RU108150U1 - Устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы - Google Patents
Устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы Download PDFInfo
- Publication number
- RU108150U1 RU108150U1 RU2011114396/28U RU2011114396U RU108150U1 RU 108150 U1 RU108150 U1 RU 108150U1 RU 2011114396/28 U RU2011114396/28 U RU 2011114396/28U RU 2011114396 U RU2011114396 U RU 2011114396U RU 108150 U1 RU108150 U1 RU 108150U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ionosphere
- input
- calculating
- unit
- output
- Prior art date
Links
Abstract
Устройство измерения интенсивности неоднородностей ионосферы при двухчастотных измерениях включает в себя приемную антенну (1), выход которой соединен с первым входом двухчастотного приемника (2); выход двухчастотного приемника соединен с первым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки (4); выход опорного генератора и синтезатора частот (3) соединен со вторым входом двухчастотного приемника (2), вторым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) и вторым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6); выход аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) соединен с входом блока вычисления фазового пути сигнала (5); выход блока вычисления фазового пути сигнала (5) соединен с первым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6); выходы блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6) соединены с входом блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы (8) и входом блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы (9); выход блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы (8) соединен с первым входом блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы (10); выход блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы (9) соединен со вторым входом блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы (10); выход блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы (10) соединен со входом устройства вывода информации (7), отличающееся тем, что в устройство в
Description
Предлагаемая полезная модель относится к спутниковой радионавигации и связи и может быть использована в системах мониторинга за состоянием ионосферы.
Как известно, воздействие на ионосферу ряда факторов, вызванных активностью Солнца, таких как ионосферно-магнитные бури и вспышки поглощения, приводят к изменению ее основных параметров, и оказывают существенное влияние на распространение радиоволн [1, 2].
Одним из основных параметров ионосферы, влияющим на распространение радиоволн, является ее полное электронное содержание I, величина которой может измеряться при двухчастотном режиме работы систем спутниковой навигации [3]. В общем случае I представляет собой гауссовский случайный процесс и в любой момент времени определяется как сумма среднего значения полного электронного содержания ионосферы и ее флуктуации ΔI относительно . Флуктуации полного электронного содержания ионосферы ΔI характеризуются среднеквадратическим отклонением или интенсивностью неоднородностей ионосферы (β~σΔI/) [2].
Известно [1], что в условиях нормальной ионосферы интенсивность неоднородностей ионосферы составляет β=10-3…10-2, а при возмущениях ионосферы может возрастать до β=10-1…1 [2]. Величина β определяет глубину и интервалы частотной и пространственной корреляции замираний принимаемых сигналов в спутниковых системах радионавигации и связи [2].
Целью является разработка устройства, позволяющего определять значение интенсивности неоднородностей ионосферы β в зависимости от изменения величин среднеквадратического отклонения σΔI и математического ожидания полного электронного содержания ионосферы по результатам двухчастотных измерений случайных значений полного электронного содержания ионосферы I.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к измерению глубины и интервалов пространственной и частотной корреляции интерференционных замираний в трансионосферных каналах связи, которые сильно зависят от величины интенсивности неоднородностей ионосферы.
Известно устройство измерения полного электронного содержания ионосферы I при двухчастотном режиме работы систем спутниковой радионавигации [3], в состав которого входят: приемная антенна (1), двухчастотный приемник (2), опорный генератор и синтезатор частот (3), аналого-цифровой процессор первичной обработки (4), блок вычисления фазового пути сигнала (5), блок вычисления полного электронного содержания ионосферы (6), устройство вывода информации (7) (фигура 1). Недостаток данного устройства в том, что оно не позволяет оценить величину интенсивности неоднородностей ионосферы β.
