FI85916C - FOERFARANDE FOER ATT AVLEDA LOKALISERINGSRELATERAD DATA FRAON SIGNALER MED SPRIDNINGSSPEKTRUM. - Google Patents

FOERFARANDE FOER ATT AVLEDA LOKALISERINGSRELATERAD DATA FRAON SIGNALER MED SPRIDNINGSSPEKTRUM. Download PDF

Info

Publication number
FI85916C
FI85916C FI864103A FI864103A FI85916C FI 85916 C FI85916 C FI 85916C FI 864103 A FI864103 A FI 864103A FI 864103 A FI864103 A FI 864103A FI 85916 C FI85916 C FI 85916C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
signals
phase
frequency
spectrum
signal
Prior art date
Application number
FI864103A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI85916B (en
FI864103A (en
FI864103A0 (en
Inventor
Charles C Counselman Iii
Original Assignee
Aero Service Division Of Weste
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/353,331 external-priority patent/US4667203A/en
Application filed by Aero Service Division Of Weste filed Critical Aero Service Division Of Weste
Publication of FI864103A publication Critical patent/FI864103A/en
Publication of FI864103A0 publication Critical patent/FI864103A0/en
Publication of FI85916B publication Critical patent/FI85916B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI85916C publication Critical patent/FI85916C/en

Links

Description

1 859161 85916

Menetelmä paikanmääritykseen liittyvien tietojen saamiseksi spektriltään levitetyistä signaaleistaA method for obtaining positioning information from spectra transmitted from a spectrum

Jakamalla erotettu hakemuksesta 830619 5Divided by application 830619 5

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää paikanmääritykseen liittyvien tietojen saamiseksi spektriltään levitetyistä signaaleista, joilla on tukahdetut kantoaallot seurauksena modulaatiosta keskenään ortogonaalisten 10 spektriä levittävien koodien avulla.The present invention relates to a method for obtaining positioning information from spectral propagated signals having suppressed carriers as a result of modulation by mutually orthogonal spreading codes.

Jotkin järjestelmät paikan määrittämiseksi radiolla käyttävät hyväksi lähettävän tai vastaanottavan antennin säteilykuvion suuntausta. Toiset järjestelmät, joihin sisältyy esillä oleva keksintö, eivät luota minkään an-15 tennin suuntaukseen. Esillä oleva keksintö kuuluu niiden järjestelmien yleiseen luokkaan, joissa vastaanottavan antennin paikka määritetään mittaamalla vaihe- tai ryhmä-viive-ero tai molemmat signaalien välillä, jotka saapuvat kahdesta tai useammasta eri lähetysantennista, joiden si-20 jainti jo tunnetaan. Jos kaksi lähetyslähdettä on tahdistettu tai jos kahden lähettimen poikkeama tahdistuksesta tiedetään riippumattomasti niin vastaanottopaikalla tapahtuva kahdesta lähteestä saapuvien signaalien ryhmävii-veiden välinen ero määrittelee, että vastaanotin on pai-25 kallistettu kolmiulotteisesti erityisellä pyörähdyshyper- boloidilla, jonka polttopisteet ovat lähettimien paikat. Jos samanlaiset samassa vastaanottopaikassa suoritetut mittaukset signaaleista useista eri sopivasti sijoitetuista lähettimistä yhdistetään, niin vastaanottopaikan 30 sijainti voidaan määrittää yksikäsitteisesti vastaavien hyperboloidien leikkauspisteestä.Some systems for radio positioning take advantage of the direction of the radiation pattern of the transmitting or receiving antenna. Other systems incorporating the present invention do not rely on the orientation of any antenna. The present invention belongs to a general class of systems in which the location of a receiving antenna is determined by measuring the phase or group delay difference, or both, between signals coming from two or more different transmitting antennas, the location of which is already known. If the two transmission sources are synchronized, or if the deviation of the two transmitters from synchronization is known independently, then the difference between the group delays of signals from the two sources at the receiving location determines that the receiver is positioned three-dimensionally with a special rotational hyperboloid. If similar measurements made at the same receiving location from signals from several suitably positioned transmitters are combined, then the location of the receiving location 30 can be unambiguously determined from the intersection of the respective hyperboloids.

Tekniikat eri paikkojen suhteellisten sijaintien määrittämiseksi, toisen suhteessa toiseen, samanaikaisesti näissä paikoissa vastaanotettujen radiosignaalien vä-35 lisistä vaihe- tai ryhmäviive-erojen mittauksista ovat myös tunnettuja alalla ja niihin viitataan yhteisesti 2 85916 radiointerferometriaa käyttävinä geodesiatekniikkoina.Techniques for determining the relative positions of different locations, one relative to another, from measurements of phase or group delay differences between radio signals received simultaneously at these locations are also known in the art and are collectively referred to as 2,85916 geodetic techniques using radio interferometry.

Eri paikoilla olevien antennien ajatellaan muodostavan interferoni tr in ja suhteellista sijaintivektoria, joka ulottuu toisesta antennista toiseen, kutsutaan interferometrian 5 peruslinjavektoriksi. Peruslinja- tai suhteellisen sijainnin vektori kahden antennin välillä voidaan määrittää tavallisesti pienemmällä epävarmuudella kuin kuminankaan antennin paikka, koska monilla potentiaalisilla virhelähteillä on taipumus vaikuttaa mittauksiin molemmilla antenneil-10 la likimain samoin, minkä johdosta niillä on taipumus kumoutua, kun otetaan näiden kahden antennin välinen erotus. Mikroaaltoradiointerferometrisen geodesiatekniikan tiedetään muodostavan vertaansa vailla olevan tarkkuuden, nopeuden ja alueen yhdistelmän suhteellisen sijainnin tai in-15 terferometrin peruslinjavektorien määritystä varten. Tällainen määritys voi perustua joko ryhmäviive-eron tai vaihe-eron tai molempien erojen mittauksiin signaalien välillä, jotka on vastaanotettu peruslinjavektorin päissä. Vaihe-mittaukset ovat luonnostaan tarkempia kuin ryhmäviivemit-20 taukset, mutta vaihemittausten tulkinta on monimutkaisempaa johtuen niiden luontaisesta kokonaislukujaksoisesta moniselitteisyydestä. Yleinen esitys interferometrisistä mittaustekniikoista ja niihin liittyvistä tulkintaongelmista on annettu Charles C. Counselman III:n artikkelissa ot-25 sikoltaan "Radio Astrometry", joka on ilmestynyt julkai-·’: sussa Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics, Vol.The antennas at different locations are thought to form an interferon tr in and a relative position vector extending from one antenna to another is called the baseline vector of interferometry. The baseline or relative position vector between two antennas can usually be determined with less uncertainty than the position of the rubber antenna, because many potential sources of error tend to affect the measurements at both antennas in approximately the same way, resulting in a reversal of the difference between the two antennas. Microwave radio interferometric geodesy technology is known to provide an unparalleled combination of accuracy, velocity, and range for determining the relative position or in-15 interferometer baseline vectors. Such a determination may be based on measurements of either the group delay difference or the phase difference, or both, between the signals received at the ends of the baseline vector. Phase measurements are inherently more accurate than group delay measurements, but the interpretation of phase measurements is more complex due to their inherent integer period ambiguity. A general presentation of interferometric measurement techniques and related interpretation problems is given in Charles C. Counselman III's article ot-25, "Radio Astrometry", published in Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics, Vol.

14 (1976) sivut 197-214. Suuri kokoelma relevantteja tek-nisiä julkaisuja ilmenee National Aeronautics and Space Administrationin Conference Publicationista 2115 otsikol-30 taan "Radio Interferometry Techniques for Geodesy". Radiointerferometriaa käyttävää geodesiaa on harjoitettu radiosignaaleilla, jotka on vastaanotettu eri lähteistä mukaan lukien luonnolliset lähteet, kuten kvasarit ja keino-'·/1: tekoiset lähteet, kuten NAVSTAR globaalin paikannusjärjes- v : 35 telmän (Global Positioning System = GPS) satelliitit.14 (1976) pages 197-214. A large collection of relevant technical publications appears in Conference Publication 2115 of the National Aeronautics and Space Administration under the heading "Radio Interferometry Techniques for Geodesy". Geodesy using radio interferometry has been practiced with radio signals received from a variety of sources, including natural sources such as quasars and artificial sources such as NAVSTAR Global Positioning System (GPS) satellites.

Kuten tunnettua, maata kiertää nykyisin noin kuusi ···. GPS-satelliittia. Satelliittien radat voidaan määrittää • · • * · 1 1 3 85916 noin kahden metrin tarkkuudella. Nämä satelliitit lähettävät radiosignaaleja, joiden aallonpituudet ovat lähellä 19,0 cm:ä ja myös 24,4 cm:ä. Edellyttäen, että näiden signaalien interferometristen vaihehavaintojen kokonaisluku-5 jaksojen moniselitteisyys voidaan ratkaista oikein, toiselta antennilta toiselle ulottuva peruslinjavektori voidaan määrittää interferometrisesti epävarmuudella, joka on paljon pienempi kuin GPS-lähetysten aallonpituudet. Kolmen peruslinjan määrityksen kunkin peruslinjan pituuden olles-10 sa 100 m:n luokkaa, GPS-signaalien interferometristen vai-hemittauksien avulla osoitettiin olleen tarkkoja noin 1 cm:n sisällä Eos:ssä (Transactions of the American Geophysical Union), Voi. 62, sivu 260, huhtikuun 28.As is well known, the country is currently orbited by about six ···. GPS satellites. The orbits of the satellites can be determined • · • * · 1 1 3 85916 with an accuracy of about two meters. These satellites transmit radio signals with wavelengths close to 19.0 cm and also 24.4 cm. Provided that the ambiguity of the integer-5 periods of the interferometric phase observations of these signals can be solved correctly, the baseline vector extending from one antenna to another can be determined interferometrically with an uncertainty much smaller than the wavelengths of GPS transmissions. The three baseline determinations, each with a baseline length of the order of 10 to 100 m, were shown by interferometric phase measurements of GPS signals to be accurate within about 1 cm in Eos (Transactions of the American Geophysical Union), Vol. 62, page 260, April 28.

1981 julkaistun raportin mukaan,tekijöinä Charles C.According to a report published in 1981, by Charles C.

15 Counselman III, S.A. Gourevitch, R.W. King, T.A. Herring, I.I. Shapiro, R.L. Greenspan, A.E.E. Rogers, A.R. Whitney ja R.J. Cappallo. Näissä interferometrisissä peruslinja-määrityksissä käytetty menetelmä perustui signaalien suoran ristikorrelaation tunnetulle tekniikalle keskeisellä 20 paikalla, jotka signaalit oli vastaanotettu erikseen, mutta samanaikaisesti, kunkin peruslinjan molemmissa päissä.15 Counselman III, S.A. Gourevitch, R.W. King, T.A. Herring, I.I. Shapiro, R.L. Greenspan, A.E.E. Rogers, A.R. Whitney and R.J. Cappallo. The method used in these interferometric baseline determinations was based on the known technique of direct cross-correlation of signals at a central location 20, which signals were received separately, but simultaneously, at both ends of each baseline.

. US-patentissa 4 170 776 on kuvattu järjestelmää maassa olevan paikkaparin välisen peruslinjavektorin muutosten mittaamiseksi käyttäen GPS-satelliiteista lähetet-25 tyjä signaaleja, jossa järjestelmässä molemmissa paikoissa ·*·*: vastaanotetut radiosignaalit ajoitetaan tarkasti ja väli tetään sitten puhelinlinjojen kautta keskeiseen paikkaan, missä likimain reaaliaikainen vaihevertailu suoritetaan ristikorreloimalla nämä kaksi signaaliryhmää. Patentissa 30 kuvattu järjestelmä sisältää "kulhoheijastintyyppiset" vas-taanottoantennit. Koska GPS-signaalin radiovuontiheys on '· ·* pieni suhteessa taustakohinatasoon ja koska GPS-signaalin kaistanleveys huomattavasti ylittää puhelinlinjan kaistan-·.*·’: leveyden molemmista paikoista puhelinlinjan kautta lähete- -: 35 tyn tehon signaalikohinasuhde on pieni. Pääosin tämän sig- naalikohinasuhteen nostamistarkoituksessa käyttökelpoisel-···. le tasolle tässä järjestelmässä, käytetään "kulhotyyppisiä" * · • · · • · • · • · · 4 85916 antenneja, joilla on suuret keräyspinta-alat. Toinen tärkeä syy tällaisten antennien käytölle on, että ne ovat suun-taavia niin, että antenniin muutoin kuin suoraan halutusta lähteestä saapuvat signaalit torjutaan.. U.S. Patent 4,170,776 describes a system for measuring changes in a baseline vector between a pair of ground locations using signals transmitted from GPS satellites, in which the radio signals received at both locations are accurately timed and then transmitted over telephone lines to a central location where approximately real-time phase comparison is performed by cross-correlating the two signal groups. The system described in Patent 30 includes "bowl reflector type" receiving antennas. Because the radio frequency of the GPS signal is low relative to the background noise level, and because the bandwidth of the GPS signal far exceeds the bandwidth of the telephone line, the signal-to-noise ratio of the power transmitted from both locations over the telephone line is small. Mainly useful for increasing this signal-to-noise ratio. le level in this system, 4 85916 antennas with large collection areas are used "bowl type" * · • · · • · • · · ·. Another important reason for using such antennas is that they are directional so that signals arriving at the antenna other than directly from the desired source are rejected.

5 Tunnetaan myös järjestelmiä peruslinjavektorien mittaamiseksi, jotka käyttävät muun tyyppisiä signaaleja maata kiertävistä satelliiteista.5 Systems for measuring baseline vectors using other types of signals from orbiting satellites are also known.

Charles C. Counselman III:n ja Irwin I. Shapiron artikkelissa, joka on otsikoitu "Miniature Interferometer 10 Terminals for Earth Surveying" (MITES) ja ilmestynyt julkaisussa Bulletin Geodesique, Volume 53 (1979) sivut 139— 163, on kuvattu ehdotettua järjestelmää peruslinjavekto-rien mittaamiseksi monitaajuisia radiosignaaleja käyttäen, jotka lähetettäisiin maata kiertävistä satelliiteista, 15 jossa järjestelmässä vastaanotettujen signaalien vaiheet määritetään erikseen peruslinjan molemmissa päissä. Toisin sanoen yhdessä paikassa vastaanotettua signaalia ei ristikorreloida toisessa vastaanotetun signaalin kanssa näiden kahden signaalin välisen vaihe-eron määrittämiseksi. 20 Vaihemoniselitteisyyden ratkaisemiseksi MITES-järjestelmä luottaa aina kymmenellä taajuudella suoritettujen mittausten ryhmän yhdistelmään, jotka taajuudet on sopivasti sijoitettu välille 1-2 GHz. Valitettavasti sikäli kuin tiedetään, nykyisin ei maata kierrä satelliitteja, jotka lähet-25’ tävät tällaisia signaaleja.An article by Charles C. Counselman III and Irwin I. Shapiro, entitled "Miniature Interferometer 10 Terminals for Earth Surveying" (MITES) and published in Bulletin Geodesique, Volume 53 (1979) pages 139-163, describes the proposed system as a baseline. for measuring signals using multi-frequency radio signals transmitted from orbiting satellites, in which system the phases of the received signals are determined separately at both ends of the baseline. That is, a signal received at one location is not cross-correlated with a signal received at another to determine the phase difference between the two signals. 20 In order to solve the phase ambiguity, the MITES system always relies on a combination of a group of measurements performed at ten frequencies, which frequencies are suitably placed between 1-2 GHz. Unfortunately, as far as is known, there are currently no satellites orbiting the earth that transmit such signals.

Tunnetaan myös järjestelmiä suhteellisen sijainnin määrittämiseksi käyttäen signaaleja, jotka on lähetetty muista lähteistä kuin keinotekoisista satelliiteista. Eräs esimerkki tällaisesta järjestelmästä, jossa käytetään kuu-30 perustaista lähetystä, on myös esitetty US-patenttijulkai-;· sussa 4 170 776.Systems for determining relative position using signals transmitted from sources other than artificial satellites are also known. An example of such a system using moon-based transmission is also disclosed in U.S. Patent No. 4,170,776.

Tunnetaan myös järjestelmiä joko vain yhden paikan tai suhteellisen sijainnin mittaamiseksi käyttäen signaa-leja muista lähteistä kuin kiertävistä satelliiteista.Systems are also known for measuring either only one location or relative position using signals from sources other than orbiting satellites.

35 Esimerkiksi W.O. Henryn artikkelissa otsikoltaan "Some Developments in Loran", joka on ilmestynyt julkaisussa Journal of Geophysical Research, Voi. 65 sivut 506-513, « « • · • ·λ· 5 85916 helmikuu 1960, on kuvattu järjestelmää paikan määrittämiseksi (kuten laivan merellä) käyttäen signaaleja maaperus-taisista (kiinteistä) lähettimistä. Järjestelmä, joka tunnetaan Loran-C-navigointijärjestelmänä, käyttää useita tu-5 hansia kilometrejä pitkiä tahdistettujen lähettimien ketjuja, jotka on sijoitettu maan pinnalle kaikkien lähettimien käyttäessä samaa kantoaaltotaajuutta, 100 kHz ja kunkin lähettimen ollessa amplitudimoduloitu uniikilla, jaksoittaisella pulssikuviolla. Tämä kuvio, joka sisältää 10 amplitudin merkkikääntymät, sallii vastaanottimen erottaa eri lähettimien signaalit. Sopiva havaintoyhdistelmä useammasta kuin yhdestä lähetinparista voi tuottaa määrityksen vastaanottajan sijainnista maan pinnalla.35 For example, W.O. In an article by Henry entitled "Some Developments in Loran," published in the Journal of Geophysical Research, Vol. 65 pages 506-513, «« • · • · λ · 5 85916 February 1960, describes a system for determining a position (such as a ship at sea) using signals from ground-based (fixed) transmitters. The system, known as the Loran-C navigation system, uses several tu-5 thousand-kilometer-long chains of synchronized transmitters placed on the ground with all transmitters using the same carrier frequency, 100 kHz, and each transmitter being amplitude modulated by a unique, periodic pulse pattern. This pattern, which includes 10 amplitude signal inversions, allows the receiver to distinguish signals from different transmitters. A suitable combination of observations from more than one pair of transmitters can provide an determination of the location of the receiver on the ground.

Toinen esimerkki tämäntyyppisestä järjestelmästä on 15 Omega-järjestelmä, jota on kuvattu Piercen artikkelissa otsikoltaan "Omega", joka on ilmestynyt julkaisussa IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, voi.Another example of this type of system is the Omega system described in Pierce's article entitled "Omega" published in IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol.

AES-1, nro 3, sivut 206-215, joulukuu 1965. Omega-järjes-telmässä mitataan vastaanotettujen signaalien vaihe-erot 20 eikä ryhmäviiveet, kuten periaatteellisesti Loran-C-järjestelmässä. Koska sekä Loran-C-että Omega-järjestelmissä käytetyt taajuudet ovat hyvin alhaisia, paikanmittausten tarkkuus näillä järjestelmillä on varsin huono verrattuna mainittuihin satelliittijärjestelmiin.AES-1, No. 3, pages 206-215, December 1965. The Omega system measures the phase differences 20 of the received signals and not the group delays, as in principle in the Loran-C system. Because the frequencies used in both the Loran-C and Omega systems are very low, the accuracy of position measurements with these systems is quite poor compared to the said satellite systems.

25 Tekniikan taso sisältää myös muita menetelmiä si- jainnin ja kohteellisen sijainnin määrittämiseksi Globaa-“·. Iin Paikannusjärjestelmän avulla. Normaali menetelmä, jo- '1 ta on kuvattu esimerkiksi J.J. Spilker Jr.:n artikkelissa julkaisussa Navigation, Volume 25, nro 2 (1978), sivut 121-30 146 ja edelleen useissa muissa tämän julkaisun saman nume- '1·1' ron artikkeleissa, perustuu GPS-signaalien koodatun modu- laation ryhmä viive iden tai vastaanottoajankohtien välisten erojen mittauksiin. Periaatteessa tämä menetelmä on hyper-: bolinen paikannusmenetelmä ja se on oleellisesti samanlai- 35 nen kuin LORAN. GP S-moduloinnin noin 10 MHz kaistanleveys rajoittaa ryhmäviivemittauksen ja siten paikanmäärityksen tarkkuutta normaalimenetelmällä useisiin kymmeniin « · • · · • · • · * · • · · • 1 · « · 6 85916 senttimetreihin. Yhden senttimetrin luokkaa oleva tarkkuus on potentiaalisesti saavutettavissa käyttämällä kantoaallon vaihemittauksia, kuten on kuvattu esimerkiksi J.D.25 The prior art also includes other methods for determining location and target location. Iin Using the Positioning System. The normal method described, for example, in J.J. In an article by Spilker Jr. in Navigation, Volume 25, No. 2 (1978), pages 121-30 146 and further in several other articles in the same issue of this publication, the group delay of coded modulation of GPS signals is based on measurements of differences between In principle, this method is a hyperbolic localization method and is substantially similar to LORAN. The bandwidth of about 10 MHz of GP S-modulation limits the accuracy of group delay measurement and thus positioning by the normal method to several tens of 6 85916 centimeters «· • · · • · • * * • · · · 1 ·« ·. An accuracy of the order of one centimeter is potentially achievable using carrier phase measurements, as described, for example, in J.D.

Bosslerin, C.M. Goadin ja P.L. Benderin artikkelissa ot-5 sikoltaan "Using the Global Positioning System for Geodetic Positioning", joka on ilmestynyt julkaisussa Bulletin Geodesique, voi. 54, nro 4, sivu 553 (1980). Kuitenkin kaikilla julkaistuilla GPS-kantoaaltovaihetta käyttävillä menetelmillä on se haitta, että ne vaativat tietoa koodimo-10 dulaatiosta ja sen käyttöä, joka koodimodulaatio voi olla salainen tai vaativat eri paikoissa vastaanotettujen signaalien ristikorrelaatiota tai vaativat suurten antennien käyttöä vastaanotetun signaalikohinatason nostamiseksi ja heijastuneiden signaalien aiheuttamien häiriöiden vaimenta-15 miseksi tai menetelmä muutoin kärsii useammasta kuin yhdestä mainitusta haitasta. Esillä olevalla keksinnöllä ei ole mitään näistä haitoista.Bosslerin, C.M. Goadin and P.L. In Bender's article ot-5 from his pig "Using the Global Positioning System for Geodetic Positioning," published in Bulletin Geodesique, vol. 54, No. 4, page 553 (1980). However, all published methods using the GPS carrier phase have the disadvantage that they require information about code modulation and its use, which code modulation may be secret or require cross-correlation of signals received at different locations, or require the use of large antennas to increase received signal noise and reflections. -15 or otherwise suffers from more than one of these disadvantages. The present invention does not have any of these disadvantages.

Erityisesti esillä oleva keksintö ei vaadi tietoa koodeista, jotka moduloivat GPS-kantoaaltoja, ei vaadi toi-20 sessa paikassa vastaanotetun signaalin ristikorrelaatiota jossakin toisessa paikassa vastaanotetun signaalin kanssa eikä vaadi suurten tai voimakkaasti suuntaavien vastaanot-toantennien käyttöä.In particular, the present invention does not require information about codes that modulate GPS carriers, does not require cross-correlation of a signal received at another location with a signal received at another location, and does not require the use of large or strongly directional receiving antennas.

Tämän keksinnön kohteena on muodostaa menetelmä 25 paikan määrittäämiseksi radiolla.It is an object of the present invention to provide a method for determining a location by radio.

Tämän keksinnön toinen kohde on muodostaa menetelmä -··. peruslinjvektorin mittaamiseksi pisteparin välillä radio- ; e * i interferometriaa käyttäen.Another object of the present invention is to provide a method. to measure a baseline vector between a pair of points radio; e * i using interferometry.

Tämän keksinnön vielä eräs kohde on muodostaa menetelmä maassa olevan pisteparin, kuten mittausmerkkien välisen peruslinjavektorin määrittämiseksi käyttäen tyypil-tään kaksisivukaistaisia kantoaalloltaan tukahdutettuja radiosignaaleja, joka on lähetetty globaalin paikaannusjärjes-: '· telmän maata kiertävistä satelliiteista.Yet another object of the present invention is to provide a method for determining a ground point pair, such as a baseline vector between measurement marks, using two-way band-suppressed carrier radio signals transmitted from orbiting satellites of a global positioning system.

Tämän keksinnön eräs muu kohde on muodosta mene-‘ - telmä kahden mittausmerkin välisen peruslinjavektorin määrittämiseksi käyttäen radiosignaaleja maata φ m * · 7 85916 kiertävistä globaalin paikannusjärjestelmän satelliiteista, johon määritykseen liittyy molemmilla mittausmerkillä vastaanotettuihin signaaleihin sisältyvien kantoaaltojen vaiheiden mittaus.Another object of the present invention is to provide a method for determining a baseline vector between two measurement signals using radio signals from φ m * · 7 85916 orbiting satellites in the Global Positioning System, the determination involving measuring the phases of the carriers included in the signals received by both measurement signals.

5 Tämän keksinnön vielä eräänä kohteena on muodostaa tekniikka vaiheinformaation käsittelemiseksi, joka on johdettu kahdessa maassa olevassa paikassa eri suunnista vastaanotetuista radiosignaaleista suhteellisen paikan määrittämistä varten.Yet another object of the present invention is to provide a technique for processing phase information derived from radio signals received from different directions at two ground locations to determine a relative position.

10 Tämän keksinnön vielä eräs kohde on muodostaa mene telmä globaalin paikannusjärjestelmän satelliiteista vastaanotettujen radiosignaalien tehojen ja kantoaalto-vaiheiden mittaamiseksi ilman tietoa koodatuista signaaleista, jotka näiden satelliittien lähettimissä mo-15 duloivat kantoaallot.Yet another object of the present invention is to provide a method for measuring the powers and carrier phases of radio signals received from Global Positioning System satellites without knowledge of the encoded signals modulated by the carriers in the transmitters of those satellites.

Tämän keksinnön vielä eräs kohde on muodostaa menetelmä kahden pisteen välisen peruslinjavektorin määrittämiseksi mittaamalla molemmissa pisteissä vastaanotettujen radiosignaalien vaiheet ristikorreloimatta toisessa 20 pisteessä vastaanotettua signaalia toisessa pisteessä vastaanotetun signaalin kanssa, tallentamatta kummasakaan pisteessä vastaanotettua signaalia ja muutoinkaan siir-/ tämättä signaalipisteestä toiseen tai molemmista pis teistä yhteiseen paikkaan.Yet another object of the present invention is to provide a method for determining a baseline vector between two points by measuring the phases of radio signals received at both points without cross-correlating a signal received at one point with a signal received at another point, without storing a signal received at either point and otherwise from one location to another. .

· 35 Tämänkeksinnön vielä eräs kohde on muodostaa mene- .. telmä paikan määrittämiseksi radiolla vaatimatta suuntaa- - - van antennin käyttöä.Another object of the present invention is to provide a method for locating a radio without requiring the use of a directional antenna.

Edellä kuvatut päämäärätsavutetaan alussa kuvatun kaltasella menetelmällä, jossa patenttivaatimus 1 mene-30 telmässä vastaanotetaan antennilla signaaliyhdistelmä, joka käsittää potentiaalisesti interferoivia jatkuvia aaltokomponentteja spektriltään levitettyjen signaalien lisäsi; suodatetaan signaaliyhdistelmästä jatkuvat aal- • · • · »·1 • 1 1 « · · « · • · · « · ♦ ♦ · · * 1 · 8 85916 tokomponentit, jotka olisivat mukana interferoivana signaalina jatkuvassa, spektriltään levitetyistä signaaleista rekonstruoidussa aaltokomponentissa, jonka jälkeen rekonstruoidaan jatkuva aaltokomponentti spektriltään le-5 vitystä signaaleista; ja rekonstruoidusta komponentista johdetaan tietoja.The objectives described above are achieved by a method similar to that described at the outset, wherein in the method of claim 1, a signal combination comprising potentially interfering continuous wave components in addition to the signals propagated from the spectrum is received at the antenna; filtering from the signal combination the continuous wave components which would be involved as an interfering signal in a continuous wave component reconstructed from the signals propagated by the spectrum, which then reconstructing the continuous wave component from the spectra of the spread signals; and deriving information from the reconstructed component.

Piirustuksissa, joissa samat viitenumerot edustavat samoja osia: kuvio 1 esittää järjestelmän peruslinjavektorin mää-10 rittämiseksi GPS-satelliitteihin liittyvällä radiointer-ferometrialla keksinnön periaatteiden mukaisesti; kuvio 2 on lohkokaavio toisesta kuviossa 1 esitetystä interferometrisesta kenttäpäätteestä; kuvio 3 on lohkokaavio kuviossa 2 esitetystä anten-15 nijärjestelystä; kuvio 4 on lohkokaavio kuviossa 2 esitetystä vas-taanotinyksiköstä; kuvio 5 on lohkokaavio kuviossa 2 esitetystä digitaalisesta elektroniikkayksiköstä; 20 kuvio 6 on lohkokaavio kuviossa 5 esitetystä sig naalin muokkaimesta; kuvio 7 on lohkokaavio yhdestä kuviossa 5 esitetyn korrelaattorijärjestelyn korrelaattorimoduulista; kuvio 8 on lohkokaavio yhdestä kuviossa 5 esitetyn 25 numeerisen oskillaattorijärjestelyn numeerisesta oskillaat-torimoduulista; kuvio 9 on lohkokaavio kuviossa 2 esitetystä kent-täpäätetietokoneesta.In the drawings, in which the same reference numerals represent the same parts: Fig. 1 shows a system for determining a baseline vector by radio interferometry associated with GPS satellites in accordance with the principles of the invention; Fig. 2 is a block diagram of another interferometric field terminal shown in Fig. 1; Fig. 3 is a block diagram of the antenna arrangement shown in Fig. 2; Fig. 4 is a block diagram of the receiver unit shown in Fig. 2; Fig. 5 is a block diagram of the digital electronics unit shown in Fig. 2; Fig. 6 is a block diagram of the signal modifier shown in Fig. 5; Fig. 7 is a block diagram of one of the correlator modules of the correlator arrangement shown in Fig. 5; Fig. 8 is a block diagram of one of the numerical oscillator modules of the numerical oscillator arrangement 25 shown in Fig. 5; Fig. 9 is a block diagram of the Kent terminal computer shown in Fig. 2.

Esillä oleva keksintö on suunnattu tekniikkaan 30 maassa olevan pisteparin, kuten mittausmerkkien, välisen ; peruslinjavektorin mittaamiseksi radiointerferometriällä käyttäen NAVSTAR globaalin paikannusjärjestelmän (GPS) maata kiertävien satelliittien lähettämiä kaksisivukaistai- « · /·1 siä, kantoaalloltaan tukahdutettuja radiosignaaleja. Tek- : 35 nilkkaan liittyy kullakin asemalla vastaanotettuihin > • 1 • · · * · • · * · · • · » « 1 * · · • · · 9 85916 signaaleihin sisältyvien kantoaaltojen vaiheen mittaus ja sitten molemmilta asemilta saadun vaiheinformaation käsittely peruslinjavektorin määrittämiseksi. Yksi tekniikan etu on, että se mittaa kantoaaltovaiheet käyttämättä hyväk-5 si tietoa koodatuista signaaleista, joita käytetään satelliiteissa kantoaaltojen modulointiin. Toinen etu on, että se ei vaadi vastaanotettujen signaalien siirtoa ei reaaliajassa eikä tallennusten siirtona kahdesta paikasta yhteiseen paikkaan. Toinen etu on, että se ei vaadi suurten tai 10 erittäin suuntaavien antennien käyttöä. Vielä eräs etu on, että se on suhteellisen immuuni lähellä vastaanottoanten-neja sattuvasta radioaaltojen sironnasta tai heijastumisesta aiheutuneille virheille.The present invention is directed to the technique between a pair of dots in 30 countries, such as measurement marks; to measure a baseline vector by radio interferometry using two-sided, carrier-suppressed radio signals transmitted by NAVSTAR Global Positioning System (GPS) orbiting satellites. The Tek-: 35 ankle involves measuring the phase of the carriers included in the signals received at each station and then processing the phase information obtained from both stations to determine a baseline vector. One advantage of the technique is that it measures carrier phases without using accepted information about the encoded signals used in satellites to modulate carriers. Another advantage is that it does not require the transmission of received signals either in real time or as the transfer of recordings from two locations to a common location. Another advantage is that it does not require the use of large or 10 very directional antennas. Another advantage is that it is relatively immune to errors caused by radio wave scattering or reflection near the receiving antennas.

Vaikka keksintöä tämän jälkeen kuvataan erityisesti 15 GPS-satelliittien käytön yhteydessä, on ymmärrettävää, että sen tietyt piirteet eivät rajoitu ainoastaan käyttöön tällaisten satelliittien yhteydessä ja ne voivat olla käyttökelpoisia muistakin lähteistä vastaanotettujen signaalien yhteydessä.Although the invention will hereinafter be described in particular in connection with the use of GPS satellites, it is to be understood that certain features thereof are not limited to use in connection with such satellites and may be useful in connection with signals received from other sources.

20 Kuten on tunnettua, NAVSTAR globaalin paikannusjär jestelmän (GPS) satelliitit kiertävät maata noin 20 000 km:n korkeudella ja lähettävät signaaleja taajuuden 1575,42 MHz suhteen keskitetyllä taajuuskaistalla, joka tunnetaan "LI" [ kaistana ja taajuuden 1227,60 MHz suhteen keskitetyllä toi- 25 sella kaistalla, joka tunnetaan "L2" kaistana. Signaalit moduloidaan siten, että kehitetään likimain symmetriset ala- ja yläsivukaistat kantoaallon ollessa täysin tukah-____: dutettu.20 As is well known, NAVSTAR Global Positioning System (GPS) satellites orbit the earth at an altitude of about 20,000 km and transmit signals in the 1575.42 MHz centered frequency band known as the "LI" band and the 1227.60 MHz centered frequency band. - 25 in a band known as the "L2" band. The signals are modulated to generate approximately symmetrical lower and upper side bands with the carrier fully suppressed.

Molemmille kaistoille tietystä satelliitista tie-30 tyssä paikassa vastaanotetulla signaalilla voidaan katsoa -·; olevan ajan funktiona muoto: s(t) = m(t) cos (2πί^+φ) + n(t) sin (2πί^+φ) : : : 35 missä m(t) ja n(t) ovat moduloivat funktiot, molemmat ajanFor both bands, a signal received from a particular satellite at a particular location can be viewed - ·; as a function of time: s (t) = m (t) cos (2πί ^ + φ) + n (t) sin (2πί ^ + φ)::: 35 where m (t) and n (t) are modulating functions , both over time

* > J*> J

reaaliarvoisia funktioita, f on nimellinen kantoaaltotaa-... juus ollen 1575,42 MHz L1:lle ja 1227,60 MHz L2 kaistalle, m · 1 · « · · ίο 8591 6 ja φ on vastaanotetun kantoaallon vaihe radiaaneissa, joka on tuntematon ja määritettävä. Molemmat moduloivat funktiot m(t) ja n(t) ovat ajan näennäissatunnaisia funktioita keskiarvon ollessa nolla. Nämä kaksi funktiota ovat keskenään 5 ortogonaaliset. Kukin L1 kantoaallon modulointiin mille tahansa satelliitille käytetyistä funktioista on myös orto-gonaalinen vastaavaan funktioon nähden, jota on käytetty mille tahansa muulle satelliitille, vaikka tietylle satelliitille voidaan käyttää samaa m(t) tai n(t) funktiota tai 10 molempia moduloimaan sekä L1 että L2 kantoaaltoa. Näiden kahden funktion m(t) ja n(t) kaistanleveydet eroavat tekijällä tasan 10, jolloin m(t):llä on kapeampi ja n(t):llä leveämpi kaistanleveys. L1:llä on tavallisesti läsnä molemmat m(t) ja n(t) signaalikomponentit ja L2:lla vain n(t) 15 komponentti on läsnä m(t) funktion ollessa asetettuna nollaan tai "sammutettuna". Tehospektritiheys m(t):11a, joka vastaa moduloivaa signaalia, joka tunnetaan GPS kirjallisuudessa "clear/acquisition" koodina, on verrannollinen funktioon 20 2 sin (πΓ/1,023 MHz) UF/1 ,023 MHz) 2 missä F edustaa modulaatiotaajuutta. Tällä funktiolla on 25 puoli leveyttä noin 450 kHzrllä eli noin puolella maksimi-taajuudestaan. Toisin sanoen funktion arvo on noin 0,5, kun F = ± 450 kHz, kun taas arvo on yksikkö, kun F = 0. Tehospektritiheys n(t):11a, joka vastaa moduloivaa signaalia, joka GPS-kirjallisuudessa tunnetaan "tarkkana koodina" 30 tai "P-koodina", on verrannollinen lausekkeeseen Y; sin2 (ttF/10,23 MHz) (ttF/1 0,23 MHz)2 • · ·'·1: 35 Siten puolet leveyttä puolella n(t):n tehospektritiheyden maksimista on noin 4,5 MHz.real-valued functions, f is the nominal carrier frequency -... cheese for the band 1575.42 MHz L1 and 1227.60 MHz L2, m · 1 · «· · ίο 8591 6 and φ is the phase of the received carrier in radians, which is unknown and to be determined. Both modulating functions m (t) and n (t) are pseudo-random functions of time with a mean of zero. These two functions are mutually 5 orthogonal. Each of the functions used to modulate the L1 carrier for any satellite is also orthogonal to the corresponding function used for any other satellite, although the same m (t) or n (t) function or both can be used to modulate both L1 and L2 a carrier wave. The bandwidths m (t) and n (t) of the two functions differ by a factor of 10, with m (t) having a narrower bandwidth and n (t) having a wider bandwidth. L1 usually has both m (t) and n (t) signal components present and L2 has only n (t) 15 components present when m (t) is set to zero or "off". The power spectrum density m (t): 11a, which corresponds to a modulating signal known in the GPS literature as the "clear / acquisition" code, is proportional to the function 20 2 sin (πΓ / 1.023 MHz) UF / 1, 023 MHz) 2 where F represents the modulation frequency. This function has 25 half the width at about 450 kHz, or about half of its maximum frequency. That is, the value of the function is about 0.5 when F = ± 450 kHz, while the value is a unit when F = 0. Power spectral density n (t): 11a, which corresponds to a modulating signal known in the GPS literature as the "exact code" 30 or "as a P-code" is proportional to the expression Y; sin2 (ttF / 10.23 MHz) (ttF / 1 0.23 MHz) 2 • · · '· 1:35 Thus, half the width at half the maximum power spectral density of n (t) is about 4.5 MHz.

• · 1 1 · m 1 · » P · • · 1 11 8591 6• · 1 1 · m 1 · »P · • · 1 11 8591 6

Signaalilla L1, 1575,32 MHz, n(t):n neliökeskiarvo on tavallisesti puolet m(t):n arvosta toisin sanoen <n2(t)> = 0,5 <m2(t)> 5 (On mahdollista käyttää GPS-satelliitteja epätavallisissa tiloissa, joissa neliökeskiarvojen suhde tai tehosuhde on eri kuin 0,5, erityisesti arvo nolla on mahdollinen.) Siten n(t):n tehospektritiheyden suhde m(t):n tehospektritihey-10 teen on tavallisesti sama noin 0,5 -f· 10 = 0,05 F:n arvoille lähellä nollaa niin, että jos m(t):n spektriin sovitettu kaistanpäästösuodin keskitetään L1 kantoaaltotaajuudelle, noin 90 % tämän suotimen ulostuloon sisältyvästä tehosta on peräisin m(t) signaalikomponentista ja alle 10 % on pe-15 räisin n(t) komponentista. Yksinkertaisuuden vuoksi tämän selityksen loppuosassa oletetaan sen vuoksi, että GPS L1 signaalilla ei ole n(t) komponenttia ja sillä on yksinkertaisempi muoto 20 s(t) = m(t) cos(2wf0t+<j))For the signal L1, 1575.32 MHz, the root mean square n (t) is usually half the value of m (t), i.e. <n2 (t)> = 0.5 <m2 (t)> 5 satellites in unusual states where the ratio of the root mean square or power ratio is different from 0.5, in particular a value of zero is possible.) Thus, the ratio of the power spectral density of n (t) to the power spectral density-10 of m (t) is usually about 0.5 to f · 10 = 0,05 for values of F close to zero such that if a band-pass filter fitted to the spectrum of m (t) is centered on the carrier frequency L1, about 90% of the power at the output of this filter comes from the m (t) signal component and less than 10% is pe-15 derived from the n (t) component. For simplicity, the remainder of this explanation therefore assumes that the GPS L1 signal has no n (t) components and has a simpler form 20 s (t) = m (t) cos (2wf0t + <j))

Yleisesti vastaanotettu kantoaaltovaihe, φ, on hitaasti vaihtuva ajan funktio niin, että todellisuudessa -· vastaanotettu kantoaaltotaajuus saadaan algebrallisena sum- 25 mana ”7 f = fQ + (2π)-1 (dφ/dt) missä f on nimellinen kantoaaltotaajuus ja dφ/dt on φ:η : : : 30 aikaderivaatta. "Hitaasti vaihtuvalla" tarkoitetaan, että (2π) ^ (άφ/dt) on erittäin pieni verrattuna fQ:aan ja m(t) :n kaistanleveyteen. Pääsyy φ:η aikavaihtelulle onThe generally received carrier phase, φ, is a slowly changing function of time, so that in reality - · the received carrier frequency is obtained as an algebraic sum- Mana ”7 f = fQ + (2π) -1 (dφ / dt) where f is the nominal carrier frequency and dφ / dt is φ: η::: 30 time derivatives. By "slowly changing" is meant that (2π) ^ (άφ / dt) is very small compared to fQ and m (t) bandwidth. The main reason for the φ: η time variation is

Doppler-siirtymä, joka voi saada f:n eroamaan fQ:sta noin ±4,5 kHz.Doppler shift that can cause f to deviate from fQ by about ± 4.5 kHz.

