОС(1,1), в зарубежной литературе опубликованы разнообразные алгоритмы слежения [7, 24, 25, 30, 34, 36...38]. Однако данные по характеристикам этих алгоритмов достаточно противоречивы и неоднозначны. Поэтому интерес представляет проведение сравнительного анализа характеристик описанных алгоритмов в идентичных условиях и по одинаковым показателям качества с целью выявления лучших из них.

Другой важной и нерешенной с достаточной степенью полноты задачей является разработка квазиоптимальных алгоритмов слежения за сигналами в навигационном приемнике при работе по радиосигналам с модуляцией на поднесущих частотах, обеспечивающих улучшение точностных характеристик слежения. В литературе опубликованы некоторые подходы к построению алгоритмов слежения за радиосигналами с ВОС-модуляцией [8, 22, 24, 33.40]. К недостаткам этих работ можно отнести:

1. эвристический подход к построению алгоритмов слежения;

2. отсутствие рассмотрения некогерентного режима работы навигационной аппаратуры потребителей (НАП);

3. отсутствие сравнительного анализа статистических характеристик дискриминаторов задержки, получающихся при разных подходах.

Из проведенного анализа следует, что при построении НАП, работающей по перспективным радиосигналам ГЛОНАСС с кодовым разделением, есть ряд нерешенных задач. Поэтому, тема диссертационной работы, посвященная разработке и исследованию алгоритмов слежения за перспективными навигационными радиосигналами СРНС ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах, обеспечивающих улучшение потребительских характеристик перспективной НАП, является актуальной.

Целью диссертационной работы является разработка квазиоптимальных алгоритмов слежения за перспективными радиосигналам СРНС ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах (с модуляцией ВОС(1,1)),

обеспечивающих улучшение потребительских характеристик навигационной аппаратуры потребителей.

В качестве основной потребительской характеристики в работе выступает точность слежения за параметрами радиосигналов.

Для достижения поставленной в диссертации цели решаются следующие задачи:

1. Синтез квазиоптимальных алгоритмов слежения за перспективными радиосигналами СРНС ГЛОНАСС с модуляцией ВОС(1,1) в когерентном и некогерентном режимах работы НАП.

2. Теоретический анализ статистических характеристик дискриминаторов следящих систем за перспективными радиосигналами СРНС ГЛОНАСС с модуляцией ВОС(1,1) в когерентном и некогерентном режимах работы НАП.

3. Проведение имитационного моделирования следящих систем за задержкой перспективных радиосигналов ГЛОНАСС с модуляцией ВОС(1,1) с оценкой их характеристик точности.

4. Разработка рекомендаций по практической реализации алгоритмов слежения за перспективными радиосигналами СРНС ГЛОНАСС с модуляцией ВОС(1,1).

Методы исследования. При решении поставленных задач использованы методы теории вероятностей и математической статистики, методы статистической теории радиотехнических систем, теории оптимальной фильтрации случайных процессов, имитационного компьютерного моделирования, вычислительной математики, программирования.

Научная новизна результатов диссертационной работы состоит в следующем:

1. Методами теории оптимальной фильтрации синтезированы новые алгоритмы слежения за перспективными радиосигналами СРНС ГЛОНАСС с модуляцией ВОС(1,1) в когерентном и некогерентном режимах работы НАП, обеспечивающие улучшение характеристик слежения.

2. Получены статистические характеристики различных типов дискриминаторов задержки, включая новые синтезированные дискриминаторы задержки, при приеме радиосигналов ВОС(1,1), и проведен их сравнительный анализ, позволивший выявить лучший из них.

3. Проведена оценка эффективности предложенных методов и алгоритмов слежения за навигационными радиосигналами с ВОС-модуляцией по точности оценки задержки, фазы и доплеровской частоты навигационной аппаратуры.

Практическая ценность работы.

1. Использование в НАП разработанных алгоритмов слежения за перспективными сигналами ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах обеспечивает уменьшение среднеквадратической ошибки слежения за задержкой сигналов (~ в 1,5 раза) по сравнению со случаем использования известных алгоритмов слежения.

2. Даны рекомендации по использованию временных дискриминаторов в НАП, работающей по радиосигналам с модуляцией ВОС(1,1) СРНС ГЛОНАСС, обеспечивающих повышение точности слежения за задержкой.

Реализация и внедрение результатов исследования. Результаты исследований реализованы в следующих НИОКР:

1. Отчет по НИР «Разработка структуры перспективных навигационных сигналов для специальных потребителей системы ГЛОНАСС». Исполнитель — «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик — Министерство обороны Российской Федерации, 2011 г. [41]

2. Отчеты по НИР «Исследование методов и алгоритмов обработки перспективных навигационных сигналов и измерений в навигационной аппаратуре специальных потребителей». Исполнитель — «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И. Заказчик — Министерство обороны Российской Федерации, 2013 г., 2014 г., 2015 г. [42]

3. Материалы в технический проект по ОКР «Разработка материалов в эскизный проект ОКР «ГЛОНАСС-КК-Н» в части создания аппаратно-

программных средств для приема и обработки навигационных сигналов КА ГЛОНАСС с кодовым разделением и обеспечения повышенной помехоустойчивости перспективной беззапросной измерительной системы». Заказчик — АО «Информационные спутниковые системы», г. Красноярск. Исполнитель — «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И., 2014 г. [43]

4. Материалы в технический проект по ОКР «Разработка блока цифровой обработки спутниковых навигационных сигналов навигационной аппаратуры системы функциональных дополнений для обеспечения действий морских и наземных потребителей». Заказчик — филиал ОАО «Объединенная ракетно-космическая корпорация» - «НИИ космического приборостроения». Исполнитель — «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И., 2015 г. [44]

Разработанные в диссертации алгоритмы слежения за пилотными компонентами перспективных навигационных радиосигналов СРНС ГЛОНАСС с модуляцией ВОС(1,1) в когерентном и некогерентном режимах работы навигационной аппаратуры потребителей внедрены в ОКР «Фарватер» (ОАО «Объединенная ракетно-космическая корпорация») и в учебный процесс «Национального исследовательского университета «МЭИ». Акты экспертизы прилагаются.

Апробация результатов Результаты работы докладывались и обсуждались на семнадцатой, восемнадцатой, девятнадцатой, двадцатой, двадцать первой, двадцать второй международной НТК студентов и аспирантов «Радиотехника, электроника и энергетика (Москва, 2011-2016 г.г.); на XVI Всероссийской НТК с международным участием «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ», посвященной 118-й годовщине ДНЯ РАДИО (г. Красноярск, 6 - 7 мая 2013г.); на Научной интернет-конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2014» на Проекте SWorld (с 17 по 28 июня 2014 г.); на Юбилейной 10-й Научной интернет-конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании '2015» на

Проекте SWorld (с 16 по 28 июня 2015 г.); на Всероссийской научно-технической конференции «РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ» (Россия, г. Туапсе, п. Небуг, сентябрь 2013 г. и сентябрь 2015 г.).

Публикации Основное содержание диссертационной работы изложено в 19 печатных работах, среди которых 6 статей (из которых 3 в научно-технических журналах, входящих в перечень Высшей аттестационной комиссии), 3 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ, 4 в трудах конференций (в т. ч. 2 в электронном виде в интернет-конференциях), а также тезисы шести международных конференций. Материалы диссертации отражены в четырех научно-технических отчетах по НИОКР.

