CC BY
49<Тешетневс^ие чтения. 2016
годы», соглашение № 14.577.21.0076 (уникальный идентификатор проекта RFMEFI57714X0076).
Библиографические ссылки
1. Семенова Е. Г. Основы моделирования и диагностики антенных устройств бортовых комплексов. СПб. : Политехника, 2003. 186 с.
2. Трофимов Н. Н., Канович М. 3. Основы создания полимерных композитов. М. : Наука, 1999. 539 с.
References
1. Semenova E. G. Osnovy modelirovaniya i diagnostiki antennykh ustroystv bortovykh kompleksov. SPb. : Politekhnika, 2003. 186 p.
2. Trofimov N. N., Kanovich M. Z. Osnovy sozdaniya polimernykh kompozitov. M. : Nauka, 1999. 539 c.
© Власов А. Ю., Пасечник К. А., Обверткин И. В., Титов М. А., Уваев И. В., 2016
УДК 629.7.05
ИМИТАТОР СИГНАЛОВ ДЛЯ УГЛОМЕРНЫХ ГНСС-ПРИЕМНИКОВ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ МОДУЛЬНЫХ РАДИОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ*
А. Б. Гладышев, Д. Д. Дмитриев, Н. С. Кремез, Е. Е. Гарин
Сибирский федеральный университет Российская федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected]
Предложен вариант построения имитатора для испытания угломерных ГНСС-приемников, применяемых на воздушных объектах, низкоорбитальных и геостационарных космических аппаратах.
Ключевые слова: имитатор сигналов, ГНСС-приемник, векторный генератор сигналов.
SIMULATOR OF SIGNALS BASED ON MODULAR INSTRUMENTATION TO TEST GNSS RECEIVERS, WHICH MEASURE THE ANGULAR POSITION OF THE OBJECT
A. Gladyshev, D. Dmitriev, N. Kremez, E. Garin
Siberian Federal University 79, Svobodny Av., 660041 Krasnoyarsk, Russia E-mail: [email protected]
A variant of the construction of the simulator to test goniometric GNSS receivers used on overhead objects, low-orbiting and geostationary spacecraft.
Keywords: simulator signals, GNSS receiver, a vector signal generator.
На сегодняшний день одним из наиболее перспективных направлений расширения функциональных возможностей СРНС является реализация функции определения пространственной ориентации объекта. При этом вопросам повышения точностных характеристик определения пространственной ориентации уделяется все большее внимание.
Это обусловлено тем, что радиоугломерная аппаратура устанавливается не только на различные наземные объекты, но и на самолеты, вертолеты, корабли, а также на низкоорбитальные и геостационарные космические аппараты (КА).
Внедрение угломерной навигационной аппаратуры в отличие от обычной предъявляет определенные требования к контрольно-измерительной аппаратуре, необходимой для отладки и проведения испытаний. Основной составной частью такой контрольно-
измерительной аппаратуры являются специальные имитаторы радионавигационных сигналов (ИРНС).
В этом случае ИРНС должны быть многоканальным источником когерентных и фазостабильных навигационных сигналов.
Так как при проведении испытаний навигационные сигналы обычно подаются на входы МШУ навигационного приемника, то количество каналов ИРНС должно соответствовать количеству угломерных каналов приемника.
Наиболее существенной проблемой при создании ИРНС для угломерной навигационной аппаратуры является требование по обеспечению высокой точности формирования задержек навигационного сигнала на различных выходах (порядка 1...5 пс) [1] и возможности управления фазовыми соотношениями между этими сигналами.
*Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (соглашение № 14.578.21.0116, уникальный идентификатор проекта RFMEFI57815X0116).
Системы управления, космическая навигация и связь
Структурная схема ИРНС, построенная на основе модульных приборов платформы National Instruments
Для удовлетворения этих требований предлагается при построении ИРНС использовать возможности современных модульных многоканальных векторных генераторов для построения ИРНС [2; 3].
На рисунке представлена структурная схема ИРНС на основе модульных приборов платформы National Instruments.
В данной схеме для обеспечения имитации когерентных и фазостабильных навигационных сигналов на разных выходах ИРНС применены следующие методы:
- применение высокостабильного опорного генератора для формирования тактовых импульсов, синхронизирующих все цифровые элементы модульных приборов;
- использование общего запуска для генераторов сигналов произвольной формы, формирующегося из сигнала опорного генератора и инициирующего начало модулирующего сигнала;
- использование для формирования навигационных сигналов на различных входах общего гетеродинного сигнала с ВЧ-генератора, синхронизированного по сигналам высокостабильного опорного генератора.
Согласно [4] потенциальное значение разности фаз между каналами такого ИРНС будет составлять ±0,1 градуса, а точности формирования задержек навигационного сигнала на различных выходах -до 0,17 пс.
Построенная по такому же принципу ИРНС на модульных приборах платформы Keysight Technologies согласно [5] будет иметь значение разности фаз между каналами порядка ±1 градуса, а точность формирования задержек навигационного сигнала на различных выходах - порядка 1 пс.
Таким образом, потенциальные возможности современных модульных радиоизмерительных приборов позволяют создавать на их базе ИРНС для испытания угломерных ГНСС-приемников.
