ПРАКТИЧЕСКАЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ГЛОБАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ МЕТОДОМ ВРЕМЕННОГО НАКОПЛЕНИЯ В ЦЕЛЯХ МОНИТОРИНГА РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ

Еремеев Д. А.

Ссылка на статью: // Радиостроение. 2020. № 04. С. 1-16.

Б01: 10.36027/^е^.0420.0000173

Представлена в редакцию: 11.06.2020

http://www.radiovega.su © Еремеев Д.А., 2020

УДК 621.396

Практическая программно-аппаратная реализация обработки сигналов глобальных навигационных спутниковых систем методом временного накопления в целях мониторинга радионавигационных сигналов

Еремеев Д.А.1' аетеоу 1 з з 9шакии

1МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Радиостроение

Научно-практический журнал

В статье даётся краткое описание метода временного накопления (МВН), позволяющего восстановить форму повторяющихся элементов радионавигационного сигнала за счёт их наложения и усреднения. Предлагается вариант схемы построения малогабаритного программно-аппаратного комплекса мониторинга радионавигационных сигналов на базе слабонаправленной антенны с использованием обработки методом временного накопления. Приводятся результаты обработки радионавигационных сигналов, полученные с помощью макета данного комплекса мониторинга. Показывается возможность использования метода временного накопления совместно со слабонаправленной антенной для мониторинга сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).

Ключевые слова: метод временного накопления, мониторинг, программно-определяемая радиосистема, слабонаправленная антенна, форма радионавигационного сигнала

Введение

В последнее время возрастают требования к качеству навигационно-временного определения (НВО). Это, в частности, связано с развитием беспилотного транспорта, беспилотных летательных аппаратов, геодезии, систем синхронизации по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем и других областей, которым требуется повышенная точность измерения координат и времени. Одним из источников ошибок навигационных измерений является искажение сигналов спутников. Поэтому актуальным является контроль формы навигационных сигналов: оценка искажений формы и проверка их соответствия допустимым значениям [1-3].

Как правило, для мониторинга сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) используют комплексы на базе крупноапертурных антенн (например, зеркальных)

[4-9]. Они обеспечивают хорошее отношение сигнал/шум и позволяют напрямую наблюдать форму сигнала. Однако такие комплексы обладают рядом недостатков: большой размер антенны, высокая стоимость и сложность, необходимость наведения антенны на спутник и его сопровождения и др.

В качестве более дешёвой и простой альтернативы в данной статье предлагается компактный программно-аппаратный комплекс мониторинга сигналов на базе слабонаправленной антенны, программно-определяемой радиосистемы (ПОР) и персонального компьютера (ПК) с программой, реализующей обработку методом временного накопления, позволяющим восстановить форму повторяющихся элементов сигнала за счёт их наложения и усреднения. Данный подход позволяет добиться отношения сигнал/шум существенно большего, по сравнению с классическим подходом, путём увеличения времени накопления. К примеру, обработка сигнала длительностью 100 с даёт энергетический выигрыш более 70 дБ. Кроме того, при этом не требуется наведение на спутник и его сопровождение. Однако следует учитывать, что необходимо некоторое время на накопление и обработку, а восстановленная форма сигнала является усреднённой, что не позволяет увидеть единичные непериодические искажения сигнала. Предлагаемое решение может быть использовано не только для целей мониторинга, но и для отработки различных технологий обработки навигационных сигналов, основанных на использовании информации о форме принимаемого сигнала. Стоит отметить, что применение метода временного накопления для оценки формы сигнала уже проводилось ранее с использованием как крупно-апертурных, так и слабонаправленных антенн [1], [4].

В данной статье даётся кратное описание метода временного накопления, предлагается вариант схемы малогабаритного программно-аппаратного комплекса мониторинга навигационных сигналов, включающего слабонаправленную антенну, и приводятся результаты экспериментальных измерений.

1. Описание метода временного накопления

Метод временного накопления описан в статьях [1] и [4]. Он основан на повторяемости элементов навигационного сигнала или кода (например, повторяемость формы фронтов элементов дальномерного кода или формы кода в целом). Сигнал можно разложить на повторяющиеся базовые элементы (БЭ). Их форма и количество могут быть произвольными, а сами они задаются через значения кодовой последовательности, структура которой должна быть известна.