Результаты и положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

1. Использование в НАП, работающей по перспективному навигационному радиосигналу СРНС ГЛОНАСС с модуляцией ВОС(1,1), обработки радиосигналов на поднесущих частотах (в корреляторах) позволяет построить фазовый дискриминатор, характеристики которого аналогичны характеристикам известного фазового дискриминатора с обработкой на несущей частоте.

2. Квазиоптимальный алгоритм слежения за задержкой перспективного навигационного радиосигнала СРНС ГЛОНАСС с модуляцией ВОС(1,1), синтезированный методами теории оптимальной фильтрации и метода дополнительной переменной, использующий в приемнике обработку на поднесущих частотах, учитывающий многомодальность апостериорной плотности вероятности распределения задержки и обеспечивающий повышение точности слежения.

3. Результаты сравнительного анализа статистических характеристик различных типов дискриминаторов задержки.

4. Результаты моделирования разработанных когерентных и некогерентных алгоритмов слежения за параметрами радиосигналов с модуляцией ВОС(1,1) .

5. Рекомендации по практическому использованию алгоритмов слежения за перспективными навигационными радиосигналами СРНС ГЛОНАСС.

Структура и объем работы По своей структуре диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 264 станицах машинописного текста (включая 67 страниц приложений), содержит 106 рисунков (включая 17 в приложениях), 9 таблиц (включая 1 в приложениях) и список литературы из 120 наименований.

Краткое содержание работы

В первой главе проводится обзор перспективных радиосигналов отечественной системы ГЛОНАСС, а также краткий обзор перспективных радиосигналов американской системы GPS и создаваемых европейской СРНС Galileo и китайской Compass.

В соответствии с «Концепцией развития навигационных сигналов глобальной навигационной системы ГЛОНАСС» в СРНС ГЛОНАСС планируется внедрение перспективных навигационных радиосигналов с кодовым разделением, в которых будет использоваться бинарная модуляция на поднесущих частотах [41]. В англоязычной литературе данный тип модуляции называется binary offset carrier (ВОС). В пилотной компоненте перспективных сигналов планируется использовать модуляцию ВОС(1,1).

Цель введения новых радиосигналов с модуляцией на поднесущих частотах — повышение точности измерения задержки сигнала. При использовании радиосигналов с одинаковой полосой частот, например, сигналов с модуляцией BPSK(2) и BOC(1,1), потенциальное значение среднеквадратической ошибки (СКО) оценки задержки при использовании сигнала с модуляцией BOC(1,1) в 1,59 раза меньше, чем при использовании сигнала с модуляцией BPSK(2). График нормированной корреляционной

функции (КФ) для В0С(1,1) — на рисунке В.1, где нормированная задержка тн = т/тс, тс — длительность символа дальномерного кода.

Рисунок В.1. НКФ для функции модуляции В0С(1,1)

Из рисунка В.1 видно, что для радиосигнала ВОС(1,1) модуль корреляционной функции ДК огибающей имеет несколько пиков. Это приводит к тому, что в следящей системе за задержкой радиосигнала может возникать неоднозначность измерений, которую необходимо учитывать и, по возможности, устранять с использованием того или иного алгоритма. Учитывая данный факт, в диссертации основанное внимание уделяется построению следящих систем за задержкой радиосигналов с модуляцией ВОС(1,1).

В первой главе также проводится обзор и дается краткая характеристика известных методов слежения за радиосигналами с модуляцией на поднесущих частотах и сформулированы задачи, решение которых позволит повысить эффективность работы следящих систем за параметрами перспективных радиосигналов СРНС ГЛОНАСС с кодовым разделением.

Во второй главе проводится разработка новых алгоритмов слежения за радиосигналами ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах ВОС(1,1) в когерентном и некогерентном режимах работы НАП. В когерентном режиме работы НАП осуществляется слежение за фазой и задержкой навигационного радиосигнала. В некогерентном режиме работы НАП осуществляется слежение за доплеровским смещением частоты и задержкой навигационного радиосигнала. Алгоритмы слежения в двух указанных режимах работы различны. Поэтому в диссертации рассматривается раздельно синтез квазиоптимальных алгоритмов слежения в когерентном и некогерентном режимах.

Рассмотрены следующие алгоритмы слежения за параметрами радиосигналов с ВОС модуляцией:

алгоритмы слежения с одним опорным сигналом на единой промежуточной частоте;

алгоритмы слежения с обработкой на двух поднесущих частотах и, соответственно, с двумя опорными сигналами.

В диссертации проводится синтез квазиоптимальных алгоритмов слежения с использованием теории оптимальной фильтрации [45, 96].

Первая группа алгоритмов может быть синтезирована стандартными методами оптимальной фильтрации в гауссовском приближении с той лишь особенностью, что пилотная компонента перспективных сигналов ГЛОНАСС с модуляцией ВОС(1,1) не несет цифровой информации.

Для синтеза алгоритмов слежения второй группы стандартные методы оптимальной фильтрации в гауссовском приближении не приводят к желаемому результату. В диссертации предложена специальная методика, позволяющая синтезировать квазиоптимальные алгоритмы слежения за задержкой и фазой сигналов с модуляцией ВОС(1,1) с обработкой на поднесущих частотах. В диссертации проводится синтез соответствующих

алгоритмов слежения в когерентном (за фазой сигнала) и некогерентном (за задержкой сигнала) режимах работы НАП.

Как отмечалось выше, при слежении за задержкой сигналов с модуляцией ВОС(1,1) может возникать неоднозначность оценки задержки сигнала, обусловленная многопиковостью корреляционной функции огибающей такого сигнала, и, соответственно, многомодальностью апостериорной плотности вероятности распределения задержки. Для парирования этого фактора в диссертации использован метод дополнительной переменной (МДП) в теории оптимальной фильтрации, описанный в [45, 121]. Данный метод конкретизирован для задачи фильтрации задержки с обработкой на поднесущих частотах в некогерентном режиме работы НАП.

В главе приводятся синтезированные алгоритмы слежения, а также структурные схемы синтезированных дискриминаторов: фазового дискриминатора с обработкой на поднесущих частотах, некогерентных временных дискриминаторов с обработкой на поднесущих частотах, а также при использовании МДП - некогерентного векторного ВД, включающего две составляющие: по параметру задержки т и по параметру дополнительной переменной т^.

В третьей главе проводится теоретический анализ статистических характеристик дискриминаторов, синтезированных в гл. 2, а также некоторых типов дискриминаторов задержки, описанных в литературе для НАП, работающих по радиосигналам с модуляцией на поднесущих частотах. В качестве анализируемых статистических характеристик принимаются дискриминационные и флуктуационные характеристики.

Для синтезированных дискриминаторов фазы и задержки получены аналитические выражения для расчета дискриминационной характеристики и дисперсии шумов на выходе дискриминаторов задержки и фазы радиосигналов ГЛОНАСС с модуляцией ВОС(1,1) в когерентном режиме работы НАП. По

полученным выражениям проведен анализ указанных статистических характеристик дискриминаторов.

Для синтезированного дискриминатора задержки радиосигнала ГЛОНАСС с модуляцией ВОС(1,1) в некогерентном режиме также получены аналитические выражения для расчета дискриминационной характеристики и дисперсии шума на выходе дискриминатора. По полученным выражениям проведен анализ указанных статистических характеристик дискриминатора.

