CC BY
55
УДК 621.3.076.52
КОМПЕНСАЦИЯ МНОГОЛУЧЕВОСТИ СТАЦИОНАРНОГО НАВИГАЦИОННОГО ПРИЕМНИКА*
А. В. Василенко1, И. В. Тяпкин2 Научный руководитель - В. И. Серенков
1Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: servlad@list.ru 2Красноярский научный центр СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50 E-mail: Aronakss@yandex.ru
Исследуется способ компенсации влияния многолучевости для стационарных навигационных приемниках. Способ заключается на основе повторяемости трасс движения навигационных космических аппаратов ГЛОНАСС, с периодом в 17 витков.
Ключевые слова: спутниковые радионавигационные системы ГЛОНАСС, многолучевость, стационарный навигационный приемник.
COMPENSATION FIXED MULTIPATH NAVIGATION RECEIVER
A. V. Vasilenko1, I. V. Tyapkin2 Scientific supervisors - V. I. Serenkov
1Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: servlad@list.ru 2Krasnoyarsk scientific center SO RAC 50, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: Aronakss@yandex.ru
This article explores a way to compensate for multipath effects for stationary navigationreceivers. The method is based on the frequency of traffic routes of navigation satellitesGLONASS, with a period of 17 turns.
Keywords: satellite radio navigational systems, GLONASS, multipath, navigation receiver stationary.
При работе навигационной аппаратуры потребителя в городских условиях, а также в любых других ситуациях, характеризующих наличие других отражающих предметов, на вход приемника, кроме сигнала НС, поступают переотраженные от местных предметов сигналы [1; 2] т. е. возникает ошибка оценивания псевдодальности и псевдоскорости. Кроме того, искажаются формы дискриминационных характеристик дискриминаторов задержки, фазы (или частоты), что тоже негативно сказывается на точности формируемых оценок [3-5].
Так как в приемнике осуществляется корреляционная обработка сигналов, а используемые в ГЛОНАСС фазоманипулированные сигналы не коррелированны при сдвиге кодовой последовательности на длительность тэ символа дальномерного кода, задержка огибающей отраженного сигнала на величину большую или равную тэ, не влияет на работу приемника. Указанное обстоятельство можно использовать для грубой оценки псевдодальности, обусловленной многолучевым распространением сигнала, а именно 5 Дмлр мах = cSt^ мах = ^c, что составляет около 600 м при использовании кода стандартной точности и около 60 м при использовании ВТ-кода [1].
Работа выполнена при финансовой поддержки Министерства образования и науки Российской Федерации (соглашение от 28.10.2014 г. № 14.574.21.0131, уникальный идентификатор проекта RFMEFI57414X0131).
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 1
Одним из методов борьбы с многолучевостью является использование модели помех.
В основу построения модели помех лежат следующие предпосылки:
- при использовании аппаратуры МРК-33 [2] в составе беззапросной измерительной станция антенная система неподвижна и находится в точке с известными координатами;
- повторяемость трасс движения спутников и зон радиовидимости для наземных средств, интервал которой составляет 17 витков.
Модель помех строится в 4 этапа:
1. Накопление данных на первые 17 витков.
2. По данным строится таблица зависимости значения помехи от азимута, угла места, витка и литерной частоты, начиная с угла места 15°. Значение помехи оценивается как разность кода и фазы навигационного сигнала, после компенсации влиянием ионосферы двухчастотным методом. Из всех полученных значений на одном витке, вычитают значения в зените, для устранения фазовой неоднозначности.
3. Полученные данные используются для компенсации следующих 17 витков.
4. По остаточным данным от компенсации корректируется таблица помех для следующих 17 витков.
Измерения проводились на испытательном стенде Сибирского федерального университета предназначенного для оценки точностных характеристик беззапросных измерительных станций
Навигационный сигнал принимается АС БИС и подается вход исследуемой навигационной аппаратуры МРК33 из состава беззапросной измерительной станции. Измеренные данные передаются на ПЭВМ на которой происходит их накопление и дальнейшая обработка. МРК-33 синхронизирован с водородным стандартом частоты Ч1-1006.
Измерения проводились для «1» витка с 00:00:00 по 23:59:59 03.03.2012, «18» витка с 00:00:00 по 23:59:59 11.03.2012 и «35» витка с 00:00:00 по 23:59:59 19.03.2012.
Рис. 1. «1», «18» и «35» виток для НКА 22 ГЛОНАСС
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.S -1
Ч Ч
f / ч
А * \ л
12 01 Н Я 48 01Ш
f Г ч
/ \
t Г > *
\
Z(CT). Виток 18 с компенсацией 1 -Z[CT). Виток 35 с компенсацией 2— — У.М.
Рис. 2. «18» и «35» виток с компенсацией для НКА 22 ГЛОНАСС
На рис. 1, 2 наблюдается корреляция между величиной 2 построенной для «1» и «18» витка, и «18» и «35» витка соответственно, коэффициент которой представлен в таблице. Отличия могут быть обусловлены изменившейся помеховой обстановкой в окрестностях АС БИС.
Коэффициент корреляции для выборочных 5 спутников
№ системной точки НКА ГЛОНАСС Коэффициент корреляции.
«1» виток и «18» виток «18» виток и «35» виток
2 0,706 0,738
8 0,562 0,635
13 0,853 0,573
16 0,795 0,629
22 0,913 0,772
Таким образом, на основе построенной модели помех удалось компенсировать влияние много-лучевости в 2,7 раза на углах места выше 15°.
Библиографические ссылки
1. Перов А. И., Харисов В. Н. «ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования». М. : Радиотехника, 2010. С. 287-288.
2. Прибор МРК-33 ПрМ. Руководство по эксплуатации УЭ2.029.038 РЭ. Отраслевой документ. 2007. 57 с.
3. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ. Редакция 5.0. М. : КНИЦ ВКС, 2002.
4. Шарфунова Т. Г., Тяпкин В. Н., Дмитриев Д. Д. Точность измерения навигационных параметров в навигационной аппаратуре потребителя спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС, оснащенной антенной решеткой // Радиотехника. 2013. № 6. С. 22-25.
5. Увеличение точности угловых измерений в фазированных антенных решетках при адаптации / В. Н. Тяпкин, Д. Д. Дмитриев, Е. Н. Гарин и др. // Промышленные АСУ и контроллеры. 2013. № 6. С. 70-75.
© Василенко А. В., Тяпкин И. В., 2015