В частности, может быть предложена система из четырёх базовых элементов, показанных на рис. 1. Длительность их равна длительности элемента дальномерного кода навигационного сигнала т .

МВН позволяет восстановить форму базовых элементов путём наложения и усреднения отсчётов принятого сигнала, соответствующих каждому базовому элементу, но располагающихся в разных частях сигнала, как показано на рис. 2. Шум в таких отсчётах некоррелирован, поэтому при выполнении такой обработки дисперсия шума уменьшается. При этом усреднение производится по отсчётам, попадающим в каждый подынтервал разбиения базового элемента. Количество таких подынтервалов определяет эквивалентную частоту дискретизации восстановленных базовых элементов.

Для определения положения базовых элементов в наблюдаемом сигнале необходимо восстановить сигнальное время, используя оценки радионавигационных параметров (РНП): задержки огибающей сигнала, фазы и частоты Доплера. Также нужно перенести сигнал на нулевую частоту (выделить огибающую, форма которой и представляет интерес). Для реализации фильтрации РНП лучше использовать алгоритм комплексного фильтра слежения за задержкой огибающей и фазой сигнала (схему объединённой синхронизации). Преимуществом данного алгоритма является поддержка схемы слежения за задержкой схемой ФАП, что даёт более точные оценки задержки дальномерного кода сигнала, необходимые для нормальной работы МВН (для достаточно точного восстановления сигнального времени) [1].

Выигрыш по энергетике в результате определяется отношением времени накопления сигнала Т к суммарной длительности выбранных базовых элементов, в частности, к длительности четырёх базовых элементов:

Т

нак

Ч '

Стоит отметить, что частота дискретизации восстановленных базовых элементов может быть выше исходной частоты дискретизации сигнала.

2. Описание программно-аппаратного комплекса мониторинга

На рис. 3 представлена предлагаемая структурно-функциональная схема программно-аппаратного комплекса мониторинга сигналов ГНСС на базе МВН. Такой комплекс позволяет сделать запись отсчётов сигнала в файл, который потом обрабатывается программой.

Такая схема выбрана в силу следующих причин:

- простота построения;

- малогабаритность;

- возможность отдельно промерить характеристики антенны и оценить КУ тракта.

Рис. 3. Структурно-функциональная схема программно-аппаратного комплекса мониторинга сигналов

ГНСС на базе МВН

Принцип работы данного программно-аппаратного комплекса мониторинга следующий. Слабонаправленная антенна принимает навигационные сигналы наблюдаемых спутников. Программно-определяемая радиосистема переносит их на промежуточную частоту и оцифровывает. Далее цифровые квадратурные отсчёты по интерфейсу (например, USB 3.0) поступают в персональный компьютер и записываются в файл. Управление работой ПОР и запись файла осуществляются специальным программным обеспечением (ПО). Затем программа обработки считывает отсчёты сигнала из файла, реализует первичную обработку (получение РНП) и обработку сигнала методом временного накопления, а также отображает результаты (графики восстановленного сигнала во временной и спектральной областях, численные оценки параметров сигнала). Питание элементов схемы осуществляется с помощью вторичных источников питания (ВИП). Питание и управление ПОР осуществляются по интерфейсу USB 3.0 (или по иному интерфейсу, например, Ethernet).

Диапазон рабочих частот элементов схемы должен охватывать диапазоны интересующих сигналов. Для поддержки всех существующих сигналов ГНСС диапазон должен составлять около (1150-1650) МГц [10-21]. Полоса пропускания должна быть достаточной, чтобы не вносить существенных искажений в сигнал (желательно более 50 МГц). При этом надо учитывать, что интерфейс передачи данных должен обеспечивать пропускную способность, необходимую для передачи цифровых отсчётов сигнала на ПК с учётом частоты дискретизации и разрядности отсчётов.

Генератор шума (ГШ) подключается вместо антенны и позволяет осуществить калибровку тракта. Мощность шума на выходе ГШ гш известна. Измерив мощность шума записанных цифровых отсчётов Рш вых, можно оценить сквозной коэффициент усиления (КУ) тракта как их отношение.