В главе проводится анализ статистических характеристик векторного временного дискриминатора, получающегося при синтезе следящей системы за задержкой радиосигнала с модуляцией ВОС(1,1) с использованием метода дополнительной переменной в некогерентном режиме работы НАП.

В данной главе также проводится сравнительный анализ статистических характеристик дискриминаторов следящих систем за радиосигналами СРНС ГЛОНАСС с ВОС-модуляцией с обработкой на промежуточной частоте и поднесущих частотах, а также некоторых типов дискриминаторов, известных из литературы. Результаты анализа обобщаются и сведены в таблицы: формулы для дисперсий эквивалентного шума линеаризованных наблюдений для рассмотренных типов ВД и значения ширины апертуры дискриминационных характеристик для тех же типов ВД. По результатам анализа делается вывод о том, какой из рассмотренных дискриминаторов обладает наилучшими характеристиками.

В четвертой главе приводятся результаты имитационного моделирования следящих систем за задержкой радиосигнала с модуляцией ВОС(1,1). Приводится структура имитационной модели и исходные данные, используемые при моделировании.

В имитационной модели реализовано два взаимосвязанных канала, одним из которых является кольцо слежения за задержкой радиосигнала с поддержкой от системы слежения за фазой в когерентном режиме и с поддержкой от системы слежения за частотой в некогерентном режиме работы НАП. На входе

имитационной модели формируется мультиплексированный по времени навигационный радиосигнал L1OC ГЛОНАСС с соответствующими дальномерными кодами, описанными в Приложении П.1.1. В результате имитационного моделирования рассчитываются среднеквадратические ошибки слежения за задержкой, фазой и доплеровским смещением частоты.

При имитационном моделировании рассматриваются режимы работы НАП, устанавливаемой на объектах с различной динамикой движения (слабо- и сильнодинамичных объектах).

По результатам имитационного моделирования приводятся рекомендации по практической реализации алгоритмов слежения за навигационными радиосигналами с модуляцией на поднесущих частотах.

В заключении сформулированы основные научные и практические результаты диссертации.

В Приложение 1 приведены дополнительные описания, схемы, иллюстрации и таблицы, а именно: схема формирования последовательностей ДК в перспективных радиосигналах СРНС ГЛОНАСС, кратко описана пилотная компонента радиосигнала GPS L1C, описаны радиосигналы Galileo E1-B и E5a и E5b, приведены параметры динамики объекта, используемые в диссертации; в Приложении 2 приведены некоторые формулы, преобразования и графики, используемые в работе, а именно: приведены подробные выкладки по расчету производной функции Fk (xk) по ф; рассчитана и приведена

взаимно-корреляционная функция между входным и опорным сигналом при нулевой расстройке по параметру тd; подробно рассчитаны статистические характеристики стандартного временного дискриминатора (двухстробового) при слежении за пилотной компонентой радиосигнала; подробно рассчитаны статистические характеристики временного дискриминатора на четырех расстроенных каналах (четырехстробового) при слежении за пилотной компонентой радиосигнала; проведен синтез оптимального фазового дискриминатора; в Приложении 3 приведены программы новых алгоритмов

слежения за перспективными навигационными радиосигналами СРНС ГЛОНАСС с модуляцией на поднесущих частотах: цифровая имитационная модель алгоритма слежения за радиосигналом с модуляцией на поднесущих частотах ВОС(1,1) при когерентной работе НАП на поднесущих частотах; цифровая имитационная модель алгоритмов слежения за радиосигналом с модуляцией на поднесущих частотах ВОС(1,1) при некогерентной работе НАП на поднесущих частотах, а также цифровая имитационная модель алгоритмов слежения за радиосигналом с модуляцией на поднесущих частотах ВОС(1,1) при некогерентной работе НАП с использованием метода дополнительной переменной.

Личный вклад автора

Лично соискателем получены следующие результаты:

1) проведен обзор и анализ известных методов приема и слежения за радиосигналами с модуляцией на поднесущих частотах;

2) приведена и структурирована обобщенная классификация методов и алгоритмов слежения за перспективными радиосигналами с ВОС-модуляцией на основании изучения отечественной и иностранной литературы и выделения основных тезисов;

3) рассчитаны и проанализированы статистические характеристики синтезированных временных и фазового дискриминаторов при когерентном режиме и временных при некогерентном режиме работы НАП с обработкой на поднесущих частотах;

4) построены структурные схемы синтезированных временных и фазового дискриминаторов при когерентном режиме и временных при некогерентном режиме работы НАП с обработкой на поднесущих частотах;

5) проведен сравнительный анализ рассмотренных в работе новых алгоритмов слежения за радиосигналами с ВОС-модуляцией с уже известными алгоритмами по точности оценки задержки, фазы и доплеровской частоты;

6) проведено имитационное моделирование разработанных когерентных и некогерентных алгоритмов оценивания параметров (задержки и фазы - в когерентном режиме работы и задержки и доплеровской частоты - в некогерентном режиме) радиосигналов с обработкой на поднесущих частотах для НАП, установленной на сильно- и слабодинамичных объектах.

Совместно с научным руководителем А.И. Перовым выполнены:

синтез алгоритмов слежения за фазой сигнала в когерентном режиме и за задержкой сигнала в некогерентном режиме работы НАП с обработкой на поднесущих частотах.

Благодарности

Автор выражает огромную благодарность своему научному руководителю - Перову Александру Ивановичу - за помощь, напутствие в работе и создание активной среды для развития автора как научного работника и преподавателя.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Захарова Елена Владимировна, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. K. 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. — P.2804-2809.

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

3. 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 17 th International Technical Meeting of the Satellite Division, 21-24 Sept. 2004, Long Beach, CA. — P.2645-2654.

4. 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. — P.1-9.

5. M. Spangenberg, V. Heiries, A. Giremus, V. Calmettes. Multi-Channel Extended Kalman Filter for Tracking BOC modulated signals in the presence

of multipath/ ION GNSS 18th International Technical Meeting of the Satellite Division, 13-16 September 2005, Long Beach, CA. — P.2155-2165.

6. 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. — P.1478-1489.

7. J. Wendel, F. M. Schubert, S. Hager. A Robust Technique for Unambiguous BOC Tracking/ Navigation: Journal of The Institute, Vol.61, No. 3, Fall 2014. — P.179-190.

8. M.S. Hodgart, P.D. Blunt, M. Unwin. The Optimal Dual Estimate Solution for Robust Tracking of Binary Offset Carrier (BOC) Modulation/ ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX. — P.1017-1027.

9. J. Diez, J.S. Silva, A. Fernandez. Matched Filter MBOC Tracking by Accumulation/ ION GNSS 21st International Technical Meeting of the Satellite Division, 16-19, September 2008, Savannah. — P.1520-1524.

10. 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. — P.3209-3218.

11. F. M. G. Sousa, F. D. Nunes, J. M. N. Leit~ao. Correlation Losses and Interference Rejection due to Quantization in CBOC Receivers/ ION GNSS 22nd International Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Savannah, GA, September 22-25, 2009. — P.3234-3241.

12. S. Thoelert, M. Vergara, M. Sgammini, C. Enneking, F. Antreich, M. Meurer, D. Brocard, C. Rodriguez. Characterization of Nominal Signal Distortions and Impact on Receiver Performance for GPS (IIF) L5 and Galileo (IOV) E1 /E5a Signals/ ION GNSS 27th International Technical Meeting of the ION Satellite Division, Tampa, Florida, September 8-12, 2014. — P.3113-3128.