• ' 35 ·...' Vastaanotettu signaali s(t) ei sisällä erillistä te- hospektrikomponenttia kantoaaltotaajuudella, koska m(t) :n • · • · · • »· 12 85916 keskiarvo on nolla. Siten kantoaalto on täysin tukahdutettuna ja L1 signaalin s(t) tehospektritiheysfunktio on sama kuin modulaation m(t) tehospektritiheysfunktio, joka on siirretty peruskaistalta vastaanotetulle kantoaaltotaajuu-5 delle f. Koska m(t) on ajan reaaliarvoinen funktio, sen tehospektritiheys on parillissymmetrinen taajuuden funktio. Siten s(t):n tehospektritiheydellä on parillinen symmetria kantoaaltotaajuuden f suhteen ja sitä nimitetään kaksisi-vukaistaiseksi spektriksi. Tämän tehospektrin osuutta, jo-10 ka vastaa f:ää suurempia taajuuksia, nimitetään ylemmäksi sivukaistaksi, alempia taajuuksia vastaava osuus on alempi sivukaista. (Vähäinen, korkeintaan noin kolme osaa miljoonasta, Doppler "venymisestä” aiheutuva epäsymmetria ylemmän ja alemman sivukaistan välillä ei ole tässä merkittävä. 15 Esillä olevan keksinnön mukaisesti molempiin perus- linjavektorin päihin on sijoitettu antenni. Kummankin antennin vastaanottamat signaalit erotetaan ylemmän ja alemman sivukaistan komponenteiksi. Nämä erotetut komponentit suodatetaan, muutetaan yhden bitin digitaalimuotoon ja ker-20 rotaan sitten keskenään. Niiden tuloa analysoidaan digitaalisesti korrelaation avulla paikallisoskillaattorin kvadra-tuuriulostulojen kanssa kustakin satelliitista vastaanotettuun kaksisivukaistaiseen signaaliin sisältyvän kantoaallon tehon ja vaiheen määrittämiseksi tähän paikallisoskil- • ·’ 25 laattoriin nähden. Eroja Doppler-siirtymässä käytetään eri satelliittien kantoaaltojen erottamiseen. Siten useiden satelliittien tehot ja kantoaaltovaiheet mitataan samanai-__‘j· kaisesti ja mittaustuloksia edustava numeerinen data saa- daan kullakin mittausmerkillä. Mittaukset suoritetaan reaa- 30 liaikaisina kullakin merkillä ilman vertailua signaaleihin, jotka on vastaanotettu jossakin toisessa paikassa ja tun- .·. ; tematta yhtään niistä koodatuista signaaleista, jotka mo- # · · λ.] duloivat GPS-kantoaaltoja. Samanaikaisesti, mutta itsenäi sesti kahdella mittausmerkillä kerran sekunnissa riittävän 35 pitkän aikavälin, kuten noin 5 000 sekuntia, aikana suori-* tetuista mittauksista saatua dataa käsitellään sitten yh- dessä toiselta merkiltä toiselle ulottuvan peruslinjavek- 13 8591 6 torin määrittämiseksi. Selityksessä esitetään kaksi käsittelymenetelmää. Kummassakin menetelmässä lasketaan "epä-selvyysfunktio", joka on funktio mittausdatasta ja perus-linjavektorin oletusarvosta 5. £:n vektoritila tutkitaan 5 systemaattisesti sen ainutkertaisen b:n arvon löytämiseksi, joka maksimoi lasketun funktion. Tämä b:n arvo otetaan tuntemattoman peruslinjavektorin S halutuksi määritykseksi.• '35 · ...' The received signal s (t) does not contain a separate thermal spectrum component at the carrier frequency, because the average of m (t) • 12 85916 is zero. Thus, the carrier is completely suppressed and the power spectral density function of the L1 signal s (t) is the same as the power spectral density function of the modulation m (t) shifted to the carrier frequency f received from the baseband. Since m (t) is a real-time function, its power spectral density is . Thus, the power spectral density of s (t) has an even symmetry with respect to the carrier frequency f and is called a two-band spectrum. The portion of this power spectrum that already corresponds to frequencies greater than f is called the upper sideband, the portion corresponding to the lower frequencies is the lower sideband. The slight asymmetry between the upper and lower sidebands due to Doppler "elongation", up to about three parts per million, is not significant here. In accordance with the present invention, an antenna is located at both ends of the baseline vector. The signals received by both antennas are separated by upper and lower sideband components. These separated components are filtered, converted to a one-bit digital format, and then multiplied, and their input is digitally analyzed by correlation with the quadrature outputs of a local oscillator to determine the carrier power and phase of the two-sided signal received from each satellite to this local oscillator. The Doppler shift is used to separate the carriers of different satellites, so the powers and carrier phases of several satellites are measured simultaneously -__ '· and the measurement results are numerical data are obtained with each measurement mark. Measurements are made in real time for each signal without comparison to signals received at another location and hour. ; without encoding any of the encoded signals that modulate the GPS carriers. Data from measurements taken simultaneously, but independently with two measurement signals once per second over a sufficiently long period of time, such as about 5,000 seconds, are then processed together to determine a baseline projector extending from one signal to another. The explanation presents two processing methods. In both methods, an "ambiguity function" is calculated, which is a function of the measurement data and the default value of the baseline vector 5. The vector state of £ 5 is systematically examined to find the unique value of b that maximizes the calculated function. This value of b is taken as the desired determination of the unknown baseline vector S.

Viitaten nyt kuvioon 1, siinä on esitetty järjestel-10 mä 11 peruslinjavektorin S määrittämiseksi esillä olevan keksinnön mukaisesti. Peruslinjavektori S, johon seuraavas-sa viitataan joskus myös nimellä "peruslinja” on toisen mittausmerkin SM-2 suhteellinen asemavektori toisen mit-tausmerkin SM-1 suhteen. Peruslinja ulottuu mittausmerkis-15 tä SM-1, joka on peruslinjan lähtöpisteessä tai toisessa päässä, mittausmerkkiin SM-2, joka on peruslinjan päätepisteessä tai toisessa päässä. Järjestelmä 11 käsittää kaksi älykästä interferometrikenttäpäätettä 13-1 ja 13-2 yhden peruslinjan kummassakin päässä ja tietokoneen, joka voi 20 olla rakenteellisesti ja toiminnallisesti sisällytetty toiseen päätteistä 13 ja olemaan osa siitä tai se voi olla erillinen yksikkö 15, kuten on esitetty.Referring now to Figure 1, there is shown a system 11 for determining a baseline vector S in accordance with the present invention. The baseline vector S, hereinafter also referred to as the "baseline", is the relative position vector of the second measurement mark SM-2 with respect to the second measurement mark SM-1. The baseline extends from the measurement mark SM-1 at the starting point or at the other end of the baseline SM-2 at a baseline endpoint or at one end System 11 comprises two intelligent interferometer field terminals 13-1 and 13-2 at each end of one baseline and a computer which may be structurally and functionally incorporated into and be part of one of the terminals 13. be a separate unit 15, as shown.

Järjestelmä vaatii tavanomaista toimintaansa varten tietyt numeeriset tiedot ulkopuolisista lähteistä. Se vaa-• ·' 25 tii myös jotkin välineet numeerisen datan siirtämiseksi tie tokoneen 15 ja molempien päätteiden 13 välillä ennen ja ' jälkeen tai (valinnaisesti) peruslinjamittausten suorituk- sen aikana.The system requires certain numerical information from external sources for its normal operation. It also requires some means for transferring numerical data between the computer 15 and both terminals 13 before and after or (optionally) during performing baseline measurements.

: : *- Ennen kuin mittaukset peruslinjan määrittämiseksi : 30 ovat alkaneet, tiedot ensimmäisestä datamuistista 17, jot ka tiedot edustavat useiden GPS-satelliittien ratoja, jois-.·. ; ta satelliiteista kaksi, jotka on merkitty GPS-1 ja GPS-2, .... on esitetty havainnollistamistarkoituksia varten, syöte tään tietokoneeseen 15 yhdessä likimääräisen datan kanssa, 35 joka edustaa mittausmerkkien SM-1 ja SM-2 paikkoja ja joka · saadaan toisesta datamuistista 19. Viimeksi mainittu data saattaisi esimerkiksi edustaa mittausmerkkien paikkoja ". muutaman kilometrin tarkkuudella. Näistä satelliittien • · · 14 8591 6 rata- ja mittauspaikkojen tiedoista tietokone 15 kehittää taulukkomuodossa ajan funktiona ennusteen DOPPLER-taajuus-siirtymälle, joka kunkin GPS-satelliittin lähettämällä 1575,42 MHz signaalilla tulee olemaan, kun se vastaanote- • 5 taan kullakin mittausmerkillä. Tietokone 15 kehittää myös taulukkoennustuksen kustakin satelliitista kullakin merkillä vastaanotettavan signaalin tehotasosta. Ennustettu teho on nolla, jos satelliitti on horisontin alapuolella ja se on funktio satelliitin ennustetusta nousukulmasta horison-10 tin yläpuolelle johtuen vastaanottavan antennin (merkillä) vahvistuksen kulmariippuvuudesta ja tavallisesti vähäisemmässä määrin lähettävän antennin (satelliitissa) kulma-riippuvuudesta. Ennustettujen taajuussiirtymien ja tehojen taulukot aikavälille, jotka käsittävät ennakoidun mittaus-15 aikavälin, kaikille GPS-satelliiteille, joiden odotetaan olevan näkyvissä kullakin mittausmerkillä, välitetään nyt millä tahansa tunnetuilla välineillä, kuten esimerkiksi puhelinlinjalla tai radiopuhelinlinkillä, ja syötetään erityiseen interferometrikenttäpäätteeseen 13 sisältyvän pie-20 nemmän tietokoneen muistiin, joka pääte tullaan sijoittamaan tai voi jo olla sijoitettu mittausmerkille. Vaihtoehtoisesti taajuus- ja tehoennustetaulukot voidaan kehittää interferometrikenttäpäätteen sisällä olevalla tietokoneella.:: * - Before the measurements to determine the baseline: 30 have started, data from the first data memory 17, which also represent the orbits of several GPS satellites, from which. ; Two of the satellites, labeled GPS-1 and GPS-2, .... are shown for illustrative purposes, are entered into a computer 15 together with approximate data 35 representing the locations of the measurement marks SM-1 and SM-2, which are · obtained from another from the data memory 19. The latter data could, for example, represent the locations of measurement marks ". to within a few kilometers. From this information of satellites • · · 14 8591 6 orbit and measurement locations, computer 15 generates in tabular form a forecast of The 42 MHz signal will have when it is received at each measurement signal, and the computer 15 will also generate a table prediction of the power level of the signal received from each satellite by each signal, the predicted power is zero if the satellite is below the horizon above e due to the angular dependence of the gain of the receiving antenna (marked) and, to a lesser extent, the angular dependence of the transmitting antenna (satellite). Predicted frequency offset and power tables for the time slot comprising the predicted measurement-15 time slot for all GPS satellites expected to be visible at each measurement signal are now transmitted by any known means, such as a telephone line or radiotelephone link, and fed to a special interferometer field terminal 13 in the computer memory, which terminal will be placed or may already be placed on the measurement mark. Alternatively, frequency and power prediction tables can be generated on a computer inside the interferometer field terminal.

Doppler-taajuusennusteet lasketaan kaavojen perus-. ".· 25 teella, jotka tunnetaan hyvin alalla. Tällaisten ennustus- ten virheet ovat luokkaa 1 Hz mittausmerkin oletetun pai-kan virhekilometriä kohden. Lisävirhe taajuusennusteessa ·;· johtuen virheestä satelliitin radan ekstrapoloinnissa on : tavallisesti luokkaa 1 Hz tai vähemmän ennusteille, jotka 30 on tehty vähintään päivää etukäteen. Useisiin Herzeihin nousevat taajuusennustevirheet ovat siedettäviä esillä ole-- - van keksinnön puitteissa. Ennusteiden vastaanotetusta te- hosta ei tarvitse olla kovin tarkkoja, useiden desibelien virheet olisivat siedettävissä, koska näitä ennusteita ei 35 käytetä mihinkään kovin kriittiseen tarkoitukseen. Niitä käytetään pääasiassa sen mahdollistamiseksi, että kenttä-päätetietokone voi tarkistaa, vastaanotetaanko haluttu • * • «4 is 8591 6 signaali vaiko jokin satunnainen signaali. Uhraamalla ehkä jonkin verran luotettavuudesta tehoennustetaulukoista voitaisiin luopua.Doppler frequency predictions are calculated based on formulas. ". · 25 well known in the art. Errors in such predictions are of the order of 1 Hz per error kilometer of the presumed position of the measurement mark. An additional error in the frequency prediction ·; · due to an error in satellite orbital extrapolation is: usually of the order of 1 Hz or less The frequency prediction errors for several Herzs are tolerable within the scope of the present invention.The received power of the predictions need not be very accurate, errors of several decibels would be tolerable because these predictions are not used for any very critical purpose. is mainly used to allow the field terminal computer to check whether the desired • * • «4 is 8591 6 signal or some random signal is received.About sacrificing some reliability, the power prediction tables could be waived.

Interferometrikenttäpääte 13, joka on sijoitettu 5 mittausmerkille, vastaanottaa nyt 1575,42 MHz signaalit useista satelliiteista aina seitsemään asti, mutta ei missään tapauksessa alle kahdesta satelliitista samanaikaisesti. Mitattavan peruslinjan tarkkaa määritystä varten on oleellista peruslinjan molemmissa päissä oleville päätteil-10 le tarkkailla satelliitteja samanaikaisesti.The interferometer field terminal 13, located at 5 measurement marks, now receives 1575.42 MHz signals from several satellites up to seven, but in no case from less than two satellites simultaneously. In order to accurately determine the baseline to be measured, it is essential for the terminals at both ends of the baseline to monitor the satellites simultaneously.

Elektroniset piirit (joita kuvataan seuraavassa) kussakin päätteessä erottuvat vastaanotettujen signaalien ylemmän ja alemman sivukaistan komponentit ja käyttäen Doppler-siirtymäennusteita analysoivat nämä sivukaistakom-15 ponentit kustakin satelliitista vastaanotettuun signaaliin sisältyvän kantoaallon tehon ja vaiheen määrittämiseksi. Tiedot näistä teho- ja vaihemäärityksistä tallennetaan kenttäpäätteeseen ja mahdollisesti palautetaan keskustietokoneeseen 15 millä tahansa tavanomaisilla välineillä.The electronic circuits (described below) at each terminal distinguish the upper and lower sideband components of the received signals and, using Doppler shift predictions, analyze these sideband components to determine the power and phase of the carrier included in the signal received from each satellite. Information about these power and phase configurations is stored in the field terminal and possibly returned to the host computer 15 by any conventional means.

20 Tiedot näistä kahdesta interferometrisesta kenttä- päätteestä 13-1 ja 13-2 täytyy käsitellä yhdessä, jotta saadaan peruslinjavektorin tarkka määritys.The data from these two interferometric field terminals 13-1 and 13-2 must be processed together to obtain an accurate determination of the baseline vector.

Tulisi huomata, että välineet datan kaukovälitystä tai -siirtoa varten eivät ole tarpeelliset tämän järjestel-• 25 män toimintaa varten. Päätteet 13-1 ja 13-2 voidaan siirtää fysikaalisesti samaan paikkaan kuin tietokone 15 ja siellä " : ennustetaulukot voidaan siirtää tietokoneesta päätteisiin 13. Sitten päätteet 13, jotka sisältävät taulukot muisteis-: t saan, voidaan kantaa mittausmerkeille SM-1 ja SM-2, missä 30 satelliitteja tarkkaillaan. Näiden havaintojen valmistumisen jälkeen päätteet 13 voidaan kantaa takaisin tietoko-.·. : neen 15 paikalle, missä kantoaaltovaihetiedot voidaan siir- tää molemmista päätteistä tietokoneeseen käsittelyä varten.It should be noted that the means for remote transmission or transmission of data are not necessary for the operation of this system. Terminals 13-1 and 13-2 can be physically moved to the same location as the computer 15 and there ": The prediction tables can be moved from the computer to the terminals 13. The terminals 13 containing the tables in memory can then be carried on the measurement marks SM-1 and SM-2. , where the satellites are monitored 30. After these observations are completed, the terminals 13 can be carried back to the computer 15 at a location where the carrier phase information can be transferred from both terminals to the computer for processing.

Viitaten nyt kuvioon 2, siinä on esitettynä inter-- * 35 ferometripäättecn 13, jota myös kutsutaan "kenttäpäätteek- si", pääkomponentit. Kussakin kenttäpäätteessä 13 on an- ψ · · • · · ie 8591 6 tennisovitelma 21, joka on yhdistetty elektroniikka-laitteistoon 23 koaksiaalikaapelilla 25.Referring now to Figure 2, there are shown the main components of an inter-ferrometer terminal 13, also referred to as a "field terminal". Each field terminal 13 has an anti-21 · · • · · ie 8591 6 tennis arrangement 21 which is connected to the electronic equipment 23 by a coaxial cable 25.

Kukin antennisovitelma 21 sisältää antennin 27 ja esivahvistinlaitteiston 29. Antenni on sijoitettu 5 mittausmerkille SM, ja antennin 27 vaihekeskiön paikan mittausmerkin SM suhteen täytyy olla tarkasti tunnettu.Each antenna arrangement 21 includes an antenna 27 and a preamplifier apparatus 29. The antenna is located 5 on the measurement mark SM, and the position of the phase center of the antenna 27 with respect to the measurement mark SM must be precisely known.

Antenni 27 vastaanottaa 1575,42 MHz:n radiosignaalit, jotka GPS-satelliitit ovat lähettäneet. Vastaanotetut signaalit vahvistetaan esivahvistimella 29 ja 10 syötetään koaksiaalikaapelin 25 kautta elektroniikka- laitteistoon 23 sisältyvään vastaanotinyksikköön 31, joka vastaanotinyksikkö 31 sisältää sivukaistaerottimen 33, vastaanottimen tehopiirin 34 ja oskillaattoripiirin 35.Antenna 27 receives 1575.42 MHz radio signals transmitted by GPS satellites. The received signals are amplified by a preamplifier 29 and are fed via a coaxial cable 25 to a receiver unit 31 included in the electronic equipment 23, which receiver unit 31 includes a sideband isolator 33, a receiver power circuit 34 and an oscillator circuit 35.

15 Sivukaistaerottimessa 33 signaalin ylempi sivukais- taosuus, joka käsittää kaikista satelliiteista yhdistettyinä vastaanotettujen signaalien sen osuuden, jolla on 1575,42 MHz:stä ylöspäin oleva radiotaajuusalue, erotetaan alemmasta sivukaistaosuudesta, joka vastaa 1572,42 20 MHz:n alapuolisia radiotaajuuksia. Tämän erotuksen suorittamiseksi sivukaistaerotin 33 käyttää 1575,42 MHz:n vertailusignaalia, jonka oskillaattoripiiri 35 syöttää.In the sideband separator 33, the upper sideband portion of the signal, comprising the portion of the signals received from all satellites combined having a radio frequency range above 1575.42 MHz, is separated from the lower sideband portion corresponding to radio frequencies below 1572.42 MHz. To perform this separation, the sideband isolator 33 uses a 1575.42 MHz reference signal supplied by the oscillator circuit 35.

Vastaanotinyksikkö 31 syöttää kolme signaalia . . analogisessa muodossa digitaaliseen elektroniikkayksik- * · • 25 köön 37. Yksi analoginen signaali, joka on nimitty ···* u(t), edustaa vastaanotettujen radiotaajuussignaalien « ylempää sivukaistakomponenttia siirrettynä peruskais-talle. Toinen analoginen signaali, joka on nimetty l(t), • : - edustaa alempaa sivukaistakomponenttia myös siirretty- 30 nä peruskaistalle. Nämä molemmat signaalit sisältävät vaikutuksia kaikista näkyvistä satelliiteista. Kolmas .·. : signaali, joka syötetään digitaaliseen elektroniikka- ···. yksikköön 37, on sinimuotoinen signaali, jolla on 5,115 MHz:n taajuus, joka on oskillaattoripiirissä 35 * ’" *** 35 olevan vapaasti värähtelevän, stabiilin kvartsikide- ϊ...· oskillaattorin ulostulo. Tämän saman oskillaattorin » » » « · i7 8591 6 ulostulo kerrotaan taajuudeltaan kiinteällä kokonaislu-kukertoimella 308 oskillaattorilaitteiston sisällä 1575,42 MHz:n vertailutaajuuden saamiseksi, jota sivu-kaistaerotin käyttää. Oskillaattorilaitteiston 35 kehit- 5 tämien taajuuksien tarkkuus on tyypillisesti noin yksi 9 8 osa 10 :stä, vaikkakin tarkkuus yksi osa 10 :sta olisi siedettävissä.The receiver unit 31 supplies three signals. . in analog form to a digital electronic unit 37. · One analog signal, designated ··· * u (t), represents the upper sideband component of the received radio frequency signals shifted to the baseband. The second analog signal, designated l (t), •: - represents the lower sideband component also shifted to the baseband. Both of these signals contain effects from all visible satellites. The third. : The signal that is input to the digital electronics ···. to unit 37, is a sinusoidal signal having a frequency of 5.115 MHz which is the output of a freely oscillating, stable quartz crystal oscillator in the oscillator circuit 35 * '"*** 35.» »» «· i7 of the same oscillator The output of 8591 6 is multiplied by a fixed integer multiplier 308 within the oscillator apparatus to obtain a reference frequency of 1575.42 MHz used by the sideband separator.The accuracy of the frequencies generated by the oscillator apparatus 35 is typically about one in 9 8 parts of 10, although the accuracy is one. 10 would be tolerable.

Digitaalisessa elektroniikkayksikössä 37 kaikki kolme analogista sisääntuloa muutetaan digitaaliseksi 10 logiikkasignaaliksi. Näitä digitaalisia signaaleja käsitellään kenttäpäätetietokoneen 39 ohjauksen alaisena kantoaaltojen teho- ja valhetietojen kehittämiseksi. Digitaalinen elektroniikkalaitteisto 37 liitetään kenttä-päätetietokoneeseen 39 kaksisuuntaisen dataväylän 41 vä-15 lityksellä. Kenttäpäätetietokone voi olla Digital Equipment Corporation (DEC) malli LSI-11/2 mikrotietokone, da-taväylä 41 voi tässä tapauksessa olla DEC:n "Q"-väylä.In the digital electronics unit 37, all three analog inputs are converted into a digital 10 logic signal. These digital signals are processed under the control of the field terminal computer 39 to generate carrier power and false information. The digital electronic equipment 37 is connected to the field terminal computer 39 via a bidirectional data bus 41. The field terminal computer may be a Digital Equipment Corporation (DEC) model LSI-11/2 microcomputer, the data bus 41 may in this case be the "Q" bus of the DEC.

Kantoaaltovaihetiedot tallennetaan kenttäpäätetietokoneen 39 muistiin, kunnes on toivottavaa välittää nä-20 mä tiedot keskustietokoneeseen 15 käsittelyä varten. Kuten on mainittu, keskustietokone 15 voidaan eliminoida ja käsittely suorittaa toisessa kenttäpäätteistä 39. Vaihetiedot voidaan myös kirjoittaa kenttätietokoneella . . 39 ulos tiedontallennusvälineeseen, kuten magneettinauha- * ·' 25 kasetti tai levy (ei esitetty). Data voidaan välittää ti» * • » myös suoraan sähköisen yhteyden kautta tai modernin ja pu-helinliitännän kautta tai millä tahansa tavanomaisilla välineillä.The carrier phase information is stored in the memory of the field terminal computer 39 until it is desirable to transmit this information to the central computer 15 for processing. As mentioned, the central computer 15 can be eliminated and the processing performed in one of the field terminals 39. The phase information can also be written by the field computer. . 39 out to a data storage medium such as a magnetic tape cassette or disk (not shown). Data can also be transmitted ti »* •» directly via an electronic connection or via a modern and telephone connection or by any conventional means.

