Моделирование корреляционной обработки навигационного сигнала при наличии одиночного отражения с постоянными параметрами Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Решетнеескцие чтения. 2015

Рис. 3. Результат коррекции разрыва фазы

Применение данного подхода возможно при использовании и других алгоритмов частотной синхронизации, основанных на корреляции входных известных данных с эталонными, таких как M&M и L&R [5]. Дополнительные вычислительные расходы на вычисление Rn в прочих алгоритмах повлияли на выбор именно алгоритма Фитца.

References

1. ETSI EN 302-307, Digital Video Broadcasting (DVB) - Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications, Vol. 1.1.1, January, 2004.

2. Albertazzi G. et al. On the adaptive DVB-S2 physical layer: design and performance, IEEE

Wireless Communications, vol. 12, issue 6, p. 62-68, Dec. 2005.

3. Pansoo Kim Corazza G. E., Pedone R., Villanti, M., Dae-Ig Chang. Deock-Gil Oh Enhanced Frame Synchronization for DVB-S2 System Under a Large of Frequency Offset IEEE Wireless Communications and Networking Conference, 2007.

4. Fitz M. P. Planar filtered techniques for burst mode carrier synchronization, IEEE GLOBECOM'91, vol. 1, Dec. 1991, p. 365-369.

5. Jang Woong Park, Hyoung Jin Yun, Myung Hoon Sunwoo. Efficient Coarse Frequency Synchronizer Using Serial Correlator for DVB-S2 Jang 2008 IEEE International Symposium on Circuits and Systems.

© Комаров А. А., Рыженко И. Н., Андреев А. С.,

Леонова А. В., 2015

УДК 621.376.4

МОДЕЛИРОВАНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НАВИГАЦИОННОГО СИГНАЛА ПРИ НАЛИЧИИ ОДИНОЧНОГО ОТРАЖЕНИЯ С ПОСТОЯННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

Н. М. Крат

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: [email protected]

Представлены методика и результаты моделирования корреляционной обработки навигационного сигнала при наличии отражения. Коэффициент отражения и задержка отраженного сигнала постоянны. Данное условие выполняется при испытаниях аппаратуры радионавигации космических аппаратов.

Ключевые слова: имитатор навигационных сигналов, анализатор навигационных сигналов, оценка задержки сигнала, корреляционная обработка, систематическая ошибка, калибровка.

Системы управления, космическая навигация и связь

MODELLING NAVIGATION SIGNAL CORRELATION PROCESSING IN PRESENCE OF SINGLE REFLECTION WITH CONSTANT PARAMETERS

N. M. Krat

JSC "Information satellite systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]

Description and results of navigation signal correlation processing modeling in presence of reflection are presented. Reflection coefficient and reflected signal delay are constants. This condition is satisfied under space vehicle radio navigation equipment testing.

Keywords: navigation signal analyzer, navigation signal simulator, signal delay estimation, correlation processing, systematic error, calibration.

Аппаратура, предназначенная для тестирования навигационных приемников, должна быть точно от-калибрована. Это условие может быть выполнено только при высокоточной оценке параметров навигационных сигналов. Известно, что различие волновых сопротивлений на концах кабеля, на выходе имитатора и входе анализатора (или аппаратуры радионавигации) вызывает появление отраженного сигнала. Наличие отраженного сигнала, в свою очередь, вызывает появление систематической ошибки в оценке параметров. В данной работе представлены материалы, содержащие описание методики и результаты моделирования, проводимого с целью выявления факторов, влияющих на результат оценки задержки корреляционным методом [1-3]. Дана краткая оценка полученных результатов.

Для проведения моделирования было разработано программное обеспечение (в среде Ма1ЬЛВ), работающее в соответствии со следующим алгоритмом:

1) ввод исходных данных - значений задержки сигнала, вносимой кабелем, и общего комплексного коэффициента отражения в линии передачи;

2) формирование сигнала, представляющего собой сумму одного периода дальномерного кода сигнала ГЛОНАСС ЫОБ СТ [4] на высокой частоте и его копии, уменьшенной по амплитуде, сдвинутой во времени и со сдвинутой фазой;

3) корреляционная обработка суммарного сигнала. Максимум корреляционной функции определялся двумя методами: аппроксимацией параболой с расчетом положения вершины и методом центра тяжести [5];

4) фиксация полученных значений систематической ошибки, повтор пунктов 2-3 с измененным значением несущей частоты при тех же исходных данных;

5) запрос необходимости ввода новых исходных данных, в случае положительного ответа - повтор пунктов 1-4, иначе - завершение работы.