Библиографические ссылки
1. Красненко С. С., Пичкалев А. В, Гребенников А. В. Проблемы создания имитаторов сигналов для космических угломерных радионавигационных приемников // Решетневские чтения : материалы Междунар. науч. конф. / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. Ч. 1. С. 185-187.
2. Красненко С. С., Пичкалев А. В., Недорезов Д. А., Лапин А. Ю., Непомнящий О. В. Способы реализации имитаторов радионавигационных сигналов // Вестник СибГАУ. 2014. Вып. 1 (53). С. 30-34.
3. Dmitriev D. D., Gladishev A. B., Tyapkin V. N., Fateev Yu. L. Hardware-Software Complex for Studying the Characteristics of GNSS Receiver // 2016 International Siberian Conference on Control and Communications, SIBCON 2016. - National Research University "Higher School of Economics" Moscow; Russian Federation. May 12-14, 2016. Proceedings 7491665.
4. Генераторы сигналов модульные многоканальные NI PXIe-5673E. Описание типа средства измерений // Приложение к свидетельству № 53106 об утверждении типа средств измерений.
5. Чумадин А. Методы формирования и анализа сверхширокополосных сигналов на базе оборудования Keysight Technologies // Современная электроника. 2015. № 3. С. 52-54.
References
1. Krasnenko S. S., Pichkalev A. V, Grebennikov A. V. Problems of designing signal simulators for space goniometric radio navigating receivers // Reshetnevskie chteniya: materialy Mezhdunar. nauch. konf. ; Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2014. Ch. 1. Р. 185-187.
2. Krasnenko S. S., Pichkalev A. V., Nedorezov D. A., Lapin A. Yu., Nepomnyashchiy O. V. Methods of realizations of satellite radionavigation system simulators // Vestnik SibGAU. 2014. Vol. 1 (53). Р. 30-34.
Решетневс^ие чтения. 2016
3. Dmitriev D. D. Gladishev A. B., Tyapkin V. N., Fateev Yu. L. Hardware-Software Complex for Studying the Characteristics of GNSS Receiver // 2016 International Siberian Conference on Control and Communications, SIBCON 2016. - National Research University "Higher School of Economics" Moscow; Russian Federation. May 12-14, 2016. Proceedings 7491665.
4. Signal generators modular multi-channel NI PXIe-5673E. Description of the measuring instruments // Annex
to the certificate № 53106 type approval of measuring instruments.
5. Chumadin A. Metody formirovaniya i analiza sverkhshirokopolosnykh signalov na baze oborudovaniya Keysight Technologies. // Sovremennaya elektronika. 2015. № 3. P. 52-54.
© Гладышев А. Б., Дмитриев Д. Д., Кремез H. С., Гарин Е. Е., 2016
УДК 004.722.45
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ЧАСТОТНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
М. С. Демичев, К. Э. Гаипов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Содержится краткое описание алгоритма получения математической модели распределения частотного ресурса в виде системы линейных уравнений, решение которой позволяет распределить выделенный частотный диапазон между каналами спутниковой Mesh-сети.
Ключевые слова: частотное планирование, mesh-сеть.
SOLUTION OF FREQUENCY PLANNING PROBLEM
M. S. Demichev, K. E. Gaipov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The research briefly describes an algorithm for obtaining a mathematical model of the frequency resource allocation in the form of a system of linear equations whose solution allows to distribute an allocated frequency band between channels of Satellite Mesh-Network.
Keywords: frequency planning, mesh-network.
Введение. Построение современных спутниковых сетей свези, как правило, не подразумевает межспутниковой передачи данных, так как основной задачей спутника связи является ретрансляция полученного сигнала от одной наземной станции к другой, на которых происходит маршрутизация информационных потоков. Очевидно, что с развитием технологий процесс маршрутизации и коммутации лучше вынести на спутник связи, тем самым сократится время доставки информации между источником и адресатом. Ещё одним преимуществом при взаимодействии спутников между собой является использование тех частотных диапазонов, которые невозможно использовать для связи спутник-наземная станция в силу особенностей распространения радиоволн через различные слои атмосферы и изменяющихся погодных условий. Подобного рода взаимодействия также могут возникать при отправке на орбиту роя наноспутников, которые должны взаимодействовать между собой. Естественным ограничением при организации такой спутниковой Mesh-сети является частотный диапазон, в котором совместно должны работать все спутники, и мощность передатчика, используемого для взаимодействия между спутниками. В связи с этим, предла-
гается алгоритм получения математической модели распределения частотного ресурса при ограниченной мощности передатчика и произвольном расположении спутников в пространстве.
Особенностью предлагаемого алгоритма является его возможность работать с сетями, содержащими большое число Mesh-станций, так как позволяет разбить исходную сеть на своего рода кластеры, которые анализируются базовым алгоритмом распределения частотного ресурса. Применение же базового алгоритма без кластеризации приводит к резкому увеличению числа операций для получения конечной системы уравнений.
Постановка задачи. Пусть даны S спутников и их координаты расположения в пространстве, зона действия передатчика каждого спутника или мощность излучения и диаграмма направленности, а также совместно используемый частотный диапазон F.
В данном алгоритме предполагается, что число связей у каждого спутника будет таким, сколько спутников находится в зоне его действия, ограничение на число передатчиков в данном алгоритме не предусмотрено и является дальнейшим развитием данного алгоритма.