: Viitaten nyt kuvioon 3, siinä on esitetty yksityis- 30 kohtaisemmin antennisovitelman 21 komponentit. Sovitelma 21 sisältää antennin 27, joka, kuten on mainittu, on : konstruoitu siten, että sen vaihekeskiö voidaan sijoit- 1--* taa tarkasti mittausmerkin suhteen. Antennin 27 vastaan ottamat 1575,42 MHz:n radiosignaalit syötetään esivahvis-35 tinpiiriin 29, jonka tehtävänä on kohottaa niiden tehota-soa riittävästi koaksiaalikaapelin 25 vaimennuksen voit- • · · • · • · • · · 18 85916 tamiseksi, joka kaapeli yhdistää antennisovitelman 21 vastaanottoyksikköön 31 ja vastaanotinyksikön 31 sisään-tulovahvistimessa kehittyneen taustakohinan voittamiseksi.Referring now to Figure 3, the components of the antenna arrangement 21 are shown in more detail. The arrangement 21 includes an antenna 27 which, as mentioned, is: constructed so that its phase center can be positioned 1 - * accurately with respect to the measurement mark. The 1575.42 MHz radio signals received by the antenna 27 are fed to a preamplifier circuit 35, which serves to increase their power level sufficiently to overcome the attenuation of the coaxial cable 25, which connects the antenna arrangement. 21 to the receiving unit 31 and the receiver unit 31 in the input-amplifier to overcome the generated background noise.

Vahvistinpiirissä 29 antennista 27 vastaanotetut 5 signaalit suodatetaan ensin kaistanpäästösuotimella 43, jonka noin 50 MHz:n kaistanleveys on keskitettynä taajuudella 1575,42 MHz. Suotimen 43 tehtävänä on estää vastaanotinlaitteiston 31 ylikuormitus voimakkaiden satunnaisten signaalien vaikutuksesta, joita voi esiintyä 10 GPS-signaalikaistan ulkopuolella. Kaistanpäästösuotimen 43 ulostulo syötetään passiiviseen diodirajoittimeen 45, joka suojaa vähäkohinaista vahvistinta 47 palamasta voimakkaiden signaalien vaikutuksesta, kuten sellaisten, jotka voisivat lähteä läheisistä suuritehotutkista. Vä-15 häkohinainen vahvistin 47 on tavanomainen gallium-arse- nidi-kanavatransistori(FET)vahvistin, jolla on noin 2dB:n kohinakuvio.In the amplifier circuit 29, the signals received from the antenna 27 are first filtered by a bandpass filter 43 having a bandwidth of about 50 MHz centered at 1575.42 MHz. The function of the filter 43 is to prevent the receiver equipment 31 from being overloaded by strong random signals that may occur outside the GPS signal band. The output of the bandpass filter 43 is fed to a passive diode limiter 45 which protects the low noise amplifier 47 from burning under the influence of strong signals, such as those that could emanate from high power radars. The Vä-15 carbon noise amplifier 47 is a conventional gallium arsenide channel transistor (FET) amplifier with a noise pattern of about 2dB.

Tasavirtateho vähäkohinaiselle vahvistimelle syötetään koaksiaalikaapelin 25 kautta, joka on liitetty esi-20 vahvistinlaitteistoon 29 vastaanotinyksiköstä 31 suurtaa-juussulakkeen 49 ja jännitteensäätäjän 51 kautta. Kondensaattori 53 kytkee vähäkohinaisen vahvistimen 47 suur-taajuusulostulon kaapeliin 25 sulkien samalla tasavir-ran vahvistimelta.DC power to the low noise amplifier is supplied via a coaxial cable 25 connected to the pre-20 amplifier apparatus 29 from the receiver unit 31 via a high-frequency fuse 49 and a voltage regulator 51. Capacitor 53 connects the low noise amplifier 47 to the high frequency output cable 25 while shutting off direct current from the amplifier.

25 Viitaten kuvioon 4, siinä on yksityiskohtaisemmin esitetty vastaanotinyksikön 31 komponentit. Vastaanotin-yksikkö 31 sisältää vastaanottimen teholähteen 34, sivu-kaistaerottimen 33 ja oskillaattoripiirin 35. Vastaanottimen tehopiiri 34 muodostaa tasavirtatehon oskillaat-.· 30 toripiirin 35, sivukaistaerottimen 33 ja koaksiaalikaa pelin 25 kautta antennisovitelman 21 vähäkohinaisen vahvis-timen 47 toimintaa varten. Oskillaattoripiiri 35 muodos-taa 1575,42 MHz:n vertailutaajuuden sivukaistaerottimel-le 33 ja 5,115 MHz:n vertailutaajuuden digitaaliselle 35 elektroniikkayksikölle 37. Sivukaistaerotin 33 erottaa signaalit, jotka on vastaanotettu 1575,42 MHz:n suhteen keskitetyllä ja tästä ylöspäin ja alaspäin ulottuvalla 19 8591 6 suurtaajuuskaistalla, erillisiksi ylemmän ja alemman sivu-kaistan komponenteiksi peruskaistalla.Referring to Figure 4, the components of the receiver unit 31 are shown in more detail. The receiver unit 31 includes a receiver power supply 34, a sideband isolator 33 and an oscillator circuit 35. The receiver power circuit 34 provides a DC power oscillator circuit 30, a sideband isolator 33 and coaxial time through the game 25 for low noise operation of the antenna arrangement 21. The oscillator circuit 35 generates a reference frequency of 1575.42 MHz for the sideband separator 33 and a reference frequency of 5.115 MHz for the digital electronic unit 37. The sideband separator 33 separates the signals received at the 1575.42 MHz centered and up and down 19 8591 6 high frequency band, as separate upper and lower side band components in the baseband.

Vastaanottimen tehopiiri 34 sisältää säädetyn tasa-virtateholähteen 61 ja lisäksi varastopariston 63. Pa-5 risto 63 mahdollistaa tehon keskeytymättömän syötön kide-oskillaattorille 65 oskillaattoripiirissä 35, reaaliaikaiselle kellolle digitaalisessa elektroniikkavksikössä 37 ja kenttäpäätetietokoneen 39 datamuistille riippumatta ulkoisen sähkötehon lähteen, verkon katkoksista, joita voi 10 esiintyä. Siten oskillaattorin taajuusstabiilisuus säilytetään, kellon aika-asetusta ei menetetä ja tietokoneen muistiin tallennettu data ei häviä.The receiver power circuit 34 includes a controlled DC power supply 61 and in addition a storage battery 63. The Pa-5 Risto 63 occur. Thus, the frequency stability of the oscillator is maintained, the clock time setting is not lost, and the data stored in the computer's memory is not lost.

Oskillaattori 65 oskillaattoripiirissä 35 on kvart-sikideoskillaattori, kuten Frequency and Time Systemsin 15 (FTS) malli 1001, joka muodostaa 5,115 MHz:n ulostulotaa-The oscillator 65 in the oscillator circuit 35 is a quartz crystal oscillator, such as the Frequency and Time Systems 15 (FTS) model 1001, which generates a 5.115 MHz output level.

OO

juuden yksi osa 10 :sta tai pienemmällä poikkeamalla. FTS- mallin 1001 stabiliteetti on noin yksi osa 10^:stä päivää 12 kohden ja yksi osa 10 :sta aikaväleillä 1-100 s ja se on sen tähden enemmän kuin sovelias tähän käyttötarkoitukseen. 20 Oskillaattori 65 muodostaa kaksi identtistä ulostuloa, joista toinen menee digitaaliseen elektroniikkayksikköön 37 ja toinen 1575,42 MHz:n syntetisaattoriin 67 oskillaattoripiirissä 35.one part of the tolerance of 10 or less. The stability of the FTS model 1001 is about one part of 10 ^ per day 12 and one part of 10 at intervals of 1-100 s and is therefore more than suitable for this purpose. The oscillator 65 generates two identical outputs, one going to the digital electronics unit 37 and the other to the 1575.42 MHz synthesizer 67 in the oscillator circuit 35.

1575,42 MHz:n syntetisaattori 67 sisältää jännite-.··, 25 ohjatun transistorioskillaattorin (VCO) 69, joka värähte- lee taajuudella 393,855 MHz, joka on sama kuin 77 kertaa 5,115 MHz. Tämän oskillaattorin vaihe on stabiloitu ; 5,115 MHz:n vertailun vaiheen suhteen käyttämällä vaihelu kittua silmukkaa, joka on koottu VCO:sta 69, kytkystä 71, 30 jakajasta 73 vaihe-taajuus virheilmaisimesta 75 ja silmuk-kasuotimesta 77. Osa VCO:n 69 ulostulotehosta kytketään :/·; kytkyllä 71 taajuusjakajan 73 sisääntuloon, joka jakaja on koottu tavanomaisista emitterikytketyn logiikan (ECL) in-tegroiduista piireistä, jotka jakavat llrllä ja sitten ... 35 7:llä. Jakajan 73 ulostulo on "muuttuva" sisääntulo ja • * **"' oskillaattorin 65 5,115 MHz:n ulostulo on "vertailusisään- : : : tulo" tavanomaiseen ECL-integroidulla piirillä muodostet- « · · 20 85 91 6 tuun vaihe-taajuusilmaisimeen 75, kuten Motorolan tyyppi nto MC12040. Ilmaisimen 75 ulostulo alipäästösuodatetaan silmukkasuotimessa 77 ohjausjännitteen muodostamiseksi, joka syötetään VCOrhon 69. VCO:n 69 ulostulo nelinkertais-5 tetaan taajuudeltaan kahdella peräkkäisellä tavanomaisella tasapainotetulla diodikahdentajalla 79 ja vahvistetaan vahvistimella 81 1575,42 MHz:n ulostulotaajuuden saamisek si, joka ohjaa sivukaistaerotinta 33.The 1575.42 MHz synthesizer 67 includes a voltage controlled transistor oscillator (VCO) 69 which oscillates at 393.855 MHz, which is equal to 77 times 5.115 MHz. The phase of this oscillator is stabilized; With respect to the 5.115 MHz reference phase using a phase-shifted loop assembled from VCO 69, circuit 71, 30 divider 73, phase-to-frequency error detector 75, and loop filter 77. Part of the output power of VCO 69 is switched: / ·; connected 71 to the input of a frequency divider 73, which divider is assembled from conventional emitter-switched logic (ECL) integrated circuits which divide by llr and then by ... 35. The output of divider 73 is the "variable" input and the output of the oscillator 65 at 5.115 MHz is the "reference input::: input" to a conventional ECL integrated circuit-frequency detector 75. , such as Motorola Type nto MC12040 The output of detector 75 is low pass filtered in loop filter 77 to generate a control voltage applied to VCO 69. , which controls the sideband isolator 33.

Signaalit taajuuden 1575,42 MHz suhteen keskitetyl-10 lä kaistalla, jotka on vastaanotettu antennisovitelmasta 21 koaksiaalikaapelin 25 kautta sivukaistaerottimen 33 sisääntuloon 83, kytketään tasavirtaestokondensaattorilla 85 kaistanpäästösuotimen 87 läpi ja vahvistetaan sisääntulo-vahvistimella 89. Tasavirtateho esivahvistinta 29 varten 15 (antennisovitelmassa) on kytketty koaksiaalikaapeliin 25 suurtaajuusulakkeen 91 kautta vastaanottimen tehopiiristä 34 .Signals received at 1575.42 MHz in the center-10 band received from the antenna arrangement 21 via the coaxial cable 25 to the input 83 of the sideband isolator 33 are coupled by a DC blocking capacitor 85 through a bandpass filter 87 and amplified by an input amplifier 89. The DC power 25 via a high frequency fuse 91 from the receiver power circuit 34.

Suurtaajuustehopilkoin tai "hybridi" 93, 1575,42 MHz:n paikallisoskillaattori-kvadratuurihybridi 95, kaksi 20 kaksoistasattua sekoitinta 97 ja 99 ja laajakaistainen videotaajuinen kvadratuurihybridi 101 sivukaistaerottimes-sa 33 muodostavat kaksinkertaisen yksisivukaistaisen suur-taajuusperuskaistamuuttimen tai tavanomaista "vaiheistavaa" .. tyyppiä olevan "demodulaattorin". Tällaista demodulaatto- • · t *<4·* 25 ria on kuvattu esimerkiksi Alan E.E. Rogersin artikkelissa • » ···' julkaisussa Proceedings of the IEEE voi. 59 (1971), sivut 1617-1618. Sen toiminta voidaan tässä kuvata seuraavasti.A high frequency power splitter or "hybrid" 93, a 1575.42 MHz local oscillator-quadrature hybrid 95, two 20 double-smoothed mixers 97 and 99, and a wideband video-frequency quadrature hybrid 101 in a sideband separator 33 demodulator ". Such demodulators are described, for example, in Alan E.E. In Rogers 'article • »···' in Proceedings of the IEEE vol. 59 (1971), pages 1617-1618. Its operation can be described here as follows.

Merkitään fQ:lla vertailusignaalin taajuutta, jonka : · - oskillaattoripiiri 35 syöttää sivukaistaerottimelle 33.Let fQ denote the frequency of the reference signal which: · - the oscillator circuit 35 supplies to the sideband isolator 33.

: 30 Nimellisesti f on 1575,42 MHz, mikä on sama kuin GPS- satelliitin "L1" lähetysten nimellinen kantoaaltotaajuus, .·. : ennen (ensimmäisen kertaluvun) Doppler-siirtymää. Siten kvadratuurihybridin 95 ulostulot 102 ja 103 voidaan kirjoittaa vastaavasti sin 2n£ t ja cos 2v£ t. Nämä ulostu- o o ** : 35 lot, jotka ovat kvadratuurivaiheessa, ovat "paikallisos- • « killaattorisisääntuloja" vastaavasti sekoittimeen 97 ja 99. Suurtaajuussisääntulot näihin kahteen sekoittimeen • · • · · • · 21 85916 ovat identtiset. Sekoittimien peruskaistaulostulot ovat vastaavasti identtiset lukuun ottamatta π/2 radiaanin vai-hesiirtoa. ("Peruskaistalla tarkoitamme lähempänä nollaa kuin f olevaa taajuusaluetta, joka vastaa sisääntulotaa-5 juuden ja fQ:n välistä erotusta".) Tämän vaihesiirron suunta, edellä tai jäljessä, riippuu siitä, onko sisääntulo-signaalin taajuus fQ:n yläpuolella tai alapuolella. Siten on mahdollista valita joko ylempi sivukaista (sisääntulo-taajuus korkeampi) tai alempi sivukaista ja hylätä vastak-10 kainen sivukaista siirtämällä toisen suotimen ulostulon vaihetta lisää tt/2 radiaania ja sitten joko summaamalla tai vähentämällä (riippuen siitä, kumpi sivukaista halutaan) näiden kahden sekoittimen ulostulot.: 30 Nominally f is 1575.42 MHz, which is the same as the nominal carrier frequency of the GPS satellite "L1" transmissions,. : before the (first-order) Doppler transition. Thus, the outputs 102 and 103 of the quadrature hybrid 95 can be written sin 2n £ t and cos 2v £ t, respectively. These outputs **: 35 lots, which are in the quadrature phase, are "local oscillator inputs" to mixer 97 and 99, respectively. the two mixers • · • · · • · 21 85916 are identical. The baseband outputs of the mixers are correspondingly identical except for the phase shift of π / 2 radians. ("In the baseband, we mean a frequency range closer to zero than f, which corresponds to the difference between input frequency 5 and fQ.") The direction of this phase shift, above or below, depends on whether the frequency of the input signal is above or below fQ. Thus, it is possible to select either the upper sideband (higher input frequency) or the lower sideband and discard the opposite sideband by shifting the output phase of the second filter by more tt / 2 radians and then either by summing or subtracting (depending on which sideband is desired) the two mixers. outputs.

Kvadratuurihybridi 101, jolla on kaksi sisääntuloa 15 109 ja 111 ja kaksi ulostuloa 105 ja 107, suorittaa tämän π/2 vaihesiirron ja summaus/vähennyslaskun. Hybridin 101 ylempi ulostulo 105 saadaan ylemmän sisääntulon 109 ja alemman sisääntulon 111 aritmeettisena summana molempien sisääntulojen ollessa viivästettynä vaiheeltaan määrällä, 20 joka on riippuvainen taajuudesta, mutta alemman sisääntulon vaihesiirto on suurempi kuin ylemmän sisääntulon vakiolla tt/2 radiaania taajuudesta riippumatta. Alempi ulostulo 107 saadaan samojen kahden eri lailla vaihesiirret-tyjen sisääntulojen 109 ja 111 aritmeettisena erotuksena 25 erotuksen ollessa otettuna suuntaan ylempi miinus alempi. Määritelty tt/2 radiaanin (yksi neljännes jakso) vaihe-eroA quadrature hybrid 101 with two inputs 109 and 111 and two outputs 105 and 107 performs this π / 2 phase shift and summation / subtraction. The upper output 105 of the hybrid 101 is obtained as the arithmetic sum of the upper input 109 and the lower input 111, both inputs being delayed in phase by an amount dependent on frequency, but the phase shift of the lower input is greater than the upper input constant tt / 2 rad. The lower output 107 is obtained as the arithmetic difference 25 of the same two differently phase-shifted inputs 109 and 111, the difference being taken in the upper minus lower direction. Defined tt / 2 radian (one quarter period) phase difference

säilytetään tarkasti kaikille taajuuksille välillä f ja . . HPis accurately maintained for all frequencies between f and. . HP

ainakin fLp, missä fHp m 19 kHz on paljon pienempi kuin f^p « 450 kHz ja fLp on likimain sama kuin GPS "C/A" mo-30 dulaation m(t) yksisivukaistainen kaistanleveys, kuten on aiemmin esitetty. Kvadratuurihybridin rakenne, jolla on nämä ominaisuudet, on annettu mainitussa Rogersin artikkeli·. lissa.at least fLp, where fHp m 19 kHz is much smaller than f ^ p <450 kHz and fLp is approximately equal to the single-bandwidth of the GPS "C / A" modulation m (t), as previously discussed. The structure of a quadrature hybrid having these properties is given in the above - mentioned Rogers article ·. glycol.

. Nyt kvadratuurihybridin 101 ulostulot vahvistetaan 35 erikseen identtisillä videovahvistimilla 113 ja 115 ja suodatetaan ylipäästösuotimilla 117 ja 119 ja alipäästö-suotimilla 121 ja 123. Suotimet 117 ja 119 ovat identtisiä 22 8591 6 ylipäästösuotimia, joilla on matalataajuinen rajataajuus fAp. Ylipäästösuotimien tarkoituksena on eliminoida se-koitinulostulojen tasavirtakomponentit ja kaikki matala-taajuiset spektrikomponentit, joilla on sama tai alempi 5 taajuus kuin suurin mahdollinen Doppler-siirtymän taso, joka GPS-satelliitin signaalilla voisi olla.. Now the outputs of the quadrature hybrid 101 are amplified 35 by identical video amplifiers 113 and 115 and filtered by high-pass filters 117 and 119 and low-pass filters 121 and 123. Filters 117 and 119 are identical 22 8591 6 high-pass filters with a low-frequency cut-off frequency fAp. The purpose of the high-pass filters is to eliminate the DC components of the mixer outputs and any low-frequency spectral components that have the same or lower frequency than the maximum Doppler shift level that the GPS satellite signal could have.

On suotavaa rajoittaa kaikkia tällaisia komponentteja, koska ne muutoin voisivat häiritä seuraavaa vastaanotetun Doppler-siirtyneen kantoaallon vaiheen määritystä 10 digitaalisessa elektroniikkalaitteistossa ja kenttäpäät-teen tietokoneessa. Tällaiset potentiaalisesti häiritsevät signaalit voisivat sisältää matalataajuista "välkyntä" kohinaa, joka on kehittynyt itse sekoittimissa tai saattaa seurata sekoittimen epätasapainon ja 1575,42 MHz:n vertai-15 lusignaalin (epäsuotavien) matalataajuisten amplitudi- tai vaihevaihteluiden tai minkä tahansa sekoittimia edeltävän suurtaajuusvahvistimen vahvistuksen yhdistelmästä. Toinen matalataajuisten häiriöiden potentiaalinen lähde on teholähteen ulostulojännitteiden tai virtojen humina tai 20 aaltoilu. Eräs muu lähde voisi olla häiritsevä jatkuva-aaltoinen signaali fQ:aa lähellä olevalla taajuudella.It is desirable to limit all such components, as they could otherwise interfere with the subsequent determination of the phase of the received Doppler-shifted carrier 10 in the digital electronics and the field terminal computer. Such potentially interfering signals could include low frequency "flicker" noise generated in the mixers themselves or may follow mixer imbalance and (undesirable) low frequency amplitude or phase variations of the 1575.42 MHz reference signal, or any pre-mixers. Another potential source of low frequency interference is the hum or ripple of the power supply output voltages or currents. Another source could be an interfering continuous wave signal at a frequency close to fQ.

Alipäästösuotimet 121 ja 123 ovat identtisiä ali-päästösuotimia, joiden kaistanleveys on fTr), mikä on sama ,·.·. kuin m(t) :n yhden sivukaistan kaistanleveys. Kunkin suoti- .··*, 25 men vaste taajuuden funktiona on sovitettu sovittamaan m(t):n tehospektritiheys. Näiden suotimien tarkoituksena on estää kohinaa ja häiriöitä m(t):n kaistanleveyden ulkopuolella. Huomaa, että laajakaistainen GPS ”P-koodi" mo-dulaatiosignaali n(t) muodostaisi tässä tavallisesti häi-30 riölähteen. Pääosa noin 80 % n(t):stä peräisin olevasta tehosta hylätään näillä alipäästösuotimilla. Tämä hylkäys-• ‘ · aste on riittävä varmistamaan, että "P-koodi" häiriöllä on merkityksetön vaikutus. Huomaamme kuitenkin, että jos ’ - kapeakaistainen m(t) modulaatio olisi kytketty pois päältä 35 GPS-satelliiteissa, niin laajakaistainen n(t) modulaatio ; ei enää edustaisi epäsuotavaa häiritsevää signaalia, siitä : tulisi haluttu signaali. Tällaiseen vaihtoon GPS-signaali- 23 8591 6 rakenteessa voitaisiin sopeutua kasvattamalla alipäästö-suotimien 121 ja 123 kaistanleveyksiä kertoimella 10 niiden sovittamista uuteen signaaliin.Low-pass filters 121 and 123 are identical sub-pass filters with a bandwidth of fTr), which is the same, ·. ·. than the bandwidth of one sideband of m (t). The response of each filter. ·· *, 25 men as a function of frequency is adapted to match the power spectral density of m (t). The purpose of these filters is to prevent noise and interference outside the bandwidth of m (t). Note that the wideband GPS "P-code" modulation signal n (t) would normally be a source of interference here. The majority of about 80% of the power from n (t) is discarded by these low-pass filters. This degree of rejection is sufficient to ensure that the "P-code" interference has a negligible effect, however, we find that if the '- narrowband m (t) modulation were turned off at 35 GPS satellites, then the wideband n (t) modulation would no longer represent an undesirable interfering signal , that: would become the desired signal Such a change in the structure of the GPS signal 23 8591 6 could be adapted by increasing the bandwidths of the low pass filters 121 and 123 by a factor of 10 to match them to the new signal.

Ulostulo u(t) alipäästösuotimesta 121 edustaa alas 5 muutettua ja suodatettua alkuperäisen signaalin s(t) ylemmän sivukaistan komponenttia ja ulostulo l(t) alipäästösuotimesta 123 edustaa alempaa sivukaistaa. Tulisi huomata, että u(t):n spektriä siirretään taajuudeltaan ylöspäin ja l(t):n spektriä siirretään taajuudeltaan alaspäin suh-10 teessä alkuperäisen modulaation m(t) spektriin määrällä (f-fQ), joka on todellisen vastaanotetun kantoaallon taajuuden f ja paikallisoskillaattorin taajuuden f välinen erotus. (Jos kantoaallon Doppler-siirtymä (f-fQ) on negatiivinen niin u(t):n spektriä siiretään alaspäin ja l(t):n ylöspäin.) Tämän siirtymän tason oletetaan olevan pienempi kuin fjjp ja paljon pienempi kuin f^p- Tämä oletus tulee tyydytetyksi, jos taajuussiirto johtuu pääasiallisesti Dopp-ler-siirtymästä, joka ej voi koskaan ylittää tasoltaan 5 kHz edellyttäen, että f on asetettu likimain arvoon lilr 20 io kHz. Mikä tahansa vertailukideoskillaattorin 65 sivuuna-setus halutusta 5,115 MHz:n taajuudesta aiheutta (308 kertaa suuremman) myös u(t):n ja l(t):n spektrin siirtymän. Tavallisesti tällainen siirtymä on kuitenkin hyvin paljon pienempi kuin fHp.The output u (t) from the low-pass filter 121 represents the lower side component of the original signal s (t) modified down and filtered down, and the output l (t) from the low-pass filter 123 represents the lower sideband. It should be noted that the spectrum of u (t) is shifted up in frequency and the spectrum of l (t) is shifted in frequency down relative to the spectrum of the original modulation m (t) by an amount (f-fQ) equal to the frequency f of the actual received carrier. and the difference between the frequency oscillator f of the local oscillator. (If the carrier Doppler shift (f-fQ) is negative then the spectrum of u (t) is shifted downwards and l (t) upwards.) The level of this shift is assumed to be less than fjjp and much smaller than f ^ p- This the assumption is satisfied if the frequency shift is mainly due to a Dopp-ler shift that ej can never exceed 5 kHz, provided that f is set to approximately lilr 20 io kHz. Any side-setting of the reference crystal oscillator 65 at the desired 5.115 MHz frequency also causes (308 times greater) spectral shift of u (t) and l (t). Usually, however, such a shift is very much smaller than fHp.

25 Ylemmän ja alemman sivukaistan ulostulojen u(t) ja l(t) taa j uus siirtymän lisäksi on molemmissa ulostuloissa taajuudesta riippuvainen, sekoittava vaihesiirto johtuen kvadratuurihybridistä 101. Kuitenkin Rogersin (mainittu : yllä) erityiselle kvadratuurihybridirakenteelle tämä vai- 30 hesiirto on liian pieni ollakseen tärkeä. Samalla tavoin kaistanpäästösuotimen 87 ja yli- ja alipäästösuotimien . . 117, 119, 121 ja 123 aiheuttamat ylimääräiset vaihesiirrot ovat merkityksettömiä, jos käytetään tavanomaisia suodin-rakenteita. Kukin näistä vaikutuksista pyrkii myös kumou-35 tumaan, kun otetaan päätteiden välinen erotus seuraavassa tietojenkäsittelyssä. Kumoutuminen ei ole tarkkaa, koska kaksi suodinta eivät ole koskaan täysin samanlaiset, ja myös ; Doppler-siirtymät eri puolilla ovat erilaiset minä tahansa 24 8 5 91 6 tiettynä hetkenä. Jäännösvaikutukset ovat kuitenkin merkityksettömät, kuten on esitetty suorilla laskelmilla ja vahvistettu todellisella kokeella.25 In addition to the offset j of the upper and lower sideband outputs u (t) and l (t), there is a frequency-dependent, mixed phase shift at both outputs due to the quadrature hybrid 101. However, for Rogers' (cited above) particular quadrature hybrid structure, this phase shift is too small. important. Similarly, a bandpass filter 87 and high and low pass filters. . The additional phase shifts caused by 117, 119, 121, and 123 are insignificant if conventional filter structures are used. Each of these effects also tends to undo-35, given the difference between the terminals in the next data processing. The cancellation is not accurate because the two filters are never exactly alike, and also; Doppler shifts in different parts are different at any one time 24 8 5 91 6. However, the residual effects are insignificant, as shown by direct calculations and confirmed by a real experiment.

Viitaten nyt kuvioon 5, siinä on esitetty digitaali-5 sen elektroniikkayksikön 37 lohkokaavio. Digitaalinen elektroniikkayksikkö 37 sisältää signaalimuokkaimen 125, korrelaattorisovitelman 127, joka käsittää seitsemän identtisen korrelaattorin ryhmän, numeerisen oskillaattorisovi-telman 129, joka käsittää vastaavan seitsemän identtisen 10 numeerisen oskillaattorin ryhmän, ja reaaliaikakellon 131, korrelaattorisovitelman 127, numeerisen oskillaattorisovi-telman 129 ja reaaliaikakellon 131 ollessa yhdistettynä dataväyIällä 133 toisiinsa ja kenttäpäätetietokoneeseen 39. Signaalin muokkaimen 125 ensimmäinen tehtävä on muuttaa 15 analoginen ylemmän sivukaistan signaali u(t),analoginen alemman sivukaistan signaali 1(t) ja analoginen 5,115 MHz:n sinisignaali kukin binääriarvoiseksi "digitaaliseksi" tai "loogiseksi" signaaliksi, joka soveltuu käsiteltäväksi tavanomaisilla transistori-transistorilogiikka(TTL)piireillä. 20 Signaalin muokkain 125 tuottaa vain kaksi ulostuloa.Referring now to Figure 5, there is shown a block diagram of a digital 5 for its electronics unit 37. The digital electronics unit 37 includes a signal modulator 125, a correlator arrangement 127 comprising a group of seven identical correlators, a numerical oscillator arrangement 129 comprising a corresponding set of seven identical 10 numerical oscillators, and a real time clock 131 with a correlator arrangement 127, a correlator arrangement 127, a numerical oscillator on the data bus 133 to each other and to the field terminal computer 39. The first function of the signal modifier 125 is to convert the 15 analog upper sideband signal u (t), the analog lower sideband signal 1 (t) and the analog 5.115 MHz blue signal to each binary "digital" or "logic" signal. which is suitable for processing with conventional transistor-transistor logic (TTL) circuits. 20 The signal converter 125 produces only two outputs.

Toinen on binääriarvoinen, TTL-logiikkatasoinen, jaksoittainen kanttiaaltomuoto, jolla on taajuus 10,23 MHz, joka on tuotettu kahdentamalla 5,115 MHz:n sisääntulon taajuus. Tämä 10,23 MHz:n ulostulo toimii "kellosignaalina" kaik-25 kien seuraavien digitaalisten piirien ajoituksen ohjaami-seksi. Tämä kellosignaali on jaettu 1023:11a (= 3 x 11 x 31) reaaliaikakellossa 131 yhden sykäyksen saamiseksi 100 mik-rosekunnissa, lisäjaot peräkkäisillä tekijäillä 10 johta- vat siten täydelliseen ajan desimaaliesitykseen sekunteina -4 ·.·.* 30 viimeisen merkitsevän numeron edustaessa yksiköitä 10 s.The second is a binary, TTL logic-level, periodic square waveform with a frequency of 10.23 MHz produced by doubling the input frequency of 5.115 MHz. This 10.23 MHz output acts as a "clock signal" to control the timing of all subsequent digital circuits. This clock signal is divided by 1023 (= 3 x 11 x 31) in a real-time clock 131 to obtain one pulse per 100 microseconds, further divisions by successive factors 10 thus result in a complete decimal representation of time in seconds -4 ·. ·. * The last 30 significant digits represent units 10 s.

Aika on aina luettavissa tässä muodossa dataväylän 133 kautta. Korrelaattorisovitelman 127, numeerisen oskillaat-:*♦*: torisovitelman 129 ja kenttäpäätetietokoneen 39 kaikkia ’ . toimintoja ohjaa reaaliaikakello 131 dataväylän 133 kautta.The time is always readable in this format via data bus 133. Correlator arrangement 127, numerical oscillators -: * ♦ *: market arrangement 129 and field terminal computer 39 all ’. the functions are controlled by the real-time clock 131 via the data bus 133.

J 35 Signaalimuokkaimen 125 toinen "digitaalinen" ulos- '···' tulo on johdettu analogisista u(t) ja l(t) sisääntuloista ja se on binääriarvoinen, TTL-logiikkatasoinen, ei jaksoi- 25 8591 6 linen aaltomuoto. Tämä ulostulo on tuotettu TTL poissulkevalla ei-tai logiikkaportilla, jossa on kaksi sisääntuloa: toinen sisääntulo edustaa u(t) sisääntulon merkkiä ja toinen l(t):n merkkiä.Siten porttiulostulo on "tosi" IT tai 5 binäärinen 1) jos ja vain jos analogisilla u(t) ja l(t) signaaleilla on sama merkki.J 35 The second "digital" output of the signal converter 125 is derived from the analog inputs u (t) and l (t) and is a binary, TTL logic level, non-periodic waveform. This output is produced by a TTL-exclusive non- or logic gate with two inputs: one input represents the u (t) input character and the other the l (t) character. Thus, the gate output is "true" IT or 5 binary 1) if and only if the analog u (t) and l (t) signals have the same sign.

Kuviossa 6 on esitetty signaalimuokkaimen 125 lohkokaavio. Analoginen signaali u(t) syötetään komparaattoriin 135, jonka ulostulo on TTL-logiikkatasoinen tosi, kun 10 u(t) on positiivinen ja epätosi, kun u(t) on negatiivinen. Tämä TTL-logiikkasignaali syötetään toisena sisääntulona TTL poissulkevaan ei-tai porttiin 137. Analoginen signaali l(t) syötetään samalla tavoin komparaattoriin 139, jonka ulostulo syötetään toiseen poissulkevan ei-tai portin 137 15 sisääntuloon. Sinimuotoinen 5,115 MHz signaali, joka on saatu kideoskillaattorilta 65, syötetään tavanomaiseen analogiseen taajuudenkahdennuspiiriin 141, jonka ulostulo syötetään kolmanteen komparaattoriin 143 10,23 MHz:n TTL- tasoisen kanttiaaltoulostulon tuottamiseksi. 10,23 MHz:n 20 ulostuloa käytetään myös "kello" sisääntulona kiikkuun 145, joka suorittaa näytteenoton ja -pidon portin 137 ulostulosta. Siten kiikun 145 ulostulo on poissulkeva ei-tai funktio u(t):n ja 1(t):n merkeistä, jotka on otettu tasai-.·.·. sella 10,23 x 106 taajuudella sekunnissa ja pidetty näyt- 25 teenottohetkien väli. Radiointerferometrien alalla on hy-vin tunnettua, kuten esimerkiksi J.M. Moran on esittänyt artikkelissa, joka on ilmestynyt julkaisussa Methods of Experimental Physics, voi. 12, osa C, sivut 228-260, että ajan binääriarvoisella funktiolla UHL on Fourier-muunnos 30 tai "spektri", joka on hyvä aproksimaatio sekä vaiheeltaan että suhteelliselta amplitudiltaan analogisen tulon u(t)l(t) Fourier-spektrille. Aproksimaation tarkkuus riippuu analo-gisista signaaleista, jotka ovat luonteeltaan satunnaisia ’ . ja normaaleja. Myös korrelaatiokertoimen näiden kahden si- 35 sääntulon välillä täytyy olla tasoltaan paljon pienempi kuin 1. (Tosiasiassa kohina "tasaa" komparaattorien epä-lineaarisuudet. Poissulkevaa ei-tai porttia 137 voidaan 26 85 91 6 pitää kertojana, jonka kullakin sisääntulolla on arvot + 1 ja -1.) Nämä ehdot täytetään hyvin esillä olevassa järjestelmässä. Siten seuraavassa loogisen tason kiikusta 145 katsotaan edustavan yksinkertaisesti tuloa u(t)l(t).Figure 6 shows a block diagram of a signal processor 125. The analog signal u (t) is input to a comparator 135, the output of which is TTL logic level true when 10 u (t) is positive and false when u (t) is negative. This TTL logic signal is input as a second input to the TTL exclusive non- or gate 137. The analog signal 1 (t) is similarly input to a comparator 139, the output of which is input to the second exclusive non- or gate 137 15 input. The sinusoidal 5.115 MHz signal obtained from the crystal oscillator 65 is input to a conventional analog frequency doubling circuit 141, the output of which is input to a third comparator 143 to produce a 10.23 MHz TTL level square wave output. The 10.23 MHz 20 output is also used as a "clock" input to flip-flop 145, which performs sampling and holding of the output of gate 137. Thus, the output of flip-flop 145 is an exclusive non- or function of the signs u (t) and 1 (t) taken uniformly. at a frequency of 10.23 x 10 6 per second and a maintained sampling interval. It is well known in the art of radio interferometers, such as J.M. Moran has presented in an article published in Methods of Experimental Physics, Vol. 12, Part C, pages 228-260, that the time binary function UHL has a Fourier transform 30 or "spectrum" which is a good approximation of the Fourier spectrum of both the phase and the relative amplitude of the analog input u (t) 1 (t). The accuracy of the approximation depends on analog signals that are random in nature ’. and normal. Also, the correlation coefficient between these two inputs must be much smaller than 1. (In fact, the noise "equalizes" the nonlinearities of the comparators. The exclusion non- or gate 137 can be considered as a multiplier with values of + 1 and 26 85 91 6 for each input. -1.) These conditions are well met in the present system. Thus, in the following, the logic plane flip-flop 145 is considered to simply represent the input u (t) l (t).

5 UHL "tulo" signaalimuokkaimesta 125 syötetään rin nan kuhunkin identtiseen korrelaattoriin korrelaattoriso-vitelmassa 127.5 The UHL "input" from the signal modulator 125 is applied in series to each identical correlator in the correlator arrangement 127.

Ennen korrelaattorisovitelman 127 rakenteen kuvausta sen toiminnan periaatteita selitetään lyhyesti.Before describing the structure of the correlator arrangement 127, the principles of its operation will be briefly explained.

10 Kussakin korrelaattorissa u(t)l(t) tulo korreloi daan ajan sini- ja kosinifunktioiden binääriaproksimaati-oiden kanssa, jotka on kehittänyt vastaava seitsemästä numeerisesta oskillaattorista. Oskillaattorin taajuutta ohjaa kenttäpäätetietokone 39 reaaliaikakellon 131 osoit-15 tämän ajan mukaisesti. Minä tahansa tiettynä aikana oskil-laattoritaajuus asetellaan kaksi kertaa yhden satelliiteista lähettämän 1575,42 MHz:n kantoaallon ennustetun Doppler-taajuussiirtymän suuruiseksi. Yksi oskillaattori ja yksi korrelaattori liittyvät kuhunkin näkyvissä olevaan 20 satelliittiin seitsemän satelliitin maksimiarvoon asti. (Periaatteessa, jos joskus olisi näkyvissä enemmän kuin seitsemän satelliittia, järjestelmässä voitaisiin käyttää useampia numeerisia oskillaattoreita ja korrelaattoreita. Käytännössä seitsemän riittää.) Jos ennustettu Doppler-25 siirtymä on riittävän lähellä todellista Doppler-siirty-··’ mää, niin korrelaattorin ulostulot mittaavat tarkasti sen tietyn satelliitin signaalin tehon ja vaiheen, jolle ennustus oli tehty eikä siihen vaikuta merkittävästi mui-den satelliittien signaalien läsnäolo, jolla on eri Doppler-: 30 siirtymät.10 In each correlator, the product of u (t) l (t) is correlated with the binary approximations of the sine and cosine functions over time, developed by the equivalent of seven numerical oscillators. The frequency of the oscillator is controlled by the field terminal computer 39 according to the time-15 of the real-time clock 131. At any given time, the oscillator frequency is set to twice the predicted Doppler frequency shift of one of the 1575.42 MHz carriers transmitted by the satellites. One oscillator and one correlator are associated with each of the 20 visible satellites up to a maximum of seven satellites. (In principle, if more than seven satellites were ever visible, more numerical oscillators and correlators could be used in the system. In practice, seven is enough.) If the predicted Doppler-25 shift is close enough to the actual Doppler shift, then the correlator outputs accurately measure the power and phase of the particular satellite signal for which the prediction was made and is not significantly affected by the presence of signals from other satellites with different Doppler shifts.

Matemaattisena esityksenä yhden numeerisen oskillaat- torin ja siihen liittyvän korrelaattorin toimintaa kuva- taan seuraavasti: Ajan t funktiona, jonka ajan osoittaa • _ reaaliaikakello 131 satelliitin kantoaallon ennustetun 35 Doppler-taajuussiirtymän antaa f (t). Funktion f (t) arvoAs a mathematical representation, the operation of a single numerical oscillator and its associated correlator is described as follows: As a function of time t, the predicted Doppler frequency shift of the satellite carrier 131 is given by f (t). The value of the function f (t)

P PP P

*...* interpoloidaan ennalta laskettujen arvojen taulukosta, jo- ka oli aiemmin tallennettu kenttäpäätetietokoneen muistiin.* ... * is interpolated from a table of pre-calculated values previously stored in the memory of the field terminal computer.

a · · 27 8591 6a · · 27 8591 6

Numeerinen oskillaattori kehittää kaksi ajan funktiota: cos /“2φ (t)] ja sin /12φ (t)J kvadratuurivaiheisina, missä φ (t) edustaa ennustettua vaihetta, joka on ajan funktio.The numerical oscillator generates two functions of time: cos / “2φ (t)] and sin / 12φ (t) J in quadrature phases, where φ (t) represents the predicted phase, which is a function of time.

PP

Funktio 4>p(t) on alunperin yhtä kuin nolla hetkellä tQ, 5 kun numeerinen oskillaattori alkaa värähdellä ja minä tahansa seuraavana hetkenä φ (t) saadaan integraalinaThe function 4> p (t) is initially equal to zero at time tQ, 5 when the numerical oscillator starts to oscillate and at any subsequent moment φ (t) is obtained as an integral

PP

t φ (t) = 2tt / f (t')dt' p t p ot φ (t) = 2tt / f (t ') dt' p t p o

10 missä f (t') edustaa f :n hetkellistä arvoa kuluvana het-P P10 where f (t ') represents the instantaneous value of f as the current het-P P

kenä t'. Kerroin 2it on tarpeellinen, jos, kuten on tapana, taajuus f mitataan yksiköissä jaksoa aikayksikössä jaas t '. A factor of 2it is necessary if, as usual, the frequency f is measured in units of cycles per unit time and

vaihe φ oletetaan mitattavaksi radiaaniyksiköissä pikem-Pstep φ is assumed to be measured in radian units pitch-P

minkin kuin jaksoina.than as episodes.

15 Nyt korrelaattori, joka toimii hetkien tQ ja t^ vä lillä muodostaa arvot a ja b sisääntuloistaan f\x{t)l(t)J,15 Now a correlator operating between moments tQ and t ^ forms the values a and b from its inputs f \ x {t) l (t) J,

cos At)J ja sin £2$ At)J kaavojen P Pcos At) J and sin £ 2 $ At) J formulas P P

t-i a = / u(t)l(t) cos /2φ (t)Jdt t p 20 ro ja t b = /^u(t)l(t) sin /2φ (t)ydt mukaisesti.t-i a = / u (t) l (t) cos / 2φ (t) Jdt t p 20 ro and t b = / ^ u (t) l (t) sin / 2φ (t) ydt.

PP

Integroinnin aikaväli t^-t on yksi sekunti ja osoi-_···. 25 tetut integroinnit suoritetaan joka sekunti. Kullakin yh- den sekunnin sykäyksellä reaaliaikakellosta integraalien arvot valitaan muistirekistereihin, integraatiot palautetaan nollaan, numeerinen oskillaattori käynnistetään uudel-leen ja uusi integrointijakso alkaa. Siten kunkin sekunnin 30 ajan lopussa korrelaattori toimittaa ulostulot a ja b, jotka edustavat vastaavasti tulon u(t)l(t) cos /^p(t)J ja tu-lon u(t)l(t) sin /’2φp(t)7 aikakeskiarvoja edeltävänä yhden :1·1: sekunnin aikavälinä. Nämä ulostulot edustavat tulon u(t)l(t) korrelaatioita cosini- ja sinifunktioiden kanssa. 35 Yhden sekunnin aikavälin aikana oskillaattoritaajuus “···' f (t) päivitetään joka 0,1 sekunti tietokoneen avulla, :Y: joka on tahdistettu 0,1 sekunnin "sykäyksillä" reaaliaika- 28 85 91 6 kellosta. Tämä päivitys on tarpeen, koska satelliitin Doppler-siirtymä muuttuu johtuen satelliitin liikkeestä maassa olevan kenttäpäätteen suhteen ja suhteellisen nopeuden projektion muuttumisesta näkyvyyslinjaa pitkin nopeu-5 della, joka voi olla oleellinen osuus 1 Herzistä sekunnissa.The integration interval t ^ -t is one second and shows-_ ···. The integrated integrations are performed every second. At each one-second pulse from the real-time clock, the values of the integrals are selected in the memory registers, the integrations are reset to zero, the numerical oscillator is restarted, and a new integration cycle begins. Thus, at the end of each second 30, the correlator supplies outputs a and b representing the input u (t) l (t) cos / ^ p (t) J and the input u (t) l (t) sin / '2φp, respectively. t) 7 time averages in the interval of one: 1 · 1: second. These outputs represent the correlations of the input u (t) l (t) with the cosine and sine functions. 35 During a one-second interval, the oscillator frequency “··· 'f (t) is updated every 0.1 second by a computer,: Y: synchronized with 0.1-second" pulses "from the real-time 28 85 91 6 clock. This update is necessary because the satellite's Doppler shift changes due to the satellite's motion with respect to the ground terminal and the change in relative velocity projection along the line of sight at a rate of 5, which can be a substantial fraction of 1 Herz per second.

Nyt korrelaattoriulostulot a ja b voidaan yhdistää estimaatin saamiseksi sen erityisen satelliitin signaalin tehosta ja vaiheesta, jolle ennustus f (t) oli tehty.Now the correlator outputs a and b can be combined to obtain an estimate of the signal power and phase of the particular satellite for which the prediction f (t) was made.

PP

Määritetään kompleksiluku c, jonka reaaliosa on yh-10 tä kuin a ja jonka imaginääriosa on yhtä kuin b. Toisin sanoen c = a + jb 15 missä j on neliöjuuri miinus yhdestä. Siten c ~ C <m2> <exp/2 j (φ-φ )J> tr missä C on positiivinen reaalinen vakioskaalaustekijä, 2 20 <m > on GPS modulaatiofunktion m(t) neliön aikakeskiarvo integrointiaikavälillä tQ:sta t^ :een ja <exp/2j (φ-φ0)_7> on kompleksisen exponentiaalifuntion exp/l2 j (φ-φ )J aika- Γ keskiarvo samalla aikavälillä. Edellyttäen, että erotus, (φ“Φρ) / vastaanotetun GPS-kantoaaltosignaalin vaiheen 25 φ = φ (-b) ja vastaavan ennustuksen φ = φ (t) välillä ei •»· Γ Γ ____: vaihtele oleellisella jakson osalla integrointiajän aikana, niin C:n taso on likimain verrannollinen keskimääräisen vastaanotetun tehon suhteen 30 [c| Ξ (a2 + b2)1/2 C <m2> ja c:n kulma on likimain yhtä kuin kaksi kertaa keskimää-: räinen vaihe-ero (φ-φ ) : ,···. 35 le tan (b/a) 2 <(φ-φ )>Determine a complex number c whose real part is yh-10 as a and whose imaginary part is equal to b. That is, c = a + jb 15 where j is the square root minus one. Thus c ~ C <m2> <exp / 2 j (φ-φ) J> tr where C is a positive real constant scaling factor, 2 20 <m> is the time mean square of the GPS modulation function m (t) over the integration time period tQ to t ^ and <exp / 2j (φ-φ0) _7> is the time-Γ average of the complex exponential function exp / l2 j (φ-φ) J over the same time interval. Provided that the difference, (φ “Φρ) / between the phase 25 φ = φ (-b) of the received GPS carrier signal and the corresponding prediction φ = φ (t) is not •» · Γ Γ ____: vary for a substantial part of the period during the integration time, then The level of C is approximately proportional to the average received power 30 [c | Ξ (a2 + b2) 1/2 C <m2> and the angle of c is approximately equal to twice the average phase difference (φ-φ):, ···. 35 le tan (b / a) 2 <(φ-φ)>

* · P* · P

»» » 1 · • · · • » • · · 29 8591 6»» »1 · • · · •» • · · 29 8591 6

Huomaa, että b:stä ja a:sta c:n kulma määritetään samoin modulo 2π radiaania. Siten erotukseksi (φ-φρ) on määritetty modulo π radiaania.Note that for b and a, the angle of c is similarly determined by modulo 2π radians. Thus, the difference (φ-φρ) is defined as modulo π radians.

Jotta vastaanotetun signaalin teho ja kantoaalto-5 vaihe (modulo ir) voidaan määrittää tarkasti a:sta ja b:stä näiden kaavojen mukaisesti, kaksi ehtoa täytyy täyttää: ensiksi, kuten on mainittu, todellisen vaiheen, φ(t), täytyy erota ennustetusta vaiheesta, Φρ^) määrällä, joka muuttuu paljon väkemmän kuin yhden jakson verran yhden sekunnin integrointiajän aikana,toiseksi korrelaattorin ulos-tulonsignaalikohinasuhteen,joka saadaan kaavastaIn order to accurately determine the power of the received signal and the carrier-5 phase (modulo ir) from a and b according to these formulas, two conditions must be met: first, as mentioned, the actual phase, φ (t), must differ from the predicted phase , Φρ ^) by an amount that changes by much less than one period during an integration time of one second, secondly, the correlator output-to-noise ratio obtained from the formula

SNRc = l2/llll/4IIBeffTint|1/2 FSNRc = l2 / llll / 4IIBeffTint | 1/2 F

15 1 <1'2><BeffTint)1/2 F15 1 <1'2> <BeffTint) 1/2 F

täytyy olla paljon suurempi kuin yksi, missä on sig naalien u(t) ja 1(t) tehollinen kaistanleveys, noin 5 x 105 Hz, T^nt on integrointiaika yhtä kuin yksi sekunti ja 20 F on se osuus u(t):ssä ja l(t):ssä olevasta tehosta, joka on peräisin GPS m(t) signaalista, ei kohinasta. Kerroin (2/π) ottaa huomioon sen korrelaation menetyksen u(t):n ja l(t):n välillä, jonka on aiheuttanut näiden signaalien komparaattorien suorittama analogia-digitaalimuunnos sig-25 naalimuokkaimessa. Kerroin (π/4) ottaa huomioon sen häviön, ____; joka liittyy kanttiaaltoaproksimaation käyttöön sini- ja kosinifunktioilla korrelaattorissa. Tulon B __Τ. . neliö-·: err mt juuri on sama kuin noin 700. Tämän johdosta on voimassa ; suhde 30must be much larger than one, where is the effective bandwidth of the signals u (t) and 1 (t), about 5 x 105 Hz, T ^ nt is the integration time equal to one second and 20 F is that proportion in u (t) and the power at l (t) derived from the GPS m (t) signal, not the noise. The coefficient (2 / π) takes into account the loss of correlation between u (t) and l (t) caused by the analog-to-digital conversion performed by the comparators of these signals in the sig-25 signal modifier. The coefficient (π / 4) takes into account its loss, ____; associated with the use of square wave approximation with sine and cosine functions in a correlator. Input B __Τ. . square ·: err mt root is equal to about 700. As a result, is valid; ratio 30

SNR = 350 · FSNR = 350 · F

. . c ::: Osuus F kummankin sivukaistan tehosta, joka on peräisin GPS-satelliitista riippuu vastaanottavan antennin vahvis-35 tuksesta ja vastaanottavan järjestelmän kohinakuviosta.. . c ::: The proportion F of the power of each sideband from the GPS satellite depends on the gain of the receiving antenna and the noise pattern of the receiving system.

"MITES" antennille ja yllä kuvatulle vastaanottojärjestel-mälle ja yli 20° satelliitin kohoamiskulmalle on « · • · · · 30 8591 6 kokeellisesti tunnettua, että F ylittää noin arvon 0,03.For the "MITES" antenna and the reception system described above and for the satellite's elevation angle of more than 20 °, it is experimentally known that F exceeds about 0.03.

Tämän johdosta SNR £ 10 c 5 mikä on riittävä tarkkoja teho- ja vaihemittauksia varten. Kompleksisuureen c kohinan normaalijakautuma kussakin osassa, reaalinen ja imaginäärinen, saadaan kaavalla 10 oc ~ !c|/SNRcAs a result, the SNR is £ 10 c 5 which is sufficient for accurate power and phase measurements. The normal distribution of the noise of the complex quantity c in each part, real and imaginary, is given by the formula 10 oc ~! C | / SNRc

Ensin mainittu ehto teho- ja vaihemittausten tarkkuutta varten, nimittäin että (φ-φ ) ei vaihtele jakson oleel-The former condition for the accuracy of power and phase measurements, namely that (φ-φ) does not vary

PP

lisella osalla yhden sekunnin integrointiajän aikana, on 15 sama kuin ehto, että todellisen vastaanotetun kantoaallon taajuuden f ja paikallisen vertailutaajuuden f välinen erotus ei eroa ennustetusta (numeerisen oskillaattorin) taajuudesta f oleellisella 1 Hertzin osuudella. Tämä ehto tyydytetään esillä olevassa järjestelmässä syöttämällä ta-20 kaisinkytkentäohjaus numeerisen oskillaattorin taajuudelle tämän taajuuden pitämiseksi lähellä todellista vastaanotettua kantoaaltotaajuutta. Tätä ohjausta suoritetaan kenttä-päätetietokoneen 39 suorittaman yksinkertaisen ohjelman avulla. Tämän ohjelman kuvaus seuraa.during the one-second integration time, is the same as the condition that the difference between the actual received carrier frequency f and the local reference frequency f does not differ from the predicted (numerical oscillator) frequency f by a substantial 1 Hertz fraction. This condition is satisfied in the present system by supplying feedback control to the frequency of the numerical oscillator to keep this frequency close to the actual received carrier frequency. This control is performed by a simple program executed by the field terminal computer 39. The description of this program follows.

25 Kompleksiluku c, joka on muodostettu a ja b kor- relaattoriulostuloista k. yhden sekunnin integrointiaika-välin lopussa, on nimetty c(t^), missä t^ edustaa aikaa tämän aikavälin keskellä. Numeerisen oskillaattorin taa-juuteen (k + 1):mäistä aikaväliä varten lisätään korjaava 30 lisäys V·: K · /[σ(^)ο*(^_1)]/2π Hz missä K on positiivinen yhtä pienempi reaalivakio, </[] ... 35 edustaa sulkuihin suljetun kompleksiluvun kulmaa ja cMt^-j) on viimeistä edeltävän (k—1):nen aikavälin kompleksiluvun c kompleksikonjugaatti.The complex number c formed by the correlator outputs a and b k at the end of the one-second integration time interval is denoted c (t ^), where t ^ represents the time in the middle of this time interval. To the frequency (k + 1) of the numerical oscillator: for this time interval, a corrective increment V · is added: K · / [σ (^) ο * (^ _ 1)] / 2π Hz where K is a positive equal constant, ] ... 35 represents the angle of the complex number enclosed in parentheses, and cMt ^ -j) is the complex conjugate of the complex number c of the penultimate (k-1) time interval.

• · • * * 31 8591 6 Tämän ohjelman toimintaperiaate voidaan ymmärtää seuraavasta esimerkistä: Jos taajuusennuste on liian alhainen, sanotaan 0,1 Hz, niin c:n kulma etenee 0,1 jaksoa 1 sekunnissa ja kompleksiluku c(t^)c*(t^_^) saa kulman 5 (+0,1) x (2tt) radiaania (plus jokin nollakeskiarvoinen ko hina) . Tässä tapauksessa positiivisen lisäyksen lisääminen pienentää taajuusennusteen negatiivisen virheen tasoa 0,1 Hz:stä arvoon (1—K) x (0,1 Hz).• · • * * 31 8591 6 The principle of operation of this program can be understood from the following example: If the frequency prediction is too low, say 0.1 Hz, then the angle of c advances 0.1 cycles in 1 second and the complex number c (t ^) c * ( t ^ _ ^) gets an angle of 5 (+0.1) x (2tt) radians (plus some zero-mean noise). In this case, increasing the positive increment reduces the negative error level of the frequency prediction from 0.1 Hz to (1 — K) x (0.1 Hz).

Arvon K täytyy olla suurempi kuin nolla tai takai-10 sinsyötöstä ei seuraa mitään taajuusennustevirheen vähenemistä. Arvon täytyy olla pienempi kuin 1 tai takaisinsyöttö johtuu viiveestä korjauksen syöttämisessä. Tarkka arvo ei ole kriittinen ja optimaalinen arvo voidaan määrittää kokeellisesti. Esillä olevassa järjestelmässä käytetään ni-15 mellisarvoa 0,5.The value of K must be greater than zero or no reduction in the frequency prediction error will result from the feedback supply. The value must be less than 1 or the feedback is due to a delay in entering the correction. The exact value is not critical and the optimal value can be determined experimentally. The present system uses a ni-15 cell value of 0.5.

Tämän taajuustakaisinkytkennän toinen tärkeä vaikutus on, että numeerisen oskillaattorin taajuutta "vedetään" todellista vastaanotettua kantoaaltotaajuutta kohti alkuperäisestä taajuudesta, joka voi olla niinkin paljon kuin 20 useita Hertzejä ylä- tai alapuolella. Tämä "lukitus"-menettely tunnetaan hyvin vaihe- tai taajuusseurantatakai-sinkytkentäsilmukoiden alalla, kuten on osoitettu esimerkiksi Floyd M. Gardnerin kirjassa otsikoltaan Phaselock Techniques, julkaisija John Wiley & Sons, Inc., New York, !··:. 25 1966.Another important effect of this frequency feedback is that the frequency of the numerical oscillator is "pulled" towards the actual received carrier frequency from the original frequency, which can be as much as 20 several Hertz above or below. This "locking" procedure is well known in the field of phase or frequency tracking feedback loops, as shown, for example, in Floyd M. Gardner's book, Phaselock Techniques, published by John Wiley & Sons, Inc., New York,. 25 1966.

_ : "Lukitus"-menettelyn merkitys esillä olevalle jär jestelmälle on, että ennakkotiedon mittausmerkin paikasta ei tarvitse olla muutamaa kilometriä tarkempi._: The significance of the "locking" procedure for the present system is that the location of the pre-information measurement mark does not need to be a few kilometers more accurate.

·-’ "Lukitus"-menettelyn potentiaalinen haitallinen 30 sivuvaikutus esillä olevassa järjestelmässä on, että numeerinen oskillaattori, jonka oletetaan seuraavan tiettyä ; satelliittia, voi sen sijaan tulla vedetyksi eri satellii- : tin taajuudelle, jos jälkimmäisen taajuus on lähellä edel- ‘· lisen taajuutta ja jos jälkimmäisen signaali on voimakas 35 verrattuna edellisen signaaliin. Tällaisista tapauksista ;· mahdollisesti seuraavien vahinkojen rajoittamiseksi kenttä- päätetietokoneen ohjelma sisältää laitteen, joka rajoittaa 32 8591 6 sen kasaantuneen lisäyksen, joka voidaan summata ennakko-taajuusennusteeseen tasan noin 10 Hz:iin. Koska satelliittien taajuuksien välinen ero muuttuu tyypillisesti noin 1 Hz:llä sekunnissa, on seurauksena, että vain noin 10 se-5 kuntia mittausdataa tai vähemmän kuin 1 % kentällä saadusta mittausdatasta saattaa tulla pätemättömäksi seuraamalla väärää satelliittia. Kokemus osoittaa, että tämä prosentti on merkityksetön.· - The potential detrimental 30 side effect of the “locking” procedure in the present system is that of a numerical oscillator that is assumed to follow a certain; satellite, may instead be pulled to a different satellite frequency if the frequency of the latter is close to the frequency of the former and if the signal of the latter is strong compared to the signal of the former. Of such cases, · in order to limit possible subsequent damage, the field terminal computer program includes a device that limits 32 8591 6 to its cumulative increment, which can be summed up in the pre-frequency forecast to exactly about 10 Hz. Since the difference between the frequencies of satellites typically changes by about 1 Hz per second, the result is that only about 10 se-5 measurement data, or less than 1% of the measurement data obtained in the field, may become invalid by tracking the wrong satellite. Experience shows that this percentage is insignificant.

Viitaten nyt kuvioon 7, siinä on esitetty korre-10 laattorimodulin 149 lohkokaavio, joka moduli on yksi seitsemästä identtisestä tällaisesta modulista korrelaattori-sovitelmassa 127. Kaikilla seitsemällä modulilla on sama sisääntulo UBL, joka on signaalinmuokkaimen 125 HBL ulostulo. Kukin moduli 149 vastaanottaa myös "kosini"-sisään-15 tulon ja "sini"-sisääntulon vastaavasta seitsemän numeerisen oskillaattorimodulin joukosta. UBL sisääntulo ja kosi-nisisääntulo menevät poissulkevaan ei-tai porttiin 151, jonka ulostulo on sisääntulo "kellotettuun" digitaaliseen laskuriin 153. UBL sisääntulo ja sinisisääntulo menevät 20 toiseen poissulkevaan ei-tai porttiin 155, jonka ulostulo on sisääntulo toiseen laskuriin 157. Kerran sekunnissa laskurirekistereiden 153, 157 sisältö salvataan vastaaviin ulostulopuskureihin 159, 161 digitaalisessa elektro-niikkalaitteistossa 37 olevan reaaliaikakellon 131 puls-25 silla ja laskurit palautetaan silloin nollaan. Taajuudella 10,23 MHz, jota ohjaa "kello"-signaali signaalinmuokkai-. mesta 125 kutakin laskuria 153, 157 lisätään yhdellä, jos ··; ja vain jos sen sisääntulo siihen liittyvästä poissulke- vasta ei-tai portista 151, 155 on "tosi". Siten kunkin yh-30 den sekunnin aikavälin lopussa ulostulopuskurin 159, 161 sisältö osoittaa sen kertojen lukumäärän nollan ja : 10 230 000 välillä, joina UBL ja kosini/sinisisääntulot :***: ovat olleet sovitettuina edeltävän 1 sekunnin aikana. Kun kin laskurin ulostulopuskureiden 159, 161 sisältö on yh-... 35 distetty dataväylään 133, jonka kautta kenttäpäätetieto- *·;·’ kone 39 lukee sisällön joka sekunti. Kukin laskuri/salpa » ► • · * 33 8591 6 voi olla yksi ainoa integroitu piiri, kuten LSI Systems Inc:n valmistama 32 bittinen laite mallia LS7060.Referring now to Figure 7, there is shown a block diagram of a korre-10 generator module 149, which is one of seven identical such modules in the correlator arrangement 127. All seven modules have the same input UBL, which is the output of the signal processor 125 HBL. Each module 149 also receives an "cosine" input-15 input and a "blue" input from a corresponding set of seven numerical oscillator modules. The UBL input and cosine input go to an exclusive non- or gate 151, the output of which is an input to a "clocked" digital counter 153. The UBL input and a blue input go to a second exclusive non- or gate 155, the output of which is an input to a second counter 157. 153, 157, the contents are stored in the respective output buffers 159, 161 by the pulse-25 of the real-time clock 131 in the digital electronics apparatus 37, and the counters are then reset to zero. At a frequency of 10.23 MHz, which is controlled by a "clock" signal by a signal modifier. of 125, each counter 153, 157 is added by one if ··; and only if its input from the associated exclusive non- or gate 151, 155 is "true". Thus, at the end of each one to 30 second interval, the contents of the output buffer 159, 161 indicate the number of times between zero and: 10 230,000 that the UBL and cosine / blue inputs: ***: have been matched during the previous 1 second. When the contents of the counter output buffers 159, 161 are also connected to the data bus 133, through which the field terminal information machine reads the contents every second. Each counter / latch »► • · * 33 8591 6 can be a single integrated circuit, such as the LS7060 32-bit device manufactured by LSI Systems Inc.

Arvo a, joka on aiemmin määritelty fu(t)l(t)J ja cos /2φ (t)J:n välisellä ristikorrelaatiolla, saadaan kent- Γ 5 täpäätetietokoneessa 39 vähentämällä 5 115 000 "kosini"-laskurin ulostulosta ja jakamalla tulos luvulla 5 115 000. Arvo 6 saadaan samalla tavoin vähentämällä 5 115 000 "sini"-laskurin ulostulosta ja jakamalla tulos luvulla 5 115 000. (Siten a:n tai b:n yksikkötaso edustaa vastaavasti täydel-10 listä korrelaatiota /u(t)l(t)7'.n ja kosini- tai sinifunktion kanssa. Ennen kuin nämä tulokset on tallennettu kenttäpää-tetietokoneen 39 muistiin, kukin numero voidaan katkaista niinkin vähään kuin 4 bittiin muistitilan säästämiseksi.)The value of a previously determined by the cross-correlation between fu (t) l (t) J and cos / 2φ (t) J is obtained by field Γ 5 in the terminal computer 39 by subtracting 5 115 000 from the output of the "cosine" counter and dividing the result by 5,115,000. A value of 6 is similarly obtained by subtracting 5,115,000 from the output of the "sine" counter and dividing the result by 5,115,000. (Thus, the unit level of a or b represents a complete correlation / u (t) l, respectively. (t) with 7 'and a cosine or sine function. Before these results are stored in the memory of the field terminal computer 39, each number can be truncated to as few as 4 bits to save memory space.)

Nyt viitaten kuvioon 8, siinä on esitetty lohkokaa-15 vio yhdestä seitsemän identtisen numeerisen oskillaattorin joukosta numeerisessa oskillaattorisovitelmassa 129, joista kukin 163 tuottaa "kosini”-ja "sini"-sisääntulon yhteen korrelaattorimoduliin 149. Kukin numeerinen oskillaattori 163 sisältää biinäärisen vaiherekisterin 167 ja biinää-20 risen taajuusrekisterin 169, biinäärisen summaimen 171, poissulkevan ei-tai portin 173, invertterin 175 ja taajuus jakajan 177.Referring now to Figure 8, there is shown a block diagram 15 of one of seven identical numerical oscillators in a numerical oscillator arrangement 129, each of which 163 provides a "cosine" and "sine" input to a single correlator module 149. Each numeric oscillator 163 includes a binary phase. -20 frequency register 169, binary adder 171, exclusive no or gate 173, inverter 175 and frequency divider 177.

Vaiherekisterissä 167 ja taajuusrekisterissä 169 on molemmissa 32 bittiä ja summain 171 on 32-bitin summain.Phase register 167 and frequency register 169 each have 32 bits and adder 171 is a 32-bit adder.