Известное устройство измерения полного электронного содержания ионосферы при двухчастотном режиме работы систем спутниковой радионавигации работает следующим образом. Приемная антенна (1) принимает электромагнитные колебания, излучаемые навигационными спутниками. С выхода приемной антенны (1) напряжение uBX(t) поступает на вход двухчастотного приемника (2). С выхода двухчастотного приемника (2) на вход аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) подается вектор оценки цифровых сигналов y(tj), состоящий из сигналов j=1…n видимых навигационных спутников. Опорный генератор и синтезатор частот (3) формирует номиналы несущих частот f1 и f2 на входы двухчастотного приемника (2), аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) и блока вычисления полного электронного содержания ионосферы I (6). В аналого-цифровом процессоре первичной обработки (4) реализованы схемы поиска и слежения за параметрами сигнала. С выхода аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) оценки фазового времени распространения τф1,2(tk) радиосигнала на несущих частотах f1 и f2 поступают на вход блока вычисления фазового пути сигнала (5), реализующего алгоритм Дф1,2(tk)=cτф1,2(tk) с шагом Tk=tk-tk-1=0,02 с, где Дф1 и Дф2 - фазовые пути сигнала (фазовые измерения псевдодальности) при трансионосферном распространении радиоволн на частотах f1 и f2 соответственно. Значения Дф1,2(tk) поступают на вход блока вычисления полного электронного содержания ионосферы I (6). С выхода блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6) данные поступают на устройство вывода информации (7).
Реализацию предлагаемого устройства, позволяющего определять значение интенсивности неоднородностей ионосферы β в зависимости от изменения величин среднеквадратического отклонения σΔI и математического ожидания полного электронного содержания ионосферы I, позволит осуществить устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы, схема которого приведена на Фиг.2. Выражение для расчета интенсивности неоднородностей ионосферы имеет вид [2]:
где σΔI - среднеквадратическое отклонение флуктуаций полного электронного содержания ионосферы [эл/м2];
hЭ - эквивалентная толщина ионосферного слоя (hЭ=5·105 м);
lS - характерный масштаб неоднородностей (lS=400 м);
- математическое ожидание полного электронного содержания ионосферы [эл/м2] (среднее значение полного электронного содержания).
Известное выражение (1) удобнее записать в виде
где - постоянный безразмерный коэффициент.
Для решения поставленной задачи в известное (Фиг.1) устройство измерения полного электронного содержания ионосферы при двухчастотном режиме работы систем спутниковой радионавигации [3] добавлены следующие блоки: блок вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы (8), блок вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы (среднего значения полного электронного содержания) (9) и блок вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы (10).
Предлагаемое устройство (фигура 2) работает следующим образом. Приемная антенна (1) принимает электромагнитные колебания, излучаемые навигационными спутниками. С выхода приемной антенны (1) напряжение uBX(t) поступает на вход двухчастотного приемника (2), предназначенного для усиления и селекции принятых сигналов. С выхода двухчастотного приемника (2) на вход аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) подается вектор оценки цифровых сигналов y(tj), состоящий из сигналов j=1…n видимых навигационных спутников. Опорный генератор и синтезатор частот (3) формирует номиналы рабочих частот f1 и f2 на входы двухчастотного приемника (2), аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) и блока вычисления полного электронного содержания ионосферы I (6). В аналого-цифровом процессоре первичной обработки (4) реализованы схемы поиска и слежения за параметрами сигнала. С выхода аналого-цифрового процессора (4) на вход блока вычисления фазового пути сигнала (5), реализующего алгоритм Дф1,2(tk)=cτф1,2(tk) с шагом Tk=tk-tk-1=0,02 с поступают оценки фазового времени распространения τф1,2(tk). С выхода блока вычисления фазового пути сигнала (5) значения Дф1,2(tk) поступают на вход блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6). Далее с выхода блока вычисления полного электронного содержания ионосферы I (6) оценки полного электронного содержания поступают на вход блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI (8), где согласно формулы происходят операции центрирования, возведения в квадрат, усреднения и извлечения квадратного корня [4], и на вход блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы (среднего значения полного электронного содержания) (9) [4]. С выхода блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI (8) и выхода блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы (9) значения среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI и значения математического ожидания полного электронного содержания ионосферы поступают на входы блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы β (10). В блоке вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы β (10) определяется значение интенсивности неоднородностей ионосферы согласно выражению (2) где . Рассчитанное значение интенсивности неоднородностей ионосферы β отображается в устройстве вывода информации (7).