13. L. Ries, L. Lestarquit, E. Armengou-Miret, F. Legrand, W. Vigneau, C. Bourga, P. Erhard. A Software Simulation Tool for GNSS2 BOC Signals Analysis/ ION GPS 2002, 24-27 September 2002, Portland, OR. — P.2225-2239.

14. F. Xu. A Complexity Reduced Frequency Domain Receiver for Galileo and GPS L1 Signals/ ION GNSS 22nd International Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Savannah, GA, September 22-25, 2009. — P.3198-3208.

15. I. Colomina, C. Miranda, M. E. Pares, M. Andreotti, C. Hill, P. F. da Silva, J. S. Silva, J. F. Galera Monico, P. O. Camargo, J. Diez, J. M. Palomo, S. E. Barbin, J. Moreira, G. Streiff, E. Z. Granemann, C. Aguilera. The Accuracy Potential of Galileo E5/E1 Pseudoranges for Surveying and Mapping/ ION GNSS 24th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Portland OR, September 19-23, 2011. — P.2332-2340.

16. S. Li, J. Li, Y. Yan. A Modified Tracking Algorithm for MBOC(6,1,1/11) Signals/ ION GNSS 24th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Portland OR, September 19-23, 2011. — P.2145-2149.

17. F. Macchi, M.G. Petovello, G. Lachapelle. Consequences of MBOC approximation by BOC modulation/ ION GNSS 21st International Technical Meeting of the Satellite Division, 16-19 September 2008, GA. — P.982-993.

18. A. Simsky, D. Mertens, J.-M. Sleewaegen, W. D. Wilde, M. Hollreiser, M. Crisci. Multipath and Tracking Performance of Galileo Ranging Signals Transmitted by GLOVE-B/ ION GNSS 21st International Technical Meeting of the Satellite Division, 16-19 September 2008, GA. — P.1525-1536.

19. V. Heiries, C. Rendon, V. Calmettes. Solving the Correlation Ambiguity Issue of BOC Modulated Signal by a NonLinear Quadratic Operator/ ION GNSS 19th International Technical Meeting of the Satellite Division, 26-29 September 2006, Fort Worth, TX. — P.1001-1010.

20. S. Ganguly, A. Jovancevic, D. A Saxena, B. Sirpatil, S. Zigic. Open Architecture Real Time Development System for GPS and Galileo Center for Remote Sensing, Inc./ ION GNSS 17th International Technical Meeting of the Satellite Division, 21-24 Sept. 2004, Long Beach, CA. — P.2655-2666.

21. C. Yang. Frequency-Domain Receiver for Modernization GPS Signals Via Full-Band Multi-Code Processing/ ION GNSS 18th International Technical Meeting of the Satellite Division, 13-16 September 2005, Long Beach, CA. — P.1564-1576.

22. L. Yingxiang, T. Xiaomei, Z. Kai, W. Feixue. Dual Sideband Model for BOC Modulated Signals/ ION GNSS 24th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Portland OR, September 19-23, 2011. — P.2160-2166.

23. L. E. Aguado, G. J. Brodin, J. A. Cooper. Combined GPS/Galileo Highly-Configurable High-Accuracy Receiver/ ION GNSS 17th International Technical Meeting of the Satellite Division, 21-24 Sept. 2004, Long Beach, CA. — P.2584-2594.

24. 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. — P.1821-1829.

25. A. de Latour, G. Artaud, L. Ries, F. Legrand, M. Sihrener. New BPSK, BOC and MBOC Tracking Structures/ ION 2009 International Technical Meeting, January 26-28, 2009, Anaheim, CA. — P.396-405.

26. J. Wendel, F.M. Schubert, C. Kurzhals, D. Fernandez-Prim, M. Soellner. Validation of PRS Tracking Algorithms Using Real Life Signals/ ION GNSS 27th International Technical Meeting of the ION Satellite Division, Tampa, Florida, September 8-12, 2014. — P.476-485.

27. A. Rügamer, Ph. Neumaier, Ph. Sommer, F. Garzia, G. Rohmer, A. Konovaltsev, M. Sgammini, S. Caizzone, M. Meurer, J. Wendel, F. Schubert, S. Baumann. BaSE-II: A Robust and Experimental Galileo PRS Receiver Development Platform/ ION GNSS 27th International Technical Meeting of the ION Satellite Division, Tampa, Florida, September 8-12, 2014. — P.2579-2591.

28. КА Глонасс-К2. Структура излучаемых навигационных радиосигналов с кодовым разделением частотных диапазонов L1, L2, L3. 25.04.2012. —31 с.

29. Y. Urlichich, V. Subbotin, G. Stupak, V. Dvorkin, A. Povaliaev, S. Karutin. GLONASS Developing Strategy/ ION GNSS 23rd International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Portland, OR, September 21-24, 2010. — P.1566-1571.

30. D. de Castro, J. Diez, Antonio Fernández, J.-M. Sleewaegen. A New Unambiguous Low-Complexity BOC Tracking Technique/ ION GNSS 19th International Technical Meeting of the Satellite Division, 26-29 September 2006, Fort Worth, TX. — P.1830-1835.

31. Перов А.И. Синтез и анализ алгоритма слежения за фазой пилотной компоненты сигнала L1OC ГЛОНАСС с обработкой на поднесущих частотах. Вестник МЭИ, № 1, 2015. —С. 91—95.

32. Перов А.И. Синтез и анализ когерентного алгоритма слежения за задержкой пилотной компоненты сигнала L1OC ГЛОНАСС с обработкой на поднесущих частотах // Радиотехника. 2013. № 10. — С. 92 — 97.

33. R. L. Fante. Unambiguous tracker for GPS binary-offset-carrier signals // Proc. 59th Annual Meeting of The Institute of Navigation and CIGTF 22nd Guidance Test Symposium. Albuquerque, NM (USA): The Institute of Navigation, 2003. — P.141 — 145.

34. A. de Latour, T. Grelier, G. Artaud, L. Ries, J-L. Issler, V. Heiries. Subcarrier Tracking Performances of BOC, ALTBOC and MBOC Signals/ ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX. — P.769-781.

35. Z. Yao. A New Unambiguous Tracking Technique for Sine-BOC(2n,n) Signals/ ION GNSS 21st International Technical Meeting of the Satellite Division, 16-19 September 2008, GA. — P.1490-1496.

36. O. Julien, M.E. Cannon, G. Lachapelle, C.Mongredien. A New Unambiguous BOC(n,n) Signal Tracking Technique// Proceedings of The European Navigation Conference GNSS 2004, Rotterdam, 17-19 May 2004. — P. 1-12.

37. M. Musso, A.F. Cattoni, C.S. Regazzoni. A New Fine Tracking Algorithm for Binary Offset Carrier Modulated Signals/ ION GNSS 19th International Technical meeting of the Satellite Division, 26-29 September 2006. — P.834-840.

38. J. Wendel, F. M. Schubert, S. Hager. A Robust Technique for Unambiguous BOC Tracking/ Proceedings of the 26th International Technical Meeting of the ION Satellite Division, ION GNSS+ 2013, Nashville, Tennessee, September 16-20, 2013. — P.3536-3547.

39. V. Heiries, D. Roviras, L. Ries, V. Calmettes. Analysis of Non Ambiguous BOC Signal Acquisition Performance/ ION GNSS 17th International Technical

40. L. Yang, C. Jiapin, L. Zhenbo, C. Nongji. A Second Order BPSK-like (SOB) Method for the Acquisition of BOC(l,l)/ ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX. — P.l073-l078.

41. Отчет по НИР «Разработка структуры перспективных навигационных сигналов для специальных потребителей системы ГЛОНАСС». Исполнитель — «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик — Министерство обороны Российской Федерации, 20ll г.

42. Отчеты по НИР «Исследование методов и алгоритмов обработки перспективных навигационных сигналов и измерений в навигационной аппаратуре специальных потребителей». Исполнитель — «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И.. Заказчик — Министерство обороны Российской Федерации, 20l3 г., 20l4 г., 20l5 г.

43. Материалы в технический проект по ОКР «Разработка материалов в эскизный проект ОКР «ГЛОНАСС-КК-Н» в части создания аппаратно-программных средств для приема и обработки навигационных сигналов КА ГЛОНАСС с кодовым разделением и обеспечения повышенной помехоустойчивости перспективной беззапросной измерительной системы». Заказчик — АО «Информационные спутниковые системы», г. Красноярск. Исполнитель — «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И., 20l4 г.

44. Материалы в технический проект по ОКР «Разработка блока цифровой обработки спутниковых навигационных сигналов навигационной аппаратуры системы функциональных дополнений для обеспечения действий морских и наземных потребителей». Заказчик — филиал ОАО «Объединенная ракетно-космическая корпорация» - «НИИ космического приборостроения». Исполнитель — «НИУ «МЭИ», научный руководитель Перов А.И., 20l5 г.

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

46. Захарова Е.В. Исследование системы слежения за задержкой навигационного сигнала с ВОС-модуляцией // Диссертация на соискание степени магистра - НИУ МЭИ, 2012.—134 с.

47. Перов А.И., Захарова Е.В. Анализ алгоритмов слежения за сигналами ГЛОНАСС с кодовым разделением L1OC в перспективной беззапросной измерительной системе // Научно-технические серии, Серия «Радиосвязь и радионавигация», Выпуск 3. Радионавигационная технология, коллективная монография, под ред. А.И. Перова, И.Б. Власова, издательство «Радиотехника», 2013г., стр. 65-68.

48. Перов А.И., Захарова Е.В. Модель системы слежения за задержкой сигналов ГЛОНАСС открытого доступа с кодовым разделением с поддержкой от системы фазовой автоподстройки // Сборник научных трудов «SWorld», Выпуск 2, Том 3, Одесса, Куприенко С.В., 2014 г., стр. 85-92.

49. G. W. Hein, J.-A. Avila-Rodriguez, L. Ries, L. Lestarquit, J.-L. Issler, J. Godet, T. Pratt. A Candidate for the Galileo L1 OS Optimized Signal/ ION GNSS 18th International Technical Meeting of the Satellite Division, 13-16 September 2005, Long Beach, CA. — P.833-845.

50. J.-A. Avila-Rodriguez, T. Pany, G. W. Hein. Bounds on signal performance Regarding multipath-estimating Discriminators/ ION GNSS 19th International Technical Meeting of the Satellite Division, 26-29 September 2006, Fort Worth, TX. — P.1710-1722.

51. F. D. Nunes, F. M. G. Sousa, N. Blanco-Delgado. A VDLL Approach to GNSS Cell Positioning for Indoor Scenarios/ ION GNSS 22nd International Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Savannah, GA, September 2225, 2009. — P.1690-1699.

52. N. Blanco-Delgado, F.D. Nunes, J.M. Xavier. A Geometrical Approach for Máximum Likelihood Estimation of Multipath/ ION GNSS 21st International Technical Meeting of the Satellite Division, 16-19 September 2008, GA. — P.679-688.

53. M. Irsigler, B. Eissfeller. Comparison of Multipath Mitigation Techniques with Consideration of Future Signal Structures/ ION GPS/GNSS 2003, 9-12 September 2003, Portland, OR. — P.2584-2592.

54. Перов А.И., Корягой И.В., Захарова Е.В., Перов А.А. Синтез и анализ некогерентного алгоритма слежения за задержкой пилотной компоненты сигнала L1OC ГЛОНАСС // Радиотехника. — М.: Радиотехника, 2013.—№ 7.— С. 90-96.

55. Перов, А. И., Захарова Е.В. Анализ характеристик различных типов дискриминаторов задержки при приеме навигационного сигнала с модуляцией ВОС(1,1) // Радиотехнические тетради. — 2011 .—№44. — С. 27-30.

56. 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.

57. 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: Серия «Спутниковые радионавигационные системы». — Выпуск 1. — 2013.—С. 174 -179.

58. Перов А.И., Захарова Е.В. Синтез и анализ оптимального некогерентного дискриминатора задержки сигнала с модуляцией BOC(1,1) // Радиотехнические тетради. — 2013.— №50.—С. 66-68.

59. Перов А.И., Захарова Е.В. Синтез и анализ оптимального некогерентного дискриминатора задержки сигнала с ВОС модуляцией // Сборник научных трудов «Современные проблемы радиоэлектроники», Научный редактор Г.Я. Шайдуров, Красноярск, СФУ, 2013 г.—С.166-171.

60. 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. — P.2604-2610.

61. A. Schmid, A. Neubauer, H. Ehm, R. Weigel, N. Lemke, G. Heinrichs, J.Winkel, J. A. Avila-Rodr'iguez, R. Kaniuth, T. Pany, B. Eissfeller, G. Rohmer, B. Niemann, M. Overbeck. Enabling Location Based Services with a Combined Galileo/GPS Receiver Architecture/ ION GNSS 17th International Technical Meeting of the Satellite Division, 21-24 Sept. 2004, Long Beach, CA. — P.1468-1479.

62. L. Ries, F. Legrand, L. Lestarquit, W. Vigneau, J.-L. Issler. Tracking and Multipath Performance Assessments of BOC Signals Using a Bit-Level Signal Processing Simulator/ ION GPS/GNSS 2003, 9-12 September 2003, Portland, OR. — P.1996-2010.

63. C. Mongredien, M. Overbeck, G. Rohmer. Development and Integration of a Robust Signal Tracking Module for the Triple-Frequency Dual-Constellation GAMMA-A Receiver/ ION GNSS 23rd International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Portland, OR, September 21-24, 2010. — P.2808-2819.

64. F. Nunes, F. Sousa, J. Leit~ao. An Innovations Approach to False-Lock Mitigation for GPS/Galileo BOC Signals/ ION GNSS 17th International Technical Meeting of the Satellite Division, 21-24 Sept. 2004, Long Beach, CA. — P.2636-2644.

65. T. L'uck, E. G'ohler, M. Bodenbach, J. Winkel, F. F'orster. The GATE Receiver - A Full-Scale Galileo/GPS Monitor Receiver/ ION GNSS 19th International Technical Meeting of the Satellite Division, 26-29 September 2006, Fort Worth, TX. — P.1011-1020.

66. 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. — P.1065-1072.

67. G. Heinrichs, M. Restle, C. Dreischer, T. Pany. NavX®-NSR - A Novel Galileo/GPS Navigation Software Receiver/ ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX. — P.1329-1334.

68. J.-A. Avila-Rodriguez, G. W. Hein, S. Wallner, J.-L. Issler, L. Ries, L. Lestarquit, A. de Latour, J. Godet, F. Bastide, T. Pratt, J. Owen. The MBOC Modulation: The Final Touch to the Galileo Frequency and Signal Plan/ ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX. — P.1515-1529.

69. M.L. Psiaki, T. E. Humphreys, S. Mohiuddin, S. P. Powell, A. P. Cerruti, P.M. Kintner, Jr.Searching. Searching for Galileo/ ION GNSS 19th International Technical Meeting of the Satellite Division, 26-29 September 2006, Fort Worth, TX.

— P.1567-1575.

70. G. Heinrichs, E. Loehnert, E. Wittmann. First Test Results of the German Galileo Test and Development Environment - GATE/ ION GNSS 19th International Technical Meeting of the Satellite Division, 26-29 September 2006, Fort Worth, TX.

— P.1576-1582.

71. M. Kaindl, M. Soellner, C. Zecha, R. Kohl. Performance Analysis of GIOVE-A Signals in Comparison with GPS Based on Wideband Measurements with the BayNavTechTM Signal Evaluation Facility (BaySEFTM)/ ION GNSS 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, 25-28 September 2007, Fort Worth, TX. — P.1588-1595.

72. 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.

— P.2250-2255.

73. 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. — P.2361-2369.

74. N. I. Ziedan. Bayesian Filtering Approaches for Unambiguous BOC Tracking underWeak Signal Conditions/ ION GNSS 24th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Portland OR, September 19-23, 2011. — P.2790-2802.

75. P. F. da Silva, J. S. Silva, T. Peres, I. Colomina, C. Miranda, M.E. Pares, M. Andreotti, C. Hill, J. F. Galera Monico, P. O. Camargo, J. Diez, J. M. Palomo, S. E. Barbin, J. Moreira, G. Streiff, E. Z. Granemann, C. Aguilera. ENCORE: Enhanced Galileo Code Receiver for Surveying Applications/ ION GNSS 24th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Portland OR, September 19-23, 2011. — P.3679-3689.

76. F.D. Nunes, F.M.G. Sousa, J.M.N. Leitao. BOC/MBOC Multicorrelator Receiver with Least-Squares Multipath Mitigation Technique/ ION GNSS 21st. International Technical Meeting of the Satellite Division, 16-19, September 2008, Savannah, GA. — P.652-662.

77. S. Romero, J. Diez, A. Fernandez, A. V. den Berg, M. Simsky, K. V. Wassenhove, R. Morgan-Owen, J. C. de Mateo, M. Hollreiser. Galileo Performance Analysis Software for Test User Receivers/ ION GNSS 21st International Technical Meeting of the Satellite Division, 16-19 September 2008, GA. — P.1252-1257.

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

79. Интерфейсный контрольный документ NAVSTAR IS-GPS-200H (http://www.gps.gov/technical/icwg/IS-GPS-200H.pdf).—226 с.

80. 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. — without pages.

81. 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, 24-27 September 2002, Portland, OR. — P.266-277.

82. Интерфейсный контрольный документ Galileo OS SIS ICD (http://www.gsc-europa.eu/system/files/galileo documents/OS SIS OSD Web.pdf). —26 с.

83. G. Artaud, A. de Latour, J. Dantepal, L. Ries, N. Maury, J.-C. Denis, E. Senant, T. Bany. A new GNSS multi constellation simulator: NAVYS/ ION GNSS 23rd International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Portland, OR, September 21-24, 2010. — P.845-857.

84. C.B. 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. — P.2716-2721.

85. B. Eissfeller, C. Tiberius, T. Pany, R. Biberger, T. Schueler, G. Heinrichs. Real-Time Kinematic in the Light of GPS Modernization and Galileo/ ION GPS 2001, 11-14 September 2001, Salt Lake City, UT. — P.650-662.

86. 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. — P.1896-1904.

87. 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. — P.758-767.

88. Yang C., Miller M., Nguyen T., Akos D. Generalized Frequency-Domain Correlator for Software GPS Receiver: Preliminary Test Results and Analysis/ in

Proceedings of the 19th International Technical Meeting of the Satellite Division, 2629 September, Fort Worth, TX, The Institute of Navigation, 2006, pp. 2346-2630.

89. P. Fine, W. Wilson. Tracking Algorithm for GPS Offset Carrier Signals / in Proceedings of the 1999 National Technical Meeting, 25-27 January, San Diego, CA, The Institute of Navigation, 1999, pp. 671-676.

90. 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. — P.142-151.

91. Jovanovic A., Mongredien C., Tawk Y., Botteron C., Farine P-A. Two-Step Galileo El CBOC Tracking Algorithm: When Reliability and Robustness Are Keys// International Journal of Navigation and Observation, Volume 2012. — P.1-14.

92. A. Jovancevic, A. Brown, S. Ganguly, M. Kirchner, S. Zigic. Software Pseudo-Lm GPS Receiver/ ION GPS 2001, 11-14 September 2001, Salt Lake City, UT. — P.2735-2744.

93. S. Ganguly, A. Jovancevic. Interoperability Study Between GPS and Galileo Signals/ ION GPS/GNSS 2003, 9-12 September 2003, Portland, OR. — P.1023-1034.

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

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

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

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

98. Перов А.И., Захарова Е.В. Сравнительный анализ алгоритмов слежения за пилотной компонентой сигнала L1OC ГЛОНАСС // Радиотехника. —2015.—№12.— С. 116-122.

99. Захарова Е.В., Перов А.И. Сравнительный анализ алгоритмов слежения за пилотной компонентой сигнала L1OC ГЛОНАСС // Сборник научных трудов «SWorld», Выпуск 2(39). Том 4. - Иваново: Научный мир, 2015,стр. 9 - 18.

V V

100. 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. — P.877-889.

101. S. Fischer, S. Berberich, J. Heim, P. A. Krauss. Simulation & Verification of New Architectures for Galileo Navigation Signal Demodulation/ ION GPS/GNSS 2003, 9-12 September 2003, Portland, OR. — P.2021-2030.

102. J.-C. Juang, T.-L. Kao. Generalized Discriminator and its Applications in GNSS Signal Tracking / ION GNSS 23rd International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Portland, OR, September 21-24, 2010. — P.3251-3257.

103. J. A. Cooper, G. J. Brodin, E. Aguado, P. Hellen. A High-End Integrity Receiver for the Combined GPS & Galileo Systems: Digital Signal Processing/ ION GPS/GNSS 2003, 9-12 September 2003, Portland, OR. — P.1973-1982.

104. M. Hollreiser, P. Erhard, P. Lorenzi, C. S. Dixon. Galileo User Segment Overview/ ION GPS/GNSS 2003, 9-12 September 2003, Portland, OR. — P.1914-1928.

105. P. B. Anantharamu, D. Borio, G. Lachapelle. Pre-Filtering, Side-Peak Rejection and Mapping: Several Solutions for Unambiguous BOC Tracking/ ION GNSS 22nd International Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, Savannah, GA, September 22-25, 2009. — P.3142-3155.

106. Первачев С.В. Радиоавтоматика. - М.: Радио и связь, 1982.—296 с.

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

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

109. Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием. - М. Радиотехника, 2003 .— 416 с.

110. Шатилов, А. Ю. Использование критерия срыва слежения при оценке помехоустойчивости следящих систем // Радиотехника. — М.: Радиотехника, 2010.—№ 11.—С. 29-33.