25 Vaiherekisteriin 167 sisältyvä binääriluku edustaa minä ta- — hansa aikana oskillaattoriulostulon vaihetta merkittävimmän bitin edustaessa puolta jaksoa, seuraavaksi merkitse-vimmän edustaessa neljännesjaksoa ja niin edelleen. Taa-juusrekisteriin 169 sisältyvä binääriluku samalla tavoin - · 30 edustaa oskillaattorin taajuutta, jolloin merkitsevimmällä bitillä on tässä tapauksessa arvo 155 000 Hz, joka on sama *.*·: kuin 1/66 jaksoa 10,23 MHz:n "kello"-signaalin jaksosta • · · v : signaalinmuokkaimesta 125. Summain 171 summaa yhteen taa- ____: juus- 169 ja vaiherekistereihin 167 sisältyvät luvut. Sum- ,·.·# 35 ma ladataan vaiherekisteriin 167 korvaten aikaisemman sisäl- ‘T lön kerran jakajan 177 ulostulon jaksossa, joka jakaja ja- kaa 10,23 MHz:n "kello"-signaalin kiinteällä tekijällä 33.The binary number included in the phase register 167 represents the phase of the oscillator output at any time, with the most significant bit representing half a period, the next most significant representing a quarter period, and so on. The binary number included in the frequency register 169 in the same way - · 30 represents the frequency of the oscillator, in which case the most significant bit in this case has a value of 155,000 Hz, which is the same *. * ·: As 1/66 of the 10.23 MHz "clock" signal from the section • · · v: from the signal processor 125. The adder 171 sums the numbers contained in the back ____: cheese 169 and the phase registers 167. The sum, ·. · # 35 ma is loaded into the phase register 167, replacing the previous input once in the period of the output of the divider 177, which divides the 10.23 MHz "clock" signal by a fixed factor 33.

V*: Vaiherekisteri 167 päivitetään siten tarkasti taajuudella 34 8591 6 310 000 kertaa sekunnissa. Määrä, jolla vaihe etenee kullakin päivityksellä, saadaan taajuusrekisterin 169 sisällöstä. Taajuusrekisteri 169, kuten on mainittu, päivitetään 10 kertaa sekunnissa dataväylän 133 kautta kenttäpää-5 tetietokoneen 39 toimesta. (Sekä negatiivisia että positiivisia taajuuksia edustetaan taajuusrekisterin sisällöllä käyttäen tavanomaista kahden komplementin menetelmää. Tämän keksinnön mukaisesti negatiivinen binääriluku muodostetaan komplementoimalla kukin bitti ja summaamalla yksi. Suurim-10 man positiivisen luvun on tämän mukaisesti esitetty omaavan merkitsevimpänä bittinä nollan ja kaikkimuut bitit ykkösiä. Kun merkitsevin biitti on yksi, se osoittaa, että luku on negatiivinen.)A *: Phase register 167 is thus accurately updated at a frequency of 34 8591 6 310 000 times per second. The amount by which the phase proceeds with each update is obtained from the contents of the frequency register 169. The frequency register 169, as mentioned, is updated 10 times per second via the data bus 133 by the field terminal computer 39. (Both negative and positive frequencies are represented by the contents of the frequency register using a conventional two-complement method. According to this invention, a negative binary number is formed by complementing each bit and summing one. The largest positive number is accordingly shown to have zero as the most significant bit and all bits as ones. is one, it indicates that the number is negative.)

Numeerisen oskillaattorin 163 sinianto saadaan 15 invertteriltä 175, joka invertoi vaiherekisterin 167 mer-kitsevimmän bitin. Siniulostulolla on arvo yksi, kun vaihe on nollan ja plus puolen jakson välillä ja arvo nolla, kun vaihe on puolen jakson ja jakson välillä (mikä on sama kuin jakso olisi miinus puolen jakson ja nollan jakson välillä). 20 Numeerisen oskillaattorin 163 kosiniulostulo otetaan poissulkevalta ei-tai portilta 173, jonka sisääntulot ovat vaiherekisterin merkitsevin ja seuraavaksi merkitsevin bitti. Kosiniulostulolla on arvo yksi, kun ja vain kun vaihe on plus miinus yksi neljännes jakso nollasta.The sine output of the numerical oscillator 163 is obtained from the inverter 175, which inverts the most significant bit of the phase register 167. Blue output has a value of one when the phase is between zero and a plus half cycle and a value of zero when the phase is between stretch and the side (which is the same as the period should be between minus half period and zero sequence). The cosine output of the numerical oscillator 163 is taken from an exclusive non- or gate 173, the inputs of which are the most significant and next most significant bits of the phase register. The cosine output has a value of one when and only when the phase is plus or minus one quarter period from zero.

25 Viitaten nyt kuvioon 9, siinä on esitetty kenttä- päätetietokoneen 39 lohkokaavio. Tietokone käsittää keskusyksikön (CPU) 181, ohjelmamuistin 183 ja datamuistin 185, ulkoisen kaksisuuntaisen dataportin 187, joka on liitetty operaattoripäätteeseen 189, ja ulkopuolisen kaksisuuntaisen 30 dataportin 191, joka on liitetty modulaattori-demodulaat-toriin (moderniin) 193, joka on puolestaan liitetty puhelinlinjaan, radiopuhelimeen tai johonkin muuhun telelii-· kennelinkkiin 195. Tietokoneen 39 osat on liitetty toisiin- —: sa dataväyIällä 133, joka myös yhdistää tietokoneen 39 mui- 35 hin kenttäpäätteen osiin (katso kuvio 5) .Referring now to Figure 9, there is shown a block diagram of a field terminal computer 39. The computer comprises a central processing unit (CPU) 181, program memory 183 and data memory 185, an external bidirectional data port 187 connected to the operator terminal 189, and an external bidirectional data port 191 connected to a modulator-demodulator (modern) 193, which in turn is connected to a telephone , to a radiotelephone or other telecommunications link 195. The parts of the computer 39 are connected to each other by a data bus 133, which also connects the computer 39 to other parts of the field terminal (see Figure 5).

-* CPU 181 voi olla Digital Equipment Corporationin (DEC) mallia LSI-11/2 (osa numero KD11-GC), ohjelmamuisti 35 8591 6 183 voi olla 32 kilotavun ohjelmoitava lukumuisti, kuten DEC osa numero MRV11-C, datamuisti 185 voi olla 32 kilotavun suorasaanti luku-kirjoitusmuisti, kuten DEC osa numero MXV11-AC, kaksi ulkoista kaksisuuntaista dataporttia (187 5 ja 191) voivat olla RS-232 sarjadataporttia, jotka sisältyvät MXV11-AC:hen, operaattoripääte 189 voi olla DEC malli VT-100 tai mikä tahansa sarjan ASCII pääte, joka, kuten VT-100, voidaan kytkeä MXV11-AC:n RS-322 sarjadata liitäntään tai minkä tahansa muun soveliaan ulkopuolisen 10 dataporttilaitteen kautta tietokoneeseen, moderni 193 voi olla mikä tahansa tavanomainen RS-232 yhteensopiva laite ja se voidaan eliminoida täysin jos, kuten on mainittu, kenttäpäätetietokone 39 on liitetty suoraan kantapäätetie-tokoneeseen 15. Dataväylä 133 voi olla LSI-11 Q-väylä.- * CPU 181 may be Digital Equipment Corporation (DEC) model LSI-11/2 (part number KD11-GC), program memory 35 8591 6 183 may be 32 KB programmable read only memory, such as DEC part number MRV11-C, data memory 185 may be 32 KB direct access read-write memory, such as DEC part number MXV11-AC, two external bidirectional data ports (187 5 and 191) may be RS-232 serial data ports included in MXV11-AC, operator terminal 189 may be DEC model VT-100 or any series ASCII terminal that, like the VT-100, can be connected to the MXV11-AC's RS-322 serial data interface or any other suitable external data port device to the computer, the modern 193 can be any conventional RS-232 compatible device and it can be completely eliminated if, as mentioned, the field terminal computer 39 is connected directly to the base computer 15. The data bus 133 may be an LSI-11 Q bus.

15 Reaaliaikakello 131, numeerinen oskillaattorisovitelma 129 ja korrelaattorisovitelma voidaan liittää Q-väylään konstruoimalla ne tavanomaisille piirilevyille, jotka liittyvät suoraan LSI-11 tietokonejärjestelmän "takalevyn" kortinreunaliittimiin. Tällaisia piirilevyjä on saatavis-20 sa DEC:lta varustettuina erityisillä integroiduilla piireillä, jotka voivat hoitaa kaiken dataliikenteen Q-väylän ja erityisten interferometripäätepiirien välillä, jotka on konstruoitu levyille.15 The real-time clock 131, numerical oscillator arrangement 129, and correlator arrangement can be connected to the Q-bus by constructing them on conventional circuit boards directly connected to the "backplane" card edge connectors of the LSI-11 computer system. Such circuit boards are available from DEC equipped with special integrated circuits that can handle all data traffic between the Q-bus and special interferometer terminal circuits constructed on the boards.

Kenttäpäätetietokoneen 39 muistiin 185 tallennettu 25 mittausdata käsittää kompleksilukujen aikasarjan kullekin havainnoidulle satelliitille seitsemään asti yhden tällai-sen luvun ollessa saatuna joka sekunti. Tämä data saadaan noin 5 000 sekunnin aikavälinä, jona aikana tarkkaillaan aina ainakin kahta satelliittia tarkkailtujen satelliit-30 tien keskimääräisen lukumäärän ollessa vähintään neljä. Hetkellä t i. satelliitin kompleksiarvo nimetään A^(t), V : missä tämän kompleksiluvun taso on verrannollinen tänä ai- : kana tästä satelliitista vastaanotetun signaalin mitattuun ____: tehoon verrannollisuuskertoimen ollessa mielivaltainen, ··· 35 mutta sama kaikille satelliiteille ja missä kompleksiluvun ; kulma on yhtä kuin samana aikana samalle satelliitille mitattu kantoaaltovaihe kaksinkertaisena, jolloin kunkin 36 8591 6 satelliitin vaihetta verrataan samaan paikallisvertailu-oskillaattorin signaaliin, nimittäin 1575,42 MHz signaaliin, jonka on kehittänyt kenttäpäätteen 13-1 oskillaat-toripiiri 35.The measurement data 25 stored in the memory 185 of the field terminal computer 39 comprises a time series of complex numbers for each detected satellite up to seven, with one such number being received every second. This data is obtained at intervals of about 5,000 seconds, during which time at least two satellites are always monitored, with an average of at least four satellite-30 paths being monitored. At time t i. The complex value of the satellite is denoted A ^ (t), V: where the level of this complex number is proportional to the measured ____ power of the signal received from this satellite at this time, the proportionality factor being arbitrary, ··· 35 but the same for all satellites and where the complex number; the angle is equal to twice the carrier phase measured for the same satellite during the same period, comparing the phases of each of the 36 8591 6 satellites to the same local reference oscillator signal, namely the 1575.42 MHz signal generated by the field terminal 13-1 oscillator circuit 35.

5 Kompleksidata A^(t), i = 1, ..., 7 johdetaan kenttä- päätetietokoneella 39 korrelaattorisovitelraan 127 seitsemän korrelaattorin 149 a ja b ulostuloista seuraavasti, i. =lle korrelaattorille5 The complex data A ^ (t), i = 1, ..., 7 are applied by a field terminal computer 39 to a correlator adapter spindle 127 from the outputs of seven correlators 149 a and b as follows, i.

10 A^t) = /fa(t) + jb(t)7 βχρ/^φρ(ΐ)J10 A ^ t) = / fa (t) + jb (t) 7 βχρ / ^ φρ (ΐ) J

missä a(t) ja b(t) edustavat vastaavasti normaloituja a ja b ulostuloja hetken t ympärille keskittyneelle yhden sekunnin "integrointi"- tai laskenta-aikavälille, j on miinus 15 yhden neliöjuuri ja 2φ (t) on i. satelliitin ennustettuwhere a (t) and b (t) represent the normalized outputs a and b, respectively, for a one-second "integration" or calculation interval centered around time t, j is minus 15 per square root and 2 ja (t) is i.

PP

kantoaaltovaihe kaksinkertaisena hetkellä t. Huomaa, että kompleksiluku A^(t) on sama kuin kompleksiluku c, joka on johdettu i. korrelaattorin ulostulosta kerrottuna termillä βχρ/^φ {t)J. A. :n kulma edustaa (kaksinkertaista) vas- P ^ 20 taanotetun kantoaallon vaihetta verrattuna (kaksinkertaiseen) 1575,42 MHz:n paikallisvertailun vaiheeseen, kun taas c:n kulmaa verrataan tämän vertailuoskillaattorin vaiheen ja numeerisen oskillaattorin vaiheen (kaksinkertai-’ V seen) summaan.carrier phase in duplicate at time t. Note that the complex number A ^ (t) is the same as the complex number c derived from i. the output of the correlator multiplied by the term βχρ / ^ φ {t) J. The angle of A. represents the (double) phase of the received carrier compared to the (double) local comparison phase of 1575.42 MHz, while the angle of c is compared to the phase of this reference oscillator and the phase of the numerical oscillator (double). ).

' 25 Tämän selityksen tarkoituksia varten oletetaan, ·:*·: että dataryhmä {A^ (t) } on se, jonka on kehittänyt kenttä- pääte 13-1, joka on peruslinjavektorin alkupisteessä. Toi-. nen kenttäpääte 13-2, joka on peruslinjavektorin pääte- pisteessä oleva kenttäpääte ja joka tarkkailee samoja sa-30 telliitteja samaan aikaan kuin ensimmäinen pääte, tuottaa A^(t) :tä vastaavaa dataa, joka on nimetty B^t) . Samoja • : satelliitteja tarkkaillaan, koska molemmille päätteille annettiin ennustetiedot samasta keskustietokoneesta 15, *:**: joka numeroi satelliitit 1-7 vain yhdellä tavalla. Havain- 35 not molemmissa päätteissä ovat käytännössä samanaikaiset, koska näiden kahden päätteen kellot tahdistettiin välittö- -*·] mästi ennen havaintoja ja kellotaajuudet eroavat * * * “ · 4 » · 37 8591 6 merkityksettömällä määrällä. (Kellojen taajuutta ohjaavien kideoskillaattoreiden välisen taajuuseron periaatteellinen vaikutus on 1575,42 MHz vertailujen välisen vaihe-eron muuttaminen.) Ei ole merkitystä, jos tiettynä hetkenä tiet-5 ty satelliitti on nähtävissä vain toisesta päätteestä, ei toisesta. Tässä tapauksessa jommankumman A^(t):n tai Bi<t):n taso tulee yksinkertaisesti olemaan nolla tai lähes nolla.For the purposes of this explanation, it is assumed that the data group {A ^ (t)} is that developed by the field terminal 13-1 at the starting point of the baseline vector. On the other. field terminal 13-2, which is a field terminal at the endpoint of the baseline vector and which monitors the same satellites at the same time as the first terminal, produces data corresponding to A ^ (t), designated B ^ t). Same •: satellites are monitored because both terminals were given forecast data from the same mainframe computer 15, *: **: which numbers satellites 1-7 in only one way. The observations in both terminals are practically simultaneous, because the clocks of the two terminals were synchronized immediately before the observations and the clock frequencies differ by * * * “· 4» · 37 8591 6 insignificant amounts. (The principal effect of the frequency difference between the crystal oscillators controlling the frequency of the clocks is to change the phase difference between the 1575.42 MHz comparisons.) It is irrelevant if at a given moment the known satellite is only visible from one terminal and not from another. In this case, the level of either A ^ (t) or Bi <t) will simply be zero or almost zero.

Keskustietokoneen 15 suorittamia toimenpiteitä in-terferometrin perusIinjavektorin määrityksen saattamiseksi 10 loppuun antaen teho- ja vaihemittaustiedot, jotka on kerätty kahdesta kenttäpäätteestä 13-1 ja 13-2, jotka on sijoitettu peruslinjavektorin päihin, tullaan nyt kuvaamaan.The steps performed by the central computer 15 to complete the determination of the interferometer baseline vector 10, providing the power and phase measurement data collected from the two field terminals 13-1 and 13-2 located at the ends of the baseline vector, will now be described.

Ensimmäinen vaihe A^(t) ja B^(t) datan käsittelyssä keskustietokoneessa on kertoa A^(t):n kompleksikonjugaat-15 ti, jota on merkitty A£(t) B^itjsllä. TulollaThe first step in processing the A ^ (t) and B ^ (t) data in the central computer is to multiply the A ^ (t) complex conjugate-ti, denoted by A ^ (t) B ^ itjs. input

Si(t) = A*(t) B±(t) on kulma ZS^(t), joka on sama kuin i. satelliitista kah-20 teen päätteeseen vastaanotettujen kantoaaltosignaalien mitattujen vaiheiden välinen erotus kaksinkertaisena kunkin vaiheen ollessa mitattuna vastaavassa päätteessä paikallis-vertailuoskillaattorin suhteen. Tämän mukaisesti S^(t):n ] ‘ : kulma liittyy paikallisoskillaattoreiden vaiheiden väli- 25 seen eroon ja päätteiden väliseen peruslinjavektoriin teo-reettisella riippuvuudella ^Si(t) = A<J>L0 + (Anf^/c) S · !.(t) 30 missä Δφ edustaa paikallisoskillaattoreiden vaihe-eroa, on i. satelliitin vastaanotettu taajuus, likimain sama kuin 1575,42 MHz, c on valon nopeus, S on peruslinjavekto-: ri ja s^t) on yksikkövektori i. satelliitin suuntaan kat- sottuna hetkellä t peruslinjavektorin keskipisteestä. (Tämä 35 riippuvuus antaa kulman Z.S^(t) radiaaneissa eikä jaksoissa. Koska taajuus f ^ on määritelty jaksoina eikä radiaaneissa sekunnissa täytyy sisällyttää kerroin 2tr. Syy siihen, että 38 8591 6 kaavassa onkin 4π eikä 2π, on että molemmat päätteet mit-taavat vastaanotetun signaalin kaksinkertaisen vaiheen.) Tämä riippuvuus on aproksimaatti sikäli, että se jättää huomiotta etenemisväliaineen toisen kertaluokan parallak-5 sivaikutukset, monirataisuuden, relativistiset vaikutukset, kohinan jne. Nämä vähäiset vaikutukset on tässä jätetty pois selkeyden vuoksi. Näiden vaikutusten poisjättämiseen liittyvä virhe on samansuuruinen kuin noin 1 cm peruslin-javirhe peruslinjan pituuden ollessa alle noin 1 km. /Lu-10 kuunottamatta kohinaa, joka on täysin satunnainen, on mahdollista luoda malli yllä pois jätetyille vaikutuksille /,Si(t):n vieläkin tarkemman teoreettisen esityksen saamiseksi. Tätä mallin luomista on kuvattu esimerkiksi I.I. Shapiron artikkelissa otsikoltaan "Estimation of astrometric 15 and geodetic parameters from VLBI observations", joka on ilmestynyt julkaisussa Methods of Experimental Physics, voi. 12, osa C, sivut 261-176 , 1976 ..7 Teoreettisesti S:n taso saadaan 20 Is.I = C*G2(cosO.) missä C on vakio ja G vastaanottavan antennin suuntaava tehovahvistus kirjoitettuna i. satelliitin zeniittikulman 9i kosinin funktiona. G:n oletetaan olevan riippumaton 25 atsimuutista ja se on normaloitu siten, että rengaspolari-säätiöltään sovitetun isotrooppisen antennin vastaanottama teho on yhtä kuin 1. MITES-antennirakenteelle G (cos0) a (1,23) · (1+cos0)2 · sin2 ( (3tt/4)cos0) , 0°<θ<90° . 30 G (cos0) st 0, 9O°<0 : Tämän funktion arvo on likimain 2,46 zeniitissä (0 =0), sillä on yksi maksimi noin 3,63, kun Θ ä 40°, yksikköarvo, kun Θ ai 72° ja lähestyy 0:aa, kun Θ lähestyy -···’: 35 90°: ta.Si (t) = A * (t) B ± (t) is the angle ZS ^ (t), which is equal to twice the difference between the measured phases of the carrier signals received from the satellite to the two terminals, each phase being measured at the corresponding terminal locally. with respect to the reference oscillator. Accordingly, the angle S '(t) is related to the difference between the phases of the local oscillators and to the baseline vector between the terminals with the theoretical dependence ^ Si (t) = A <J> L0 + (Anf ^ / c) S ·! (t) 30 where Δφ represents the phase difference of the local oscillators, is i. the received frequency of the satellite, approximately equal to 1575.42 MHz, c is the speed of light, S is the baseline vector, and s ^ t) is the unit vector i. viewed at time t from the center of the baseline vector. (This dependence 35 gives the angle ZS ^ (t) in radians and not in periods. Since the frequency f ^ is defined in periods and in radians per second the coefficient 2tr must be included. The reason that 38 8591 6 is 4π and not 2π is that both terminals measure double dependence of the received signal.) This dependence is an approximation insofar as it ignores second-order parallax-5 side effects, multipath, relativistic effects, noise, etc. of the propagation medium. These minor effects are omitted here for clarity. The error associated with omitting these effects is equal to about 1 cm of baseline error with a baseline length of less than about 1 km. / Lu-10 without listening to the noise, which is completely random, it is possible to create a model for the effects omitted above /, in order to obtain an even more accurate theoretical representation of Si (t). This model creation is described, for example, in I.I. In Shapiro's article entitled "Estimation of astrometric 15 and geodetic parameters from VLBI observations", published in Methods of Experimental Physics, vol. 12, part C, pages 261-176, 1976 ..7 Theoretically the plane of S is obtained 20 Is.I = C * G2 (cosO.) Where C is constant and G is the directional power gain of the receiving antenna written as a function of the cosine of the i. . G is assumed to be independent of 25 azimuths and is normalized so that the power received by an isotropic antenna matched by its ring polar foundation is equal to 1. For a MITES antenna structure, G (cos0) a (1.23) · (1 + cos0) 2 · sin2 ((3tt / 4) cos0), 0 ° <θ <90 °. 30 G (cos0) st 0, 9O ° <0: The value of this function is approximately 2.46 in zenith (0 = 0), it has one maximum of about 3.63 when Θ ä 40 °, the unit value when Θ ai 72 ° and approaches 0 as Θ approaches - ··· ': 35 90 °.

: : Seuraava vaihe interferometripäätteistä saadun mit- ·]·_ tausdatan käsittelemiseksi on summata kompleksiluvut S^(t) 39 85916 i:n yli summan S(t) saamiseksi kullekin mittaushetkelle t: n S(t) = l S.(t) i = 1 x 5 missä summa kattaa kaikki satelliitit, joita tarkkaillaan hetkellä t.:: The next step in processing the measurement data obtained from the interferometer terminals is to sum the complex numbers S ^ (t) over 39 85916 i to obtain the sum S (t) for each measurement moment t S (t) = l S. (t) i = 1 x 5 where the sum covers all satellites observed at time t.

Seuraava vaihe mittausdatan käsittelyssä on valita oletusarvo b peruslinjavektorille b ja laskea tästä arvosta b ajan funktio S (t), joka edustaa teoreettisesti ar-10 voa, joka S(t):llä tulisi olla, jos todellinen peruslinjan arvo S olisi sama kuin oletusarvo b: n S (t) = Σ | (t) | · | (t) | *exp [-j 4irb*s^(t) /λ^] 15 missä on radioaallonpituus vastaten vastaanotettua kantoaaltotaajuutta. Toisin sanoen = c/f^. Menetelmä arvon b valitsemiseksi kuvataan alla. Huomaa, että teoreettisessa funktiossa S(t) päinvastoin kuin mittauksista johdetussa funktiossa S(t) ei ole mukana termiä paikallisoskillaatto-20 rin vaihe-eron edustamiseksi. Myös skaalausvakio C on jätetty pois.The next step in processing the measurement data is to select the default value b for the baseline vector b and calculate from this value b the time function S (t), which theoretically represents the value-10 that S (t) should have if the actual baseline value S were the same as the default value b : n S (t) = Σ | (t) · | (t) * exp [-j 4irb * s ^ (t) / λ ^] 15 where is the radio wavelength corresponding to the received carrier frequency. In other words, = c / f ^. The method for selecting the value of b is described below. Note that the theoretical function S (t), in contrast to the function S (t) derived from the measurements, does not include a term to represent the phase difference of the local oscillator-20 rin. The scaling constant C is also omitted.

Seuraavaksi S(t):n taso kerrotaan S(t):n tasolla ja näiden tasojen tulo summataan kaikkien mittaushetkien yli arvon R(b) saamiseksi, joka riippuu sekä b:stä että luon- ·” 25 nollisesti mittauksista: R(b) = E | S (t ) | · |s(tn ) i missä t^ edustaa l.:tä noin 5 000 mittaushetken joukosta.Next, the level of S (t) is multiplied by the level of S (t) and the product of these levels is summed over all measurement moments to obtain a value of R (b) that depends on both b and naturally. ”25 measurements: R (b) = E | S (t) · | S (tn) i where t ^ represents l out of about 5,000 measurement moments.

- : ; 30 Funktiota R(b) kutsutaan "epäselvyysfunktioksi".-:; 30 The function R (b) is called the "ambiguity function".

Seuraava käsittelyvaihe on toistaa R(b):n laskenta _· ; useille b:n arvoille ja määrittää erityinen b:n arvo, jolla funktiolla R(b) on suurin arvo. Tämä b:n arvo on haluttu peruslinjavektorin S määritys.The next processing step is to repeat the calculation of R (b) _ ·; for several values of b and determine the specific value of b for which the function R (b) has the largest value. This value of b is the desired determination of the baseline vector S.

35 Peruslinjavektorin oletusarvo b on alunperin valit- : : tu samaksi kuin b:n paras ennakkoarvio, joka on saatavissa riippumattomasta informaatiota mittausmerkkien paikasta, 40 85 91 6 kuten paikat, jotka on saatu tunnistamalla maamerkkejä * kartalla. Rlb):n maksimointi b:n suhteen suoritetaan tutkimalla kolmiulotteinen tilavuus, jonka keskipisteenä on35 The default value b of the baseline vector is originally selected to be the same as the best estimate of b available from independent information about the location of the measurement marks, 40 85 91 6 such as the locations obtained by identifying the landmarks * on the map. The maximization of Rlb) with respect to b is performed by examining a three-dimensional volume centered on

AA

b:n alkuperäinen arvo ja on kyllin suuri kattaakseen al-5 kuperäisen arvion epätarkkuuden. Etsinnässä tasajaksoisen kolmiulotteisen verkon jokainen piste tutkitaan sen yhden pisteen paikallistamiseksi, jossa R(5) on maksimissaan. Verkon pisteiden väli on alunperin yksi metri. Sitten tutkitaan kaksi metriä R(b):n maksimipisteestä ulot-10 tuva tilavuus tutkimalla verkko 20 cm:n välein. R(b):n maksimi löydetään tästä hienojakoisemmasta verkosta. Sitten verkon välit puolitetaan ja verkon lineaarinen mitta puolitetaan myös ja etsintä toistetaan. Tätä puolituspro-sessia jatketaan, kunnes verkon väli on alle 1 mm. Se 15 b:n arvo, joka lopullisesti maksimoi R(b):n, otetaan halutuksi peruslinjavektorin S määritykseksi. Käyttämällä satelliittien lukumääränä n = 5, peruslinjavektorin määritys voidaan saada esillä olevan keksinnön menetelmällä noin 5 mm:n tarkkuudella molemmissa koordinaateissa 20 noin 100 metrin peruslinjapituudelle.b is the original value of and is large enough to cover the inaccuracy of the al-5 original estimate. In the search, each point of a continuous-period three-dimensional network is examined to locate the single point where R (5) is at its maximum. The distance between the points in the grid is initially one meter. The volume extending two meters from the maximum point of R (b) is then examined by examining the grid at 20 cm intervals. The maximum of R (b) is found in this finer network. The network spacing is then halved and the linear dimension of the network is also halved and the search is repeated. This halving process is continued until the mesh spacing is less than 1 mm. The value of 15 b that finally maximizes R (b) is taken as the desired baseline vector S determination. Using n = 5 as the number of satellites, the determination of the baseline vector can be obtained by the method of the present invention with an accuracy of about 5 mm at both coordinates 20 for a baseline length of about 100 meters.

Yllä kuvattu menetelmä mittaustietojen käsittelemiseksi interferometripääteparista päätteiden välisen peruslinjavektroin määrittämiseksi edustaa erityistapausta yleisestä menetelmästä, jota kuvataan Charles C.The method described above for processing measurement data from an interferometer terminal pair to determine a baseline vector between terminals represents a special case of the general method described by Charles C.

! 25 Counselmanin ja Sergei A. Gourevitchin artikkelissa ot- sikoltaan "Miniature Interferometer Terminals for Earth ·:·*: Surveying: Amgiquity and Multipath with Global Positioning *:· System", julkaistu julkaisussa IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, voi. GE-19, nro 4, sivut 224-252, lo-30 kakuu 1981.! 25 In an article by Counselman and Sergei A. Gourevitch entitled "Miniature Interferometer Terminals for Earth ·: · *: Surveying: Amgiquity and Multipath with Global Positioning *: · System", published in IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. GE-19, No. 4, pages 224-252, October 30, 1981.

Toisessa tämän keksinnön mukaisen mittaustietojen . . käsittelymenetelmän suoritusmuodossa, epäselvyysfunktio R(b) muodostetaan myös mittaustiedoista ja peruslinjan **] " oletusarvosta b, kuitenkin funktion muodostamismenetelmä 35 on erilainen. Tässä suoritusmuodossa, kuten aiemmassa *' 85916 suoritusmuodossa, A^(t):n kompleksikonjugaatti kerrotaan Bi(t):llä kompleksitulon Si(t) saamiseksi:In another measurement data according to the present invention. . in the embodiment of the processing method, the ambiguity function R (b) is also formed from the measurement data and the baseline **] "default value b, however, the function generation method 35 is different. In this embodiment, as in the previous * 85916 embodiment, the complex conjugate of A ^ (t) is multiplied by Bi (t) to obtain the complex input Si (t):

Si(t) = A*(t) Bi(t) 5 missä (t) on kompleksiluku, joka edustaa i. satelliitista toiseen interferometripäätteeseen hetkellä t vastaanotetun signaalin mittauksia A^(t):n tason ollessa verrannollinen vastaanotettuun tehoon ja kulman ^Ai(t) ollessa 10 kaksi kertaa kantoaallon vaihe suhteessa päätteen paikal-lisoskillaattoriin ja B^(t) on kuin A^t) paitsi, että se on johdettu toisesta päätteestä peruslinjavektorin toisessa päässä.Si (t) = A * (t) Bi (t) 5 where (t) is a complex number representing i. Measurements of the signal received from the satellite to the second interferometer terminal at time t, the level of A ^ (t) being proportional to the received power and the angle ^ Ai (t) being 10 twice the carrier phase with respect to the local oscillator of the terminal and B ^ (t) is like A ^ t) except that it is derived from another terminal at the other end of the baseline vector.

Seuraavaksi S^(t) kerrotaan tietyllä peruslinja-15 vektorin oletusarvon b kompleksisella eksponentiaalifunktiolla ja tulo summataan sitten kaikkien hetkellä t tarkkailtujen satelliittien yli summan S(t) saamiseksi, joka on ajan ja oletusarvon b funktio: n 20 S (t) = Σ Si(t) exp[-j4irb*si(t)/λ±] missä s^(t) on yksikkövektori i. satelliitin suuntaan hetkellä t ja i. satelliitista vastaanotetun signaalin aallonpituus. (Huomaa, että jos b on yhtä kuin £, niin kun-. 25 kin termin kulma suunnassa i:n yli on yhtä kuin Δφ,~ riip- pumatta i:stä.) -“· Seuraavaksi otetaan S(t):n taso ja se sununataan kaikkien havaintoaikojen yli funktion R(b) saamiseksi: 30 R(b) = Σ |S(t, ) l 1 1 . . missä t^ on 1. noin 5 000 mittaushetkestä.Next, S ^ (t) is multiplied by a given complex exponential function of the baseline vector 15 default value b, and the product is then summed over all satellites observed at time t to obtain the sum S (t), which is a function of time and default value b 20 S (t) = Σ Si (t) exp [-j4irb * si (t) / λ ±] where s ^ (t) is the unit vector i. in the direction of the satellite at time t and i. the wavelength of the signal received from the satellite. (Note that if b is equal to £, then the angle of each term in the direction i is equal to Δφ, ~ regardless of i.) - “· Next, take the plane of S (t). and it is nested over all observation times to obtain the function R (b): 30 R (b) = Σ | S (t,) l 1 1. . where t ^ is 1. from about 5,000 measurement times.

Lopuksi etsitään b:n arvo, joka maksimoi R(b) :n '·* * samalla etsintämenettelyllä, jota kuvattiin alkuperäisen *:**: 35 tietojenkäsittelymenetelmän yhteydessä. Tämä b:n arvo on haluttu peruslinjavektorin & määritys.Finally, the value of b that maximizes R (b) '· * * is searched for using the same search procedure described in the original *: **: 35 data processing method. This value of b is the desired baseline vector & determination.

Tämä jälkimmäinen suoritusmuoto on laskennallisesti » « * ; tehokkaampi kuin ensin kuvattu menetelmä.This latter embodiment is computationally »« *; more effective than the method described first.

Claims (15)

1. Förfarande för att avleda lokaliseringsrelaterad data frän signaler med spridningsspektriini, vilka har däm- 5 päde bärvägor tili följd av modulering med hjälp av inbör-des ortogonala spektrumspridande koder, känneteck-n a t därav, att i förfarandet mottages (21) med en an-tenn (27) en signalkombination, som omfattar potentiellt interfererande kontinuerliga vägkomponenter vid sidan av 10 signalerna med spridningsspektrum; frän signalkombina-tionen filtreras (31) kontinuerliga vägkomponenter, vilka skulle vara närvarande som en interfererande signal i en kontinuerlig vägkomponent rekonstruerad frän signalerna med spridningsspektrum, varefter en kontinuerlig vägkompo-15 nent rekonstrueras (125) frän signalerna med spridningsspektrum; och frän den rekonstruerade komponenten härleds (127) data.A method for deriving location-related data from scattering spectrum signals having attenuated carrier paths followed by modulation by means of mutually orthogonal spectrum spreading codes, characterized in that in the method is received (21) antenna (27) a signal combination comprising potentially interfering continuous path components alongside the spread spectrum signals; from the signal combination, continuous path components are filtered (31) which would be present as an interfering signal in a continuous path component reconstructed from the spread spectrum signals, whereupon a continuous path component is reconstructed (125) from the spread spectrum signals; and from the reconstructed component (127) data is derived. 2. Förfarande enligt patentkravet 1, där signalerna med spridningsspektrum sänds samtidigt pä samma frekvenser 20 frän respektive satellit, kännetecknat därav, att i interferensens filtreringsfas filtreras dessutom den kontinuerliga vägens interferens pä ett smalt frekvens-band, vilket omfattar en maximal doppler-förskjutning av en vald frekvens, som förorsakas av den relativa rörelsen 25 mellan satellitema och antennen.2. A method according to claim 1, wherein the spread spectrum signals are simultaneously transmitted at the same frequencies from the respective satellite, characterized in that in the filtering phase of the interference, the continuous path interference is also filtered on a narrow frequency band comprising a maximum Doppler displacement of a selected frequency caused by the relative movement between the satellites and the antenna. 3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att i den stömingsfiltre-rande fasen ändras (93, 79, 99, 95, 35, 101) vidare de mottagna signalerna pä ett basfrekvensband, och det smala 30 frekvensbandet filtreras (117, 119) pä basfrekvensbandet.Method according to claim 1 or 2, characterized in that in the noise filtering phase (93, 79, 99, 95, 35, 101) the received signals are changed on a base frequency band, and the narrow frequency band is filtered (117, 119) on the base frequency band. 4. Förfarande enligt patentkravet 3, kännetecknat därav, att i den interferensfiltrerande fasen filtreras (121, 123) vidare frekvenser utanför det breda frekvensbandet, som väsentligen innehäller signaler, 35 vilkas spektrum utvidgats med en viss moduleringskod. 46 8 5 91 64. A method according to claim 3, characterized in that in the interference filtering phase (121, 123) further frequencies are filtered outside the broad frequency band, which essentially contains signals whose spectrum is expanded by a certain modulation code. 46 8 5 91 6 5. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att den valda frekvensen är en dämpad bärväg med medelfrekvene.5. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the selected frequency is a damped carrier with the average frequencies. 6. Förfarande enligt patentkravet 5, k ä n n e -5 tecknat därav, att i rekonstrueringsfasen rekon- strueras ett flertal kontinuerliga vägkomponenter.6. A method according to claim 5, characterized in that during the reconstruction phase, a number of continuous road components are reconstructed. 7. Förfarande enligt patentkravet 6, kännetecknat därav, att tili samma valda frekvens hör ett flertal kontinuerliga vägkomponenter. 107. A method according to claim 6, characterized in that the same selected frequency belongs to a plurality of continuous road components. 10 8. Förfarande enligt patentkravet 6, känne tecknat därav, att tili samma spektrumspridande moduleringskod hör ett flertal rekonstruerade komponen-ter.8. A method according to claim 6, characterized in that the same spectrum-spreading modulation code includes a plurality of reconstructed components. 9. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, 15 kännetecknat därav, att i rekonstrueringsfasen fördubblas (135, 137, 139, 145, 143) vidare fasen och frekvensen för de signaler, vilkas spektrum utvidgats med en viss moduleringskod sä, att dessa signaler rekonstrue-ras oberoende av utifrän erhällen data angäende module- 20 ringskodens informationsinneh&ll.9. A method according to claim 1 or 2, characterized in that in the reconstruction phase (135, 137, 139, 145, 143) the phase and frequency of the signals whose spectrum is extended by a certain modulation code are doubled, so that these signals are reconstructed. is independent of the data obtained with respect to the information content of the modulation code. 10. Förfarande enligt patentkravet 9, kännetecknat därav, att i filtrerings- och rekonstrue-ringsfasema delas (33) vidare de mottagna signalerna i . . första och andra spektrumkomponenter, vilka representerar 25 väsentligen olika delar av deras spektrum; och spektrum-komponenterna korskorreleras (127) för att rekonstruera signalerna med spridningsspektrum.Method according to claim 9, characterized in that in the filtering and reconstruction phases (33) the received signals are further divided into. . first and second spectrum components, representing substantially different portions of their spectrum; and the spectrum components are cross-correlated (127) to reconstruct the spread spectrum signals. 11. Förfarande enligt patentkravet 10, kännetecknat därav, att i filtreringsfasen filtreras 30 (117, 121) vidare de kontinuerliga v&gkomponenterna i den första spektrumkomponenten, eom hör tili den valda frekvensen, och filtreras (119, 123) de kontinuerliga v&gkom-ponenterna i den andra spektrumkomponenten, som hör tili den valda frekvensen. 35 4? 8591 6Method according to claim 10, characterized in that in the filtering phase (117, 121) the continuous wave components of the first spectrum component belonging to the selected frequency are filtered (119, 123) and the continuous wave components of the the second spectrum component belonging to the selected frequency. 35 4? 8591 6 12. Förfarande enligt patentkravet 11, k ä n n e * t e c k n a t därav, att i spektrumkomponenternas filtre-ringsfas filtreras (117, 119) vidare det smala frekvens-bandet, som innehäller en maximal doppler-förskjutning av 5 den valda frekveneen, som förorsakas av den relativa rö-relsen mellan satelliterna och antennen, och signaler utanför det breda frekvensbandet filtreras (121, 123), till vilket band väsentligen hör signaler, som utvidgats med en viss moduleringskod. 1012. A method according to claim 11, characterized in that in the filtration phase of the spectrum components (117, 119), the narrow frequency band containing a maximum Doppler displacement of the selected frequency caused by the selected frequency band is filtered further. the relative motion between the satellites and the antenna, and signals outside the broad frequency band are filtered (121, 123), to which bands essentially belong to signals which have been extended by a certain modulation code. 10 13. Förfarande enligt patentkravet 10, k ä n n e - t e c k n a t därav, att den första och den andra spekt-rumkomponenten är det Övre och nedre sidobandet av den dämpade bärvägen med medelfrekvens, som ingär i signalerna med spridningsspektrum. 1513. A method according to claim 10, characterized in that the first and second spectrum compartments are the upper and lower lateral band of the attenuated medium frequency carrier path included in the spread spectrum signals. 15 14. Förfarande enligt patentkravet 9, k ä n n e - t e c k n a t därav, att i rekonstrueringsfasen rekon-strueras kontinuerliga vägkomponenter, som ingär i signalerna som mottagits frän var och en satellit, varvid man för att avleda data vidare härleder (127, 129) data an-20 gäende de olika satelliterna frän de rekonstruerade signalerna pä basen av frekvensskillnader i de mottagna signalerna, vilka förorsakats av doppler-förskjutningen.14. A method according to claim 9, characterized in that in the reconstruction phase, continuous road components which are included in the signals received from each satellite are reconstructed, whereby to derive data (127, 129) -20 in response to the different satellites from the reconstructed signals on the basis of frequency differences in the received signals caused by the Doppler offset. 15. Förfarande enligt patentkravet 9, k ä n nets c k n a t därav, att i rekonstrueringsfasen bildas en 25 andra kombination, där det samtidigt ingär kontinuerliga vägkomponenter, som ingär i de signaler som mottagits frän respektive satellit, varvid man för att avleda data vidare bildar (129) en serie predikterade signaler, vars frekven-ser hör tili de signalers frekvenser som mottagits frän 30 respektive satellit, var och en predikterad serie korrele-ras (127) med en andra kombinationssignal för att isolera de rekonstruerade komponenterna som hör tili respektive satellit, och frän var och en isolerad komponent härleds data.15. A method according to claim 9, characterized in that in the reconstruction phase, a second combination is formed, which simultaneously includes continuous road components which are included in the signals received from the respective satellite, thereby further forming ( 129) a series of predicted signals whose frequencies belong to the frequencies received from the respective satellite, each predicted series is correlated (127) with a second combination signal to isolate the reconstructed components belonging to the respective satellite; and from each isolated component data is derived.
FI864103A 1982-03-01 1986-10-10 FOERFARANDE FOER ATT AVLEDA LOKALISERINGSRELATERAD DATA FRAON SIGNALER MED SPRIDNINGSSPEKTRUM. FI85916C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35333182 1982-03-01
US06/353,331 US4667203A (en) 1982-03-01 1982-03-01 Method and system for determining position using signals from satellites
FI830619A FI82556C (en) 1982-03-01 1983-02-24 FOERFARANDE OCH SYSTEM FOER BESTAEMMANDE AV POSITION MED ANVAENDANDE AV SIGNALER FRAON SATELLITER.
FI830619 1983-02-24

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI864103A FI864103A (en) 1986-10-10
FI864103A0 FI864103A0 (en) 1986-10-10
FI85916B FI85916B (en) 1992-02-28
FI85916C true FI85916C (en) 1992-06-10

Family

ID=26157421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI864103A FI85916C (en) 1982-03-01 1986-10-10 FOERFARANDE FOER ATT AVLEDA LOKALISERINGSRELATERAD DATA FRAON SIGNALER MED SPRIDNINGSSPEKTRUM.

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI85916C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI85916B (en) 1992-02-28
FI864103A (en) 1986-10-10
FI864103A0 (en) 1986-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI82556C (en) FOERFARANDE OCH SYSTEM FOER BESTAEMMANDE AV POSITION MED ANVAENDANDE AV SIGNALER FRAON SATELLITER.
US4870422A (en) Method and system for determining position from signals from satellites
US5384574A (en) System for determining position from suppressed carrier radio waves
US5619212A (en) System for determining position from suppressed carrier radio waves
US4809005A (en) Multi-antenna gas receiver for seismic survey vessels
US4894662A (en) Method and system for determining position on a moving platform, such as a ship, using signals from GPS satellites
US4912475A (en) Techniques for determining orbital data
US4860018A (en) Continuous wave interference rejection for reconstructed carrier receivers
EP0420329B1 (en) P-code-aided global positioning system receiver
AU662074B2 (en) GPS precision approach and landing system for aircraft
EP0198029B1 (en) Enhanced global positioning system delta-range processing
CN109764879A (en) A kind of Satellite Orbit Determination method, apparatus and electronic equipment
EP1032985A1 (en) Low-power satellite-based geopositioning system
US4862178A (en) Digital system for codeless phase measurement
JP3012857B2 (en) Demodulation circuit for wide area positioning system receiver
AU602198B2 (en) Techniques for determining orbital data
FI85916C (en) FOERFARANDE FOER ATT AVLEDA LOKALISERINGSRELATERAD DATA FRAON SIGNALER MED SPRIDNINGSSPEKTRUM.
WO1984001832A1 (en) Method and apparatus for deriving pseudo range from earth-orbiting satellites
US9110147B1 (en) Differential emitter geolocation
JPS6128882A (en) Position measuring apparatus
Bruckner et al. Low Cost-High Accuracy Gps Survey Receiver Design

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: AERO SERVICE DIVISION OF WESTERN