/~< Рш, вых

Чр = --. (2)

Рш, ГШ

В простейшем случае оценить КУ антенного тракта, состоящего из активной антенны и кабеля, можно по схеме, представленной на рис. 4. Принцип заключается в измерении спектральной плотности мощности шума на выходе NBbK анализатором спектра.

Спектральная плотность мощности шума на входе N определяется собственными тепловыми шумами N и коэффициентом шума малошумящего усилителя (МШУ) антенны F . Дополнительный МШУ после кабеля необходим для увеличения шума до уровня, превышающего порог чувствительности анализатора спектра. КУ этого МШУ G^jy также необходимо отдельно измерить с помощью анализатора спектра.

Антенный тракт

Актидная антенна

Кабель 1 i МШУ

i 1

Анализатор спектра

Рис. 4. Схема оценки КУ антенного тракта

Оценить коэффициент усиления антенного тракта (антенны и кабеля) можно по следующей формуле:

САТ[дБ] = ^вьк[дБВт/Гц] - ^мшу[дБ] - ^[дВВт/Гц] + СА[дВ]. (3)

В этой формуле GA _ коэффициент усиления, обусловленный диаграммой направленности антенны.

Результирующий коэффициент усиления определяется по формуле:

Gz= Стр + Gat ■ (4)

Этот КУ используется в программе обработки для получения оценок мощности принимаемого сигнала.

Экспериментальный программно-аппаратный комплекс мониторинга был собран на базе активной антенны с круговой поляризацией, разработанной КБ НАВИС, ГШ Agilent 346B и ПОР NI USRP B200, некоторые параметры которого представлены в табл. 1 [22]. Для работы с ПОР использовалась программа GNU Radio. Программа обработки сигналов реализована в среде MATLAB.

Таблица 1. Параметры ПОР NI USRP B200

Параметр Значение

Диапазон частот, МГц от 70 до 6000

Полоса пропускания (макс.), МГц 56

Частота дискретизации (макс.), МГц 61,44

Разрядность АЦП, бит 12

Интерфейс USB 3.0

Число каналов приёма 1

3. Результаты экспериментальных исследований

В ходе эксперимента были сделаны записи открытых сигналов ГЛОНАСС стандартной точности с частотным разделением в диапазоне L1 (ГЛОНАСС L1OF, центральная частота 1602 МГц) длительностью 200 с в полосе 10 МГц. Стоит отметить, что использованная частота дискретизации 10 МГц недостаточно велика и форма сигнала обусловлена в первую очередь трактом приёмника. Однако выставить частоту больше не представля-

лось возможным из-за ограниченной производительности используемого ПК (ограниченной скорости записи данных на носитель информации).

На рис. 5 представлены графики восстановленных базовых элементов сигналов ГЛОНАСС ЫОБ литеры «-7» (НКА с номером 752) и литеры «+0» (НКА с номером 757). На рис. 6 представлены энергетические спектры восстановленных дальномерных кодов данных сигналов.

а)

б)

Рис. 5. Графики восстановленных базовых элементов сигналов ГЛОНАСС Ь1ОГ литер «-7» (а) и «+0» (б) в

полосе 10 МГц

а)

б)

Рис. 6. Энергетические спектры восстановленных дальномерных кодов сигналов ГЛОНАСС Ь1ОГ литер

«-7» (а) и «+0» (б) в полосе 10 МГц

Из рис. 5 видно, что на восстановленных базовых элементах сигналов наблюдаются характерные искажения на фронтах, обусловленные ограниченной полосой аналогового

тракта приёмника. При этом сигнал ГЛОНАСС L1OF литеры «-7», находящийся на самом краю полосы пропускания приёмника, имеет сильные искажения формы. Данные искажения могут снизить точность оценок псевдодальности по этому сигналу в случае использования приёмника с недостаточно большой полосой пропускания. Также наблюдается перетекание части сигнала в квадратуру (мнимая часть) на фронтах, что обусловлено несимметричностью спектра. Сигнал ГЛОНАСС L1OF литеры «+0», находящийся в центре полосы пропускания приёмника, имеет заметно менее искажённый фронт и меньше перетекания мощности в другую квадратуру. Таким образом, чем больше несимметричность спектра сигнала, тем большая его мощность перетекает из действительной части в мнимую.

Также по восстановленным с помощью МВН элементам сигнала была проведена оценка мощности сигналов и энергетического выигрыша от применения МВН. Результаты обработки двух сигналов представлены в табл. 2. Как правило, в целях мониторинга навигационных сигналов для оценки их мощности используют комплексы на базе крупноапер-турных антенн.

Таблица 2. Результаты обработки сигналов ГЛОНАСС L1OF (полоса 10 МГц)

Сигнал Оценка мощности, дБВт Оценка энергопотенциала сигнала, дБГц Энергетический выигрыш от применения МВН, дБ Длительность фронта, нс Эквив. частота дискретизации БЭ, МГц

Литера «-7» -150,3 52,0 72,1 300,1 51,10

Литера «+0» -150,6 51,0 73,9 92,1 51,10

Как видно из табл. 2, энергетический выигрыш от применения обработки сигналов методом временного накопления на длительности 200 с. превышает 70 дБ и составляет приблизительно 73 дБ, что близко к теоретическому значению 74 дБ, определяемому по формуле (1).

Дополнительно была обработана запись сигналов ГЛОНАСС L1OF длительностью 82 с, полученная с помощью № ^ЯР B200 в полосе 50 МГц с использованием более производительного компьютера. Калибровка тракта в данном случае не проводилась, поэтому оценки мощности сигналов отсутствуют.

Результаты обработки сигналов ГЛОНАСС L1OF с номерами литерных частот «-7» и «+6» представлены на рис. 7-10, и в табл. 3. Эквивалентная частота дискретизации восстановленных базовых элементов составляет 102,2 МГц.

На графиках спектров сигналов, приведённых на рис. 8 и 10, в радиоастрономическом диапазоне (1610,6 - 1613,8) МГц отчётливо виден провал, обусловленный действием режекторного фильтра на борту спутников. Этот фильтр необходим, чтобы не создавать помехи чувствительному радиоастрономическому оборудованию. Также наблюдается подавление спектра на краях, обусловленное полосовым фильтром приёмника, шириной 50 МГц. Всё это приводит к искажению формы базовых элементов, а несимметричность спектра в свою очередь - к перетеканию их мощности на фронтах в квадратуру.

На рис. 7-10 также видно, что чем больше номер литерной частоты, тем ближе сигнал по частоте к полосе режектирования и тем сильнее искажена форма сигнала. Также увеличивается и уровень квадратурной составляющей. При этом, как видно из табл. 3, возрастает длительность фронта (для «-7» литеры - 33 нс, для «+6» литеры - 77 нс).

0 7 2 3 и Б 6

Рис. 7. График восстановленных базовых элементов сигнала ГЛОНАСС ЫОБ литеры «-7» в полосе 50 МГц

Рис. 8. Энергетический спектр восстановленного дальномерного кода сигнала ГЛОНАСС ЫОБ литеры «-7»

в полосе 50 МГц

О 12 3 4 5 6

Рис. 9. График восстановленных базовых элементов сигнала ГЛОНАСС ЫОБ литеры «+6» в полосе 50 МГц

Рис. 10. Энергетический спектр восстановленного дальномерного кода сигнала ГЛОНАСС ЫОБ литеры

«+6» в полосе 50 МГц

Таблица 3. Результаты обработки сигналов ГЛОНАСС ЫОБ (полоса 50 МГц)

Сигнал Номер НКА Оценка энергопотенциала, дБГц Оценка энергопотенциала БЭ, дБГц Энергетический выигрыш, дБ Длительность фронта, нс

Литера «-7» 752 54,57 122,62 68,05 32,75

Литера «+6» 743 45,89 116,31 70,42 77,03

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Заключение

В данной статье предложена схема программно-аппаратного комплекса мониторинга сигналов ГНСС на базе слабонаправленной антенны, программно-определяемой радиосистемы и персонального компьютера с обрабатывающей программой, реализующей обработку навигационных сигналов методом временного накопления. Представлены результаты восстановления формы элементов сигналов, а также оценки их энергетических характеристик (мощности и спектров). Эти результаты подтверждают возможность использования подобных программно-аппаратных комплексов на базе МВН и слабонаправленных антенн в целях мониторинга радионавигационных сигналов: анализа искажений формы сигналов, оценки энергетических (мощность, спектр) и временных (длительность фронта, смещение положение фронта) характеристик.

Такой комплекс обладает рядом преимуществ по сравнению с комплексами на базе крупноапертурных антенн: малые габариты, транспортабельность, малая стоимость, отсутствие необходимости наводить антенну на спутник и сопровождать его, возможность обрабатывать и анализировать совместно сигналы всех наблюдаемых спутников. К недостаткам можно отнести необходимость некоторого времени на накопление сигнала для достаточного увеличения отношения сигнал/шум за счёт усреднения, невозможность наблюдать непериодические искажения сигнала, сглаживающиеся при усреднении.

Предложенный макет может быть также использован для отработки различных алгоритмов обработки навигационных сигналов, основанных на использовании информации о реальной форме принимаемого сигнала (корреляционная обработка в каналах слежения за радионавигационными параметрами, борьба с эффектом многолучевого распространения и т.д.). Разработка подобных алгоритмов является целью дальнейших исследований.

Список литературы

1. Харисов В.Н., Пельтин А.В. Алгоритм временного накопления для мониторинга сигналов ГЛОНАСС // Радиотехника. 2014. № 9. С. 119-124.

2. Mitelman A.M., Akos D.M., Pullen S.P., Enge P.K. Estimation of ICAO threat model parameters for operational GPS satellites // 15th intern. technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation: ION GPS 2002 (Portland, OR, USA, September 24-27, 2002): Proc. 2002. Pp. 12-19.

3. Fenton P.B., Jones J. The theory and performance of NovAtel Inc.'s vision correlator // 18th intern. technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation: ION GNSS 2005 (Long Beach, CA, USA, Sept. 13-16, 2005): Proc. 2005. Pp. 2178-2186.

4. Харисов В.Н., Пельтин А.В., Валуев Е.В. Метод временного накопления - основа технологии мониторинга сигналов ГНСС // Радиотехника. 2017. № 11. С. 46-54.

5. Pini M., Akos D.M., Esterhuizen S., Mitelman A.M. Analysis of GNSS signals as observed via a high gain parabolic antenna // 18th intern. technical meeting of the Satellite Division of the In-

stitute of Navigation: ION GNSS 2005 (Long Beach, CA, USA, Sept. 13-16, 2005): Proc. 2005. Pp.1686-1695.

6. Pini M., Akos D.M. Analysis of GNSS signals using the Robert C. Byrd Green bank telescope // Satellite communications and navigation systems. Signals and communication technology. Boston: Springer, 2008. Pp. 283-290. DOI: 10.1007/978-0-387-47524-0 21

7. Akos D.M., Esterhuizen S., Mitelman A.M., Phelts R.E., Enge P.K. High gain antenna measurements and signal characterization of the GPS satellites // 17th intern. technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation: ION GNSS 2004 (Long Beach, CA, USA, Sept. 21-24, 2004): Proc. 2004. Pp. 1724-1731.

8. Van Graas F., Cohenour C., Norris N., Vinande E., Gunawardena S., Carroll M. GPS signal characterization and monitoring using high gain antennas // 28th intern. technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation: ION GNSS+ 2015 (Tampa, FLA, USA, Sept. 14-18, 2015): Proc. 2015. Pp. 3426-3433.

9. He C.-Y., Guo J., Lu X., Wang X. Offline analysis of BeiDou MEO-3 signal quality // 26th intern. technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation: ION GNSS+ 2013 (Nashville, TN, USA, Sept. 16-20, 2013): Proc. 2013. Pp. 2739-2748.

10. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ. Навигационный радиосигнал в диапазонах L1, L2. Редакция 5.1. М.: РНИИ КП, 2008. 74 с.

11. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ. Навигационный радиосигнал открытого доступа с кодовым разделением в диапазоне L1. Ред. 1.0. М.: АО «РКС», 2016. 64 с.

12. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ. Навигационный радиосигнал открытого доступа с кодовым разделением в диапазоне L2. Ред. 1.0. М.: АО «РКС», 2016. 15 с.

13. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ. Навигационный радиосигнал открытого доступа с кодовым разделением в диапазоне L3. Ред. 1.0. М.: АО «РКС», 2016. 57 с.

14. Global positioning systems directorate. Systems engineering & integration. Interface specification IS-GPS-200J. NAVSTAR GPS space segment/ navigation user segment interfaces. 2018. 224 p.

15. Global positioning systems directorate. Systems engineering & integration. Interface specification IS-GPS-705E. NAVSTAR GPS space segment/user segment L5 interfaces. 2018. 105 p.

16. Global positioning systems directorate. Systems engineering & integration. Interface specification IS-GPS-800E. NAVSTAR GPS space segment/user segment L1C interfaces. 2018. 121 p.

17. European GNSS (Galileo) open service. Signal in space: Interface control document. Issue 1.3. 2016. 74 p.

18. BeiDou navigation satellite system. Signal in space: Interface control document. Open service signal (Version 2.1). China Satellite Navigation Office, 2016. 79 p.

19. BeiDou navigation satellite system. Signal in space: Interface control document. Open service signal B1C (Version 1.0). China Satellite Navigation Office, 2017. 87 p.

20. BeiDou navigation satellite system. Signal in space: Interface control document. Open service signal B2a (Version 1.0). China Satellite Navigation Office, 2017. 75 p.

21. BeiDou navigation satellite system. Signal in space: Interface control document. Open service signal B3I (Version 1.0). China Satellite Navigation Office, 2018. 89 p.

22. Engineer ambitiously - NI. Режим доступа: http://www.ni.com/ru-ru.html (дата обращения: 01.09.2020).

Radio Engineering

Radio Engineering, 2020, no. 04, pp. 1-16. DOI: 10.36027/rdeng.0420.0000173 Received: 11.06.2020

Hardware and Software Implementation for Global Navigation Satellite System Signal Processing by Temporary Accumulation Method to Monitor Radio-navigation Signals

1 *

D.A. Eremeev '

demetry 13 S 9 andexju :Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia

Keywords: temporary accumulation method, monitoring, software-defined radio, omnidirectional

antenna, radio navigation signal shape

Currently, a scope of satellite radio-navigation applications is more and more extending. Accordingly, there are also increasing requirements for the quality of determining coordinates and time. Therefore, radio-navigation signals monitoring, in particular their waveform control, waveform distortion analysis, is a challenge. However, a power of navigation signals is lower than the noise level, therefore, the special methods and equipment, which provide increasing a signal-to-noise ratio, are necessary to analyze their waveform. Usually, complexes based on the large aperture antennas are used for this purpose. But they have a number of disadvantages, namely high complexity, high price, large size, necessity to guide and track each individual satellite.

The paper gives a brief description of the temporary accumulation method (TAM). This method can be applied to signals containing repetitive elements (basic elements). Radionavigation signals are such signals. TAM allows you to increase the signal-to-noise ratio and evaluate the waveform of signal basic elements by superimposing and averaging the appropriate signal samples. Gain increases with increasing accumulation time.

The paper proposes a small-scale breadboard of the software-hardware complex to monitor signals of global navigation satellite systems (GNSS) based on an omnidirectional antenna, a software-defined radio system, and a personal computer. This breadboard allows recording of digital samples of the navigation signals observed, and then their processing by the temporary accumulation method.

Presents operation estimates of the proposed breadboard for monitoring GNSS signals. Gives estimates of the GLONASS navigation signal waveforms in the time domain (signal basic elements) and in the frequency domain (energy spectrum). Also based on the use of TAM, estimates the signal power and energy gain. Proves that using the hardware-software complex proposed for radio-navigation signals monitoring is possible.

The proposed scheme of the small-scale breadboard for monitoring GNSS signals can be used directly for monitoring and also to test various methods and technologies of navigation signal processing based on the use of information about the waveform of the received signal.

References

1. Kharisov V.N., Pel'tin A.V. Temporary accumulation algorithm for monitoring of the GLONASS signals. Radiotekhnika [Radioengineering], 2014, no. 9, pp. 119-124 (in Russian).

