RU110501U1 - DEVICE FOR TWO-FREQUENCY MEASUREMENT OF THE CO-RANGE OF THE TRANSIONOSPHERIC COMMUNICATION CHANNEL - Google Patents

DEVICE FOR TWO-FREQUENCY MEASUREMENT OF THE CO-RANGE OF THE TRANSIONOSPHERIC COMMUNICATION CHANNEL Download PDF

Info

Publication number
RU110501U1
RU110501U1 RU2011114398/07U RU2011114398U RU110501U1 RU 110501 U1 RU110501 U1 RU 110501U1 RU 2011114398/07 U RU2011114398/07 U RU 2011114398/07U RU 2011114398 U RU2011114398 U RU 2011114398U RU 110501 U1 RU110501 U1 RU 110501U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
calculating
ionosphere
frequency
Prior art date
Application number
RU2011114398/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Петрович Пашинцев
Евгений Владимирович Грибанов
Анна Владимировна Сенокосова
Марат Рашидович Бибарсов
Денис Аркадьевич Потягов
Станислав Андреевич Коваль
Алексей Дмитриевич Белов
Владимир Анатольевич Цимбал
Андрей Валерьевич Порсев
Сергей Николаевич Шиманов
Сергей Юрьевич Коротков
Original Assignee
Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики"
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
Application filed by Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" filed Critical Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики"
Priority to RU2011114398/07U priority Critical patent/RU110501U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU110501U1 publication Critical patent/RU110501U1/en

Links

Abstract

Устройство двухчастотного измерения полосы когерентности трансионосферного канала связи 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 аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) соединен со 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); первый выход опорного генератора и синтезатора частот (3) соединен со вторым входом двухчастотного приемника (2), вторым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки (4), вторым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6); второй выход опорного генератора и синтезатора частот (3) соединен с третьим входом двухчастотного приемника (2), третьим входом аналого-цифрового процессора первичной обработки (4), третьим входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6); выход блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6) соединен со входом устройства вывода информации (7), отличающееся тем, что в устройство введены блок вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы (8), вход которого соединен с выходом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6), а выход - с первым входом блока вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи при первой несущей частоте (11) и первым входом блока вычисления полосы когерентности трансионосфе� A dual-frequency device for measuring the coherence band of a transionospheric communication channel includes a receiving antenna (1), the output of which is connected to the first input of the dual-frequency receiver (2); the output of the dual-frequency receiver is connected to the first input of the analog-to-digital primary processing processor (4); the output of the analog-to-digital primary processing processor (4) is connected to the input of the signal phase path calculation unit (5); the output of the phase signal path calculation unit (5) is connected to the first input of the full electronic ionosphere content calculation unit (6); the first output of the reference generator and frