Волоконно-оптическая линия связи для применения в навигационной аппаратуре ГЛОНАСС\GPS Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.396.6

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В НАВИГАЦИОННОЙ АППАРАТУРЕ ГЛОНАСС/GPS

:В. М. Владимиров, 2М. Ю. Реушев, 3Д. А. Кузнецов, 4А. А. Казаков, 5Р. Д. Маликов

1,2Красноярский научный центр СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50, 2 Сибирский федеральный университет Российская Федерация,66041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79. Е-mail:[email protected]

3,5ООО НПФ «Электрон» Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50 4ОАО «НПП «Радиосвязь», Российская Федерация, 660021,г. Красноярск, ул. Декабристов, д. 19

Приведены исследования макета волоконно-оптической линии связи для измерений навигационных параметров ГЛОНАСС\ GPS.

Ключевые слова: GPS, ГЛОНАСС, волоконно-оптическая линия связи.

FIBER-OPTIC LINE FOR USE IN THE NAVIGATION GLONASS\GPS :V. M. Vladimirov, 2M. Yu. Reushev, 3D. A. Kuznetsov, 4A. A. Kazakov, 5R. D. Malikov

1,2Krasnoyarsk scientific center of SB RAN 50, Akademgorodok, Krasnoyarsk, Russian Federation, 660036 2Siberian Federal University 79, Svobodny prosp., Krasnoyarsk, 66041, Russian Federation. Е-mail: [email protected]

3,5ООО NPF «Electron» 50, Akademgorodok, Krasnoyarsk, Russian Federation, 660036 4ОАО NPP «Radiosvyas» 19, Dekabristov, Krasnoyarsk, Russian Federation, 660021

The model fiber-optic link for measurements navigation parameters GLONASS\ GPS was investigated.

Keywords: GPS, GLONASS, fiber-optic line.

Известно, что в качестве линий связи между прие-мо-передающей антенной и приборами входящим в состав беззапросных измерительных систем (БИС) ГЛОНАСС/GPS используется радиочастотный (РЧ) коаксиальный кабель, применение которого неизбежно приводит к появлению дополнительных помех и, следовательно, к снижению эффективности работы БИС.

Анализ существующих технических решений на рынке производителей оптоэлектронной продукции в России и за рубежом, позволяет сделать вывод о том, что применение волоконно-оптических приемопередающих линий связи (ВОЛС) с широкой полосой пропускания по РЧ сигналу (10 ГГц и более), позволит повысить помехоустойчивость БИС наземного сегмента ГЛОНАСС/GPS по сравнению с передачей РЧ сигнала по РЧ кабелю [1].

В настоящей работе приведены результаты исследования макета ВОЛС в схеме с приемниками навигационных сигналов (ПНС) ГЛОНАСС/GPS.

Принципиальная схема экспериментальной установки приведена на рис. 1. В состав установки входили: антенный модуль АМ 415, ВОЛС и два приемника ПНС типа МРК-33 Прм.

Сигнал, принимаемый АМ 415 от космических аппаратов (КА) поступал на вход 3дБ делителя, где раз-

делялся на два направления. Один сигнал поступал на вход передатчика (ПРД) ВОЛС. Другой сигнал поступал на вход одного из ПНС. Блок ПРД был образован на базе модуля ДМПО 155-21 и драйвера питания (Др ПРД) (все ООО «НПФ Дилаз», г. Москва). В ПРД РЧ сигнал преобразовался в оптический сигнал с длиной волны 1550 нм и через оптический изолятор 0,25 дБ/60 дБ, одномодовый волоконно-оптический кабель (ВОК) длиной 50 м поступал на вход оптического фотоприемника (ПРМ), где преобразовался в РЧ сигнал. ПРМ был образован на базе модуля OZ450RX («OpticalZoneCor.», USA). С выхода ПРМ РЧ сигнал поступал на вход второго ПНС. Результаты измерений сравнивались между собой.

Измерения проходили в два этапа. На первом этапе проводилось сравнение состава КА регистрируемых по схеме с РЧ кабелем и регистрируемых по схеме с ВОЛС.

В качестве примера, на рис. 2, а, б, представлены зависимости значений параметра «задержка сигнала по коду» для полосы частот СТ L1 от времени измерения, полученные с РЧ кабелем (рис. 2, а) от КА ГЛОНАСС и полученные с использованием ВОЛС (рис. 2, б).

Решетневскуе чтения. 2014

вок

щш

»1111 I

5 МГц _TLr-

1С

ПК

г

RS232

Рис. 1. Схема экспериментальной установки

а б

Рис. 2. Зависимости значений «задержка сигналов по коду» от КА ГЛОНАСС

Как можно увидеть по рис. 2, в обоих случаях уверенно регистрировались сигналы от 16 КА ГЛОНАСС. Подобные результаты наблюдались и при измерениях параметров «задержка сигнала по фазе» и «допле-ровский сдвиг частоты», полученные как от КА ГЛОНАСС, так и от КА GPS.

На втором этапе производилась обработка результатов измерений навигационных параметров с помощью программного обеспечения (ПО) «mkadr2». В результате обработки, были получены разности между измерениями значений параметров: «Задержка сигналов по коду», «Задержка сигнала по фазе», «До-плеровский сдвиг частоты», полученные при использовании РЧ кабеля и при ВОЛС. При обработке вре-

менные шкалы сигналов от одинаковых КА, совмещались с точностью до 1 секунды, в результате чего определялись флуктуации результатов измерений в пределах точности ПНС.

В ходе обработки результатов была получено, что: флуктуации значений параметра «Задержка сигналов по коду» не превышают ±0,25 нс; флуктуации значений параметра «Задержка сигналов по фазе» не превышают ±0,1 периодов; флуктуации значений параметра «Доп-леровский сдвиг частоты» не превышают ±0,2 Гц.

В качестве примера, на рис. 3 приведены разности значений параметра «Задержка сигналов по коду» от НКА № 6 ГЛОНАСС, измеренных при использовании РЧ кабеля и ОВК в течение одной «видимости».

ЛТ^г'-ti ' не

CT LI Разница задержек сигнала по коду

03:10 09:30 09:50 10:10 10:30 10:50

Время измерения, час

Рис. 3. Разности значений параметра «Задержка сигналов по коду» от КА № 6 ГЛОНАСС, измеренные при использовании РЧ кабеля и ВОЛС

Таким образом, в ходе исследований было показано, что применение ВОЛС позволяет обеспечивать проведение измерений текущих навигационных параметров от КА ГЛОНАСС и GPS, не увеличивая погрешность измерений в сравнении с передачей сигнала по РЧ кабелю.

Reference

1. Calgoun М., Kuhnlc P., Law J. Fiber-optic reference frequency distribution to remote beam waveguide antennas. 2011. 17 с.

© Владимиров В. М., Реушев М. Ю., Кузнецов Д. А., Казаков А. А., Маликов Р. Д., 2014