111. GUIDELINES FOR THE GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS) RECEIVER APPLICATION MODULE (GRAM): GPS-GRAM-001A (Internet)// Headquarters, Space and Missile Systems Center NAVSTAR GPS Joint Program Office 2435 Vela Way, Suite 1613 El Segundo, CA 90245-5500. JAMES ARMOR, Colonel, USAF. System Program Director. NAVSTAR GPS Joint Program Office. GPS JPO - SMC/CZ (AFMC). —255 с.

112. Захарова Е.В. Moдeль системы слежения за задержкой мультиплексированного во времени радиосигнала спyтникoвoй paдиoнaвигaциoннoй системы.—РОСПАТЕНТ. Свидетельство № 2012660480 от 21.11.2012 г.

113. Захарова Е.В., Перов А.И. Модель оптимального некогерентного дискриминатора задержки сигнала с ВОС-модуляцией по методу дополнительной переменной.—РОСПАТЕНТ. Свидетельство № 2013617627 от 21.08.2013 г.

114. Захарова Е.В., Перов А.И. Модель системы слежения за задержкой, частотой и фазой сигналов ГЛОНАСС открытого доступа с кодовым разделением совместно по пилотной и информационной компонентам.— РОСПАТЕНТ. Свидетельство № 2014614514 от 28.04.2014 г.

115. Захарова Е.В., Перов А.И. Исследование статистических характеристик оптимального временного дискриминатора для перспективных сигналов в спутниковой радионавигационной системе приемниками // Сборник тезисов докладов конференции РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА.— М.: Издательский дом МЭИ, 2011.—Т. 1.—С. 138-139.

116. Захарова Е.В., Перов А.И. Исследование системы оптимальной фильтрации задержки огибающей сигнала с ВОС - модуляцией в спутниковой радионавигационной системе // Сборник тезисов докладов конференции РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА.— М.: Издательский дом МЭИ, 2012.—Т. 1.—С. 133-134.

117. 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.

118. Захарова Е.В., Перов А.И. Квазиоптимальная система фильтрации задержки сигнала с ВОС-модуляцией с обработкой на поднесущих частотах в спутниковой радионавигационной системе // Сборник тезисов докладов конференции РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА.— М.: Издательский дом МЭИ, 2014.—Т. 1.—С. 134.

119. Захарова Е.В., Перов А.И. Алгоритмы слежения за сигналами ГЛОНАСС открытого доступа ЫОС с кодовым разделением в спутниковой радионавигационной системе // Сборник тезисов докладов конференции РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА.— М.: Издательский дом МЭИ, 2015.—Т. 1.—С. 101.

120. Захарова Е.В., Перов А.И. Сравнение алгоритмов слежения за пилотной компонентой сигнала ЫОС ГЛОНАСС с обработкой на промежуточной частоте и поднесущих частотах // Сборник тезисов докладов

конференции РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА.— М.: Издательский дом МЭИ, 2016.—Т. 1.—С. 98.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПИСАНИЯ, СХЕМЫ, ИЛЛЮСТРАЦИИ И ТАБЛИЦЫ

П.1.1 Схема формирования последовательностей ДК в перспективных радиосигналах СРНС ГЛОНАСС Общее описание радиосигнала Ь1 [28]

Радиосигнал Ь1 с кодовым разделением формируется на двух квадратурах I и Р (рис. П.1) и излучается на несущей частоте (номинальное значение):

^ = 1565 ■ ^ = 313 ■ 5,115 МГц = 1600,995 МГц

Q

L1□□d

L1□□□

почиповое временное уплотнение

* I

L1S□d L1S□□

почиповое временное уплотнение

Рисунок П.1. Структура радиосигнала Ы с кодовым разделением На квадратуре I располагаются информационная ЫБСё и пилотная Ь1БСр компоненты сигнала санкционированного доступа ЫБС. Компоненты ЫБСё и Ь1БСр уплотняются путем чередования чипов дальномерных кодов этих компонент.

На квадратуре Р располагаются информационная ЫОСё и пилотная ЫОСр компоненты сигнала открытого доступа ЫОС. Компоненты Ь1ОСё и Ь1ОСр уплотняются путем чередования чипов дальномерных кодов этих компонент.

Мощность радиосигнала Ь1, поступающего на передающую антенну, равна 4x36=144 Вт. Мощность распределена равномерно между четырьмя компонентами: ЫБСё, ЫБСр, ЫОСё и ЫОСр.

Формирование радиосигнала Ы

Схема формирования сигнала Ь1 с кодовым разделением представлена на рисунке П.2.

Формирователь модулирующей последовательности L1.SC

250 симв/с

бит/с СК

р

Генератор АИП

Т

4 мс-f□2/2 -

АИПт,

Генератор

ДКL1S□d (технол.)

f□2/2 8 мс-

АИПт.1

К1

гтс

*ф

ПL1S□d

—Н

Генератор

ДКь^Ш (технол.)

f□2/2

К2

1'

Пх

ПВУ

^/2

МП

тт

+Ф

Л.

Формирователь модулирующей последовательности L1□ □

ЦИL1□□d бит/с СК

Р

250 симв/с

2 мс f□l/2

8 мс f□l/2

Генератор

ДКL1□□d

ДКL

1□□d

Генератор

ДДьтш

f□l/2

ДДьтш

*Ф

ОК1

П

f□l/2

►Ф

1 с -► МП

2^

Пу.

ПВУ

2 мс 1с

Пг.

10,23 МГц

^02 = 2,5575 МГц

^ = 1,023 МГц

1с

СД

2 мс 4 мс

-► 8 мс

Q

Квадратурный модулятор х-х L1S□

+90°

L1□□

L1 —►

Рисунок П.2. Схема формирования сигнала Ь1 Генератор дальномерных кодов сигнала Ь1ОСр

Структура генератора дальномерных кодов ДКЬ1ОСр изображена на рисунке П.3.

I

с

£

ф- ф

МГц

I

'-И 1 |—| 2 |— 3 — 4 |— 5 |—| 6

Нл

г

7 -

т±л

I

9 |- 10- 11

ЦА1

I- НС1 =0 о о

1 1

о о

1 о

I

I

1-1-2-3-4-5-6

т±л

0

ДКыоср

НС2 = 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0

111111

63

НС2=]

Рисунок П.3. Структура генератора ДКЫОСр Дальномерные коды ДКЫОСр являются усеченными последовательностями Касами, имеют длину N = 4092, период Т = 8 мс, и образуется суммированием по модулю 2 двоичных символов (1 и 0), поступающих с тактовой частотой ^/2 = 0,5115 МГц от цифровых автоматов ЦА1 и ЦА2 (рис. П.3).

Сдвиговый регистр в ЦА1 имеет 12 триггеров, обратные связи от триггеров с номерами 6, 8, 11 и 12. Сдвиговый регистр в ЦА2 имеет 6 триггеров, обратные связи от триггеров с номерами 1 и 6. Сдвиг в регистрах осуществляется от триггера с меньшим номером к триггеру с большим номером.

С периодичностью раз в 8 мс происходит установка следующих кодов начального состояния (НС) в регистры ЦА: в ЦА1 код НС1 = 000011000101;

в ЦА2 код НС2 = ] = 000001 ...111111, где ] - системный номер НКА в ОГ. Коды НС1 и НС2 (ненулевые двоичные числа) записываются в ЦА1 и ЦА2 таким образом, чтобы младший разряд числа поступал в последний триггер регистра.