2. Mitelman A.M., Akos D.M., Pullen S.P., Enge P.K. Estimation of ICAO threat model parameters for operational GPS satellites. 15th intern. technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation: ION GPS 2002 (Portland, OR, USA, September 24-27, 2002): Proc. 2002. Pp. 12-19.

3. Fenton P.B., Jones J. The theory and performance of NovAtel Inc.'s vision correlator. 18th intern. technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation: ION GNSS 2005 (Long Beach, CA, USA, Sept. 13-16, 2005): Proc. 2005. Pp. 2178-2186.

4. Kharisov V.N., Pel'tin A.V., Valuev E.V. Temporary accumulation method - basis of GNSS signals monitoring technology. Radiotekhnika [Radioengineering], 2017, no. 11, pp. 46-54 (in Russian).

5. Pini M., Akos D.M., Esterhuizen S., Mitelman A.M. Analysis of GNSS signals as observed via a high gain parabolic antenna. 18th intern. technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation: ION GNSS 2005 (Long Beach, CA, USA, Sept. 13-16, 2005): Proc. 2005. Pp. 1686-1695.

6. Pini M., Akos D.M. Analysis of GNSS signals using the Robert C. Byrd Green bank telescope. Satellite communications and navigation systems. Signals and communication technology. Boston: Springer, 2008. Pp. 283-290. DOI: 10.1007/978-0-387-47524-0 21

7. Akos D.M., Esterhuizen S., Mitelman A.M., Phelts R.E., Enge P.K. High gain antenna measurements and signal characterization of the GPS satellites. 17th intern. technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation: ION GNSS 2004 (Long Beach, CA, USA, Sept. 21-24, 2004): Proc. 2004. Pp. 1724-1731.

8. Van Graas F., Cohenour C., Norris N., Vinande E., Gunawardena S., Carroll M. GPS signal characterization and monitoring using high gain antennas. 28th intern. technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation: ION GNSS+ 2015 (Tampa, FLA, USA, Sept. 14-18, 2015): Proc. 2015. Pp. 3426-3433.

9. He C.-Y., Guo J., Lu X., Wang X. Offline analysis of BeiDou MEO-3 signal quality. 26th intern. technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation: ION GNSS+ 2013 (Nashville, TN, USA, Sept. 16-20, 2013): Proc. 2013. Pp. 2739-2748.

10. Global'naia navigatsionnaia sputnikovaia sistema GLONASS. Interfejsnyj kontrol'nyj dokument. Navigatsionnyj radiosignal v diapazonakh L1, L2. Redaktsiia 5.1 [Global navigation satellite system GLONASS. Interface control document. Navigational radiosignal in bands L1, L2. Edition 5.1]. Moscow, 2008. 74 p. (in Russian).

11. Global'naia navigatsionnaia sputnikovaia sistema GLONASS. Interfejsnyj kontrol'nyj dokument. Navigatsionnyj radiosignal otkrytogo dostupa s kodovym razdeleniem v diapazone L1. Redaktsiia 1.0 [Global navigation satellite system GLONASS. Interface control document. Code division multiple access open service navigation signal in L1 frequency band. Edition 1.0]. Moscow, 2016. 64 p. (in Russian).

12. Global'naia navigatsionnaia sputnikovaia sistema GLONASS. Interfejsnyj kontrol'nyj dokument. Navigatsionnyj radiosignal otkrytogo dostupa s kodovym razdeleniem v diapazone L2. Redaktsiia 1.0 [Global navigation satellite system GLONASS. Interface control document. Code division multiple access open service navigation signal in L2 frequency band. Edition 1.0]. Moscow, 2016. 15 p. (in Russian).

13. Global'naia navigatsionnaia sputnikovaia sistema GLONASS. Interfejsnyj kontrol'nyj dokument. Navigatsionnyj radiosignal otkrytogo dostupa s kodovym razdeleniem v diapazone L3. Redaktsiia 1.0 [Global navigation satellite system GLONASS. Interface control document. Code division multiple access open service navigation signal in L3 frequency band. Edition 1.0]. Moscow, 2016. 57 p. (in Russian).