Таким образом, в разработанном устройстве (Фиг.2) на основе величин среднеквадратического отклонения σΔI и математического ожидания полного электронного содержания ионосферы I согласно известному [2] выражению где определяется значение интенсивности неоднородностей ионосферы β с шагом Tк=0,02 с.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлена функциональная схема известного устройства измерения полного электронного содержания ионосферы при двухчастотном режиме работы систем спутниковой радионавигации [3]; на Фиг.2 представлена функциональная схема предлагаемого устройства двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы.
Список использованных источников
1. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн. Учебное пособие для радио-техн. спец. вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. Москва, «Высш. школа», 1975 - 280 с.
2. Пашинцев В.П., Солчатов М.Э., Гахов Р.П. Влияние ионосферы на характеристики космических систем передачи информации: Монография. - Москва: Физматлит, 2006. - 184 с.
3. Пашинцев В.П., Галушко Ю.И., Спирин A.M., Коваль С.А. Устройство измерения полного электронного содержания ионосферы при двухчастотном режиме работы систем спутниковой радионавигации. Патент на полезную модель №81340 от 10.03.2009 г.
4. Смирнов Н.Н., Федосов В.П., Цветков Ф.В. Измерение характеристик случайных процессов/Под. ред. В.П.Федосова: Учеб. пособие для вузов. - М.: САЙНС-ПРЕСС, 2004. - 64 с.
Claims (1)
- Устройство измерения интенсивности неоднородностей ионосферы при двухчастотных измерениях включает в себя приемную антенну (1), выход которой соединен с первым входом двухчастотного приемника (2); выход двухчастотного приемника соединен с первым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки (4); выход опорного генератора и синтезатора частот (3) соединен со вторым входом двухчастотного приемника (2), вторым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) и вторым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6); выход аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) соединен с входом блока вычисления фазового пути сигнала (5); выход блока вычисления фазового пути сигнала (5) соединен с первым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6); выходы блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6) соединены с входом блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы (8) и входом блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы (9); выход блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы (8) соединен с первым входом блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы (10); выход блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы (9) соединен со вторым входом блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы (10); выход блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы (10) соединен со входом устройства вывода информации (7), отличающееся тем, что в устройство введены блок вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы (8), блок вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы (9), входы которых соединены с выходами блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6), а выходы - со входами блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы (10); блок вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы (10), выход которого соединен с входом устройства вывода информации (7).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011114396/28U RU108150U1 (ru) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011114396/28U RU108150U1 (ru) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU108150U1 true RU108150U1 (ru) | 2011-09-10 |
Family
ID=44758063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011114396/28U RU108150U1 (ru) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU108150U1 (ru) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2523912C1 (ru) * | 2013-02-20 | 2014-07-27 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Устройство пеленгации исскуственных ионосферных образований |
| RU168736U1 (ru) * | 2016-07-25 | 2017-02-17 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Устройство для определения помехоустойчивости систем спутниковой навигации в условиях искусственного ионосферного образования |
| RU169567U1 (ru) * | 2016-07-25 | 2017-03-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Устройство измерения высотного распределения электронной концентрации неоднородной ионосферы |
| RU2626404C1 (ru) * | 2016-07-12 | 2017-07-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Способ определения высотного профиля электронной концентрации неоднородной ионосферы |
| RU177277U1 (ru) * | 2017-06-27 | 2018-02-15 | Юрий Игоревич Галушко | Устройство измерения коэффициента глубины общих замираний в трансионосферном канале связи при двухчастотном режиме работы спутниковых систем радионавигации |