Данная схема соответствует рис. 1 (FFT, IFFT -блоки прямого и обратного быстрых преобразований Фурье, conj - функция комплексного сопряжения).

На данном рисунке w0 - значение несущей частоты, умноженное на 2п, фог - начальная фаза опорного генератора (при моделировании она принималась равной нулю). С применением разработанного ПО было проведено моделирование. Некоторые из зависимостей, полученных в результате моделирования, представлены на рис. 2. Данное семейство функций получено в результате моделирования при следующих начальных условиях: значения комплексного коэффициента отражения 0,003, 0,01 и 0,03, задержка отраженного сигнала относительно прямого 10,5 нс. Значение задержки рассчитывалось при аппроксимации параболой по двум сотням точек (частота дискретизации 6 ГГц).

Представленные на рис. 2 зависимости позволяют сделать следующие заключения:

1) зависимость носит периодический характер;

2) период для одинаковых задержек отраженного сигнала относительно прямого одинаков;

3) максимальное значение систематической ошибки тем больше, чем больше значение коэффициента отражения.

Формирователь суммарного сигнала

FFT

Cos(Wo't+<p0|

„ * IFFT Определение положения максимума

conj

FFT

Опорная ПСП

Рис. 1. Схема, эквивалентная алгоритму, заложенному в разработанном ПО

Решетнееские чтения. 2015

Рис. 2. Зависимости систематической ошибки от значения несущей частоты

Данный материал может служить исходным для получения выражения, позволяющего вычислять значение систематической погрешности, вызываемой рассогласованиями в линии передачи сигнала в конкретных условиях, которое, в свою очередь, может быть использовано при калибровке имитаторов и анализаторов навигационных сигналов.

Библиографические ссылки

1. Ширман Я. Д., Голиков В. Н. и др. Теоретические основы радиолокации : учеб. пособие для вузов М. : Сов. радио, 1970. 560 с.

2. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. 3-е изд., перераб. и доп. М. : Радио и связь, 1989. 656 с.

3. Амиантов И. Н. Избранные вопросы статистической теории связи М. : Сов. радио, 1971. 416 с.

4. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС (Интерфейсный контрольный документ, 5-я ред.) М. : Координационный научно-информационный центр Российской Федерации, 2008. 74 с.

5. Пальчик О. В., Андреев В. Г. Обработка данных триангуляционного измерителя // Цифровая обработка сигналов и её применения : материалы докл. VI Междунар. конф. М., 2004. Т. II. С. 197-200.

References

1. Shirman Ya. D., Golikov V. N. i dr. Teoreticheskie osnovy radiolokatsii: uchebnoe posobie dlya vuzov M.: Izdatel'stvo «Sovetskoe radio», 1970. 560 s.

2. Levin B. R. Teoreticheskie osnovy statisticheskoy radiotekhniki. 3-e izd., pererab. i dop. M.: Radio i svyaz', 1989. 656 s.

3. Amiantov I. N. Izbrannye voprosy statisticheskoy teorii svyazi M.: Sov. Radio, 1971. 416 s.

4. Global'naya navigatsionnaya sputnikovaya sistema GLONASS (Interfeysnyy kontrol'nyy dokument, pyataya redaktsiya) M. : Koordinatsionnyy nauchno-informatsionnyy tsentr Rossiyskoy Federatsii, 2008. 74 s.

5. Pal'chik O. V., Andreev V. G. Obrabotka dannykh triangulyatsionnogo izmeritelya // Materialy dokl. VI Mezhdunar. konf. «Tsifrovaya obrabotka signalov i ee primeneniya». Moskva, 2004. T. II. S. 197-200.

© Крат Н. М., 2015

УДК 621.372.88

ОБЛУЧАТЕЛЬ С-ДИАПАЗОНА КРУГОВОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

Ю. В. Крылов*, Р. С. Зубарев, А. Ю. Лапин

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: [email protected]

Представлен принцип работы частотно-поляризационного селектора, входящего в состав разработанного облучателя круговой поляризации, который может быть использован в антенной технике спутниковой связи в С-диапазоне частот.

Ключевые слова: частотно-поляризационный селектор, облучатель, ортомодовый селектор, частотный диапазон С.