CC BY
24
УДК 621.316
КОМПЕНСАЦИЯ РАЗНОСТИ ФАЗОВЫХ НАБЕГОВ В РАДИОЧАСТОТНЫХ БЛОКАХ УГЛОМЕРНОЙ АППАРАТУРЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ СПУТНИКОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ
СИСТЕМ
С.В. Ершов, Д. А. Ермолов
Рассмотрен один из способов компенсации разности фазовых набегов, позволяющий минимизировать паразитные слагаемые вторых разностей фаз при использовании сигналов ГЛОНАСС с частотным разделением каналов.
Ключевые слова: ГЛОНАСС, проектирование, радионавигация, разность фаз, фазовые набеги, энергоснабжение.
Главное отличие российской навигационной системы ГЛОНАСС от американской NAVSTARGPS - использование частотного разделения каналов. Однако, кроме преимуществ данный подход имеет и ряд недостатков. Главный из них - усложнение навигационных приемников как в программной части, так и в аппаратной. Наглядным примером являются относительные фазовые измерения [1], в частности - угломерная аппаратура потребителей. Данный класс устройств предназначен для определения не только скорости, времени и координат потребителя, но и его пространственной ориентации. Если при построении угломерной аппаратуры потребителей GPS с помощью использования вторых разностей фаз [1] (разностей относительных фаз для двух сигналов пары спутников) удается скомпенсировать различные паразитные фазовые набеги за счет их совпадения для сигналов различных спутников, то при построении угломерной аппаратуры потребителей ГЛОНАСС данная процедура является полумерой. Частотное разделение каналов приводит к зависимости фазовых набегов от номера спутника (используемой литеры частоты), в результате чего при взятии второй разности фаз компенсация ошибок происходит лишь частично.
Разработан комплекс мер, состоящий из аппаратного блока и специального алгоритма обработки, позволяющий компенсировать паразитные слагаемые вторых разностей фаз при использовании сигналов ГЛОНАСС с частотным разделением каналов.
Аппаратный блок, представляющий собой антенный коммутатор (на рис. 1) - производит циклическое переключение соединений антенных модулей с радиочастотными блоками приемника. Алгоритм обработки на основании данных о моментах переключений и происходящих скачках разности фаз оценивает паразитные набеги вторых разностей фаз, а затем проводит их компенсацию. Корректированные вторые разности фаз в дальнейшем используются для решения задачи относительных фазовых измерений [1].
Надёжность и диагностирование технического состояния электротехнических...
Рис. 1. Циклограмма коммутаций антенных модулей с радиочастотными блоками для угломерной аппаратуры с тремя приемными антеннами (в окружности - номер фазы цикла, схематическое изображение антенны соседствует с ее порядковым номером, квадратами схематически обозначены радиоприемные блоки
с их порядковыми номерами)
Предложенный метод позволяет проводить компенсацию разности фазовых набегов в радиочастотных блоках угломерной аппаратуры потребителей без перерывов в проводимых измерениях времени, координат, скорости и параметров ориентации пользователя, что качественно отличает его от известных методов периодической калибровки каналов. Вместе с тем, во время переключения антенн происходит некоторое увеличение дисперсионной ошибки оценивания вторых разностей фаз (рис. 2).
s £
го о -в s
и о
X
«
« а.
!5 О
а □
и ш
О
а: о
Во I гоемя работы
коммутатора
)хх L
ХОТЙНХЦ ильная < •
Сигнал/шум, дБГц
Рис. 2. Среднеквадратическая ошибка оценивания второй разности фаз в угломерной аппаратуре спутниковых радионавигационных
систем
155
Для получения высокой точности оценивания параметров ориентации, процедуру оценивания разности фазовых набегов, а так же последующую перекоммутацию антенн, целесообразно проводить непрерывно, так как применение кратковременны сеансов вызовет паразитные фазовые набеги, с которыми мы и боремся.
Список литературы
1. Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. Изд. 3-е, перераб. М.: Радиотехника, 2005. 688 с.
Ершов Сергей Викторович, канд. техн. наук, доц., erschov.serrgamail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Ермолов Даниил Андреевич, студент, daniill l96amiail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
COMPENSA TION OF THE DIFFERENCE OF THE PHASE RAIDS IN RADIO GONIOMETRICAL UNITS OF USER EQUIPMENT OF SATELLITE RADIO NA VIGATION
SYSTEMS
S. V. Ershov, D.A. Ermolov
One of the ways of compensation of the phase difference of the raids, allowing to minimize the parasitic components of the second phase difference using signals of the GLONASS frequency division channels is considered.
Key words: GLONASS, design, radio navigation, phase difference, phase attacks, electricity.
Ershov Sergey Victorovich, candidate of technical sciences, docent, erschov. serrgamail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Ermolov Daniil Andreevich, student, daniill 196amail. ru, Russia, Tula, Tula State University