Короткие импульсы с периодичностью 8 мс, определяющие моменты записи кодов НС в ЦА, формируются в СД, показанном на рисунке 1, на основе сигнала 10,23 МГц и импульсов «1 с».

Общее описание радиосигнала Ь2

Радиосигнал Ь2 с кодовым разделением формируется на двух квадратурах I и Р (рис. П.4) и излучается на несущей частоте (номинальное значение):

£Ь2 = 1220^ = 244-5,115 МГц = 1248,06 МГц

Ь2 КСИ Ь20Ср

Почиповое временное уплотнение

*

* I

Ь28Сс1

Ь28Ср

Почиповое * временное уплотнение

Рисунок П.4. Структура радиосигнала Ь2 с кодовым разделением

На квадратуре I располагаются информационная Ь2БСё и пилотная Ь2БСр компоненты сигнала санкционированного доступа Ь2БС. Компоненты Ь2БСё и Ь2БСр уплотняются путем чередования чипов дальномерных кодов этих компонент.

На квадратуре Р располагаются сигнал системы Ь2 КСИ и сигнал открытого доступа Ь2ОСр. Сигналы Ь2 КСИ и Ь2ОСр уплотняются путем чередования чипов дальномерных кодов этих компонент.

Мощность радиосигнала Ь2 поступающего на передающую антенну равна 4x25=100 Вт. Мощность распределена равномерно между четырьмя компонентами: Ь2БСё, Ь2БСр, Ь2 КСИ и Ь2ОСр.

Формирование радиосигнала Ь2

Схема формирования сигнала Ь2 с кодовым разделением представлена на рисунке П.5. Сигнал на квадратуре Р условно назван L2q.

Формирователь модулирующей последовательности L2S□

250 симв/с

ЦИL2S□d бит/с СК

Генератор АИП

Т

4 мс-

^2/2 -

АИПт-

Генератор

ДКт28Ш (технол.)

f□2/2 8 мс-

АИПт-

К1

$

>ш

ПL2S□d

—н

Генератор

ДКL2S□□ (технол.)

^2/2

К2

1'

Пт

ПВУ

^/2

МП

"ТГ

4•f□

+Ф

Пт

Формирователь модулирующей последовательности L2q

500 симв/с

ЦИТ2 КСИ бит/с СК

Р

2 мс f□l/2 ■

20 мс f□l/2 •

Генератор

ДКТ2 КСИ

ДК.2!

Генератор

ДКт2ПСР

f□l/2

ДКТ2ПШ

■»е

Пт

^/2

1 с

МП

2•f□

л

Пт

ПВУ

П

-L2q

ОК2

20 мс 1 с

Q

Квадратурный модулятор ^ L2S□

+90°

L2q

Т2 —►

10,23 МГц

^2 = 2,5575 МГц

f□1 = 1,023 МГц

1 с

СД

2 мс -> 4 мс ->• 8 мс ->20 мс

Рисунок П.5. Схема формирования сигнала L2

I

с

£

Генератор дальномерных кодов сигналов L1OCd и Ь2 КСИ

Структура генератора дальномерных кодов ДКыоса изображена на рисунке П.6. Генератор ДКиосй совпадают с генератором ДКЬ2 КСИ.

* j = 1...63 - системный номер НКА в ОГ НС2= j

Рисунок П.6. Структура генератора ДКиосй или ДКЬ2 КСИ

Дальномерные коды ДКиоСа (ДКь2 КСИ) являются кодами Голда, имеют длину N = 1023, период Т = 2 мс, и образуется суммированием по модулю 2 двоичных символов (1 и 0), поступающих с тактовой частотой ^/2 = 0,5115 МГц от цифровых автоматов ЦА1, ЦА2 (рис. П.6).

Сдвиговый регистр в ЦА1 имеет 10 триггеров, обратные связи от триггеров с номерами 7 и 10. Сдвиговый регистр в ЦА2 имеет 10 триггеров, обратные связи от триггеров с номерами 3, 7, 9 и 10. Сдвиг во всех регистрах осуществляется от триггера с меньшим номером к триггеру с большим номером.

С периодичностью один раз в 2 мс происходит установка следующих кодов начального состояния (НС) в регистры ЦА: в ЦА1 код НС1 = 0011001000;

в ЦА2 код НС2 = j = 0000000001 ^0000111111, где j - системный номер НКА в ОГ

Коды НС1, НС2 (ненулевые двоичные числа) записываются в ЦА1 и ЦА2 таким образом, чтобы младший разряд числа поступал в последний триггер регистра.

Короткие импульсы с периодичностью 2 мс, определяющие моменты записи кодов НС в ЦА, формируются в СД, показанном на рисунке 2 (для ДКыоса) или 5 (для ДКЬ2 КСИ), на основе сигнала 10,23 МГц и импульсов «1 с».

Генератор открытых дальномерных кодов сигналов LISCd и L2SCd

Структура генератора ДКЬ18Са приведена на рисунке П.7. Генератор ДКиБса совпадает с генератором ДКь28са-

4 мс

окр- Ф

= 1,27875 МГц

4

пл

пл

т

11 пл

■ф

пл

11 ил

ЦА1

I- HCl = 000101 1 1 10100

е

AKblSCd

AKL2SCd

НС2 = 000000000000 1 0000000000010

0000000111111

1

~2~

* } = I...63 - системный номер НКА в ОГ

Рисунок П.7. Структура генератора дальномерных кодов ДКЬ18са или ДКЬ28са Дальномерные коды ДКЫ8са (ДКь^ет) являются усеченными кодами Голда, имеют длину N = 5115, период Т = 4 мс, и образуется суммированием по модулю 2 двоичных символов (1 и 0), поступающих с тактовой частотой /2 = 1,27875 МГц от цифровых автоматов ЦА1 и ЦА2 (рис. П.7).

Сдвиговый регистр в ЦА1 имеет 13 триггеров, обратные связи от триггеров с номерами 9, 10, 12 и 13. Сдвиговый регистр в ЦА2 имеет 13

триггеров, обратные связи от триггеров с номерами 1, 5, 11 и 13. Сдвиг в регистрах осуществляется от триггера с меньшим номером к триггеру с большим номером.

С периодичностью один раз в 4 мс происходит установка следующих кодов начального состояния (НС) в регистры ЦА:

в ЦА1 код НС1 = 0001011110100;

в ЦА2 код НС2 = ] = 0000000000001 ^0000000111111, где ] - системный номер навигационного космического аппарата (НКА) в орбитальной группировке (ОГ).

Коды НС1 и НС2 (ненулевые двоичные числа) записываются в ЦА1 и ЦА2 таким образом, чтобы младший разряд числа поступал в последний триггер регистра.

Короткие импульсы с периодичностью 4 мс, определяющие моменты записи кодов НС в ЦА, формируются в синхронном делителе (СД), показанном на рисунке 2 (для ДКЫ^) или 5 (для ДК^СД на основе сигнала 10,23 МГц и импульсов «1 с».

Генератор открытых дальномерных кодов сигналов Ь18Ср и Ь28Ср

Структура генератора ДКы^р приведена на рисунке П.8. Генератор Д^^ср совпадает с генератором ДКL2scp.

^2/2 = = 1,27875 МГц

Ф

Ф

Ф

10

11

12

13

14

1 1'

ЦА1

I- НС1 = 00110100111000