| RU187712U1 (ru) * | 2018-05-23 | 2019-03-15 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Устройство для определения ошибки слежения за временем прихода навигационного радиосигнала при его распространении через искусственное ионосферное образование |
| RU199743U1 (ru) * | 2020-05-12 | 2020-09-17 | Юрий Игоревич Галушко | Адаптивный двухчастотный радионавигационный приемник |
-
2011
- 2011-04-14 RU RU2011114396/28U patent/RU108150U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2523912C1 (ru) * | 2013-02-20 | 2014-07-27 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Устройство пеленгации исскуственных ионосферных образований |
| RU2626404C1 (ru) * | 2016-07-12 | 2017-07-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Способ определения высотного профиля электронной концентрации неоднородной ионосферы |
| RU168736U1 (ru) * | 2016-07-25 | 2017-02-17 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Устройство для определения помехоустойчивости систем спутниковой навигации в условиях искусственного ионосферного образования |
| RU169567U1 (ru) * | 2016-07-25 | 2017-03-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Устройство измерения высотного распределения электронной концентрации неоднородной ионосферы |
| RU177277U1 (ru) * | 2017-06-27 | 2018-02-15 | Юрий Игоревич Галушко | Устройство измерения коэффициента глубины общих замираний в трансионосферном канале связи при двухчастотном режиме работы спутниковых систем радионавигации |
| RU187712U1 (ru) * | 2018-05-23 | 2019-03-15 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Устройство для определения ошибки слежения за временем прихода навигационного радиосигнала при его распространении через искусственное ионосферное образование |
| RU199743U1 (ru) * | 2020-05-12 | 2020-09-17 | Юрий Игоревич Галушко | Адаптивный двухчастотный радионавигационный приемник |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU108150U1 (ru) | Устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы | |
| US7656352B2 (en) | Troposphere corrections for ground based positioning systems | |
| EP3124998B1 (en) | Positioning device | |
| US9933526B2 (en) | Techniques to improve the performance of a fixed, timing-based radio positioning network using external assistance information | |
| Tang et al. | Performance analysis of ionosphere monitoring with BeiDou CORS observational data | |
| RU2421753C1 (ru) | Способ определения параметров ионосферы и устройство для его осуществления | |
| RU110841U1 (ru) | Устройство измерения интенсивности неоднородностей ионосферы | |
| Ya’acob et al. | Determination of GPS total electron content using single layer model (SLM) ionospheric mapping function | |
| US10598757B2 (en) | Systems and methods for improving the performance of a timing-based radio positioning network using estimated range biases | |
| Yin et al. | A novel cycle slips detection model for the high precision positioning | |
| RU177277U1 (ru) | Устройство измерения коэффициента глубины общих замираний в трансионосферном канале связи при двухчастотном режиме работы спутниковых систем радионавигации | |
| RU2523912C1 (ru) | Устройство пеленгации исскуственных ионосферных образований | |
| CN106443729A (zh) | 一种gnss自适应伪距‑相位权比确定方法 | |
| US20240004084A1 (en) | Method and system for fast ionosphere scintillation detection | |
| RU2626404C1 (ru) | Способ определения высотного профиля электронной концентрации неоднородной ионосферы | |
| RU110501U1 (ru) | Устройство двухчастотного измерения полосы когерентности трансионосферного канала связи | |
| RU187712U1 (ru) | Устройство для определения ошибки слежения за временем прихода навигационного радиосигнала при его распространении через искусственное ионосферное образование | |
| RU154138U1 (ru) | Устройство обнаружения ионосферных образований с мелкомасштабными неоднородностями | |
| RU168736U1 (ru) | Устройство для определения помехоустойчивости систем спутниковой навигации в условиях искусственного ионосферного образования | |
| US11294072B2 (en) | Method, device and server for estimation of IFB calibration value | |
| RU169567U1 (ru) | Устройство измерения высотного распределения электронной концентрации неоднородной ионосферы | |
| RU93525U1 (ru) | Устройство определения степени частотно-селективных замираний навигационных радиосигналов спутниковых радионавигационных систем | |
| RU2645875C1 (ru) | Способ повышения точности дифференциальной коррекции навигационных параметров в длинноволновой системе определения местоположения | |
| Xiang et al. | A new inter-satellite ranging method based on pseudo-range and dual-frequency carrier phase | |
| RU2625804C1 (ru) | Способ оценивания фазы навигационного сигнала на фоне мешающих отражений многолучевого распространения и навигационный приемник с устройством подавления мешающих отражений при оценке фазы |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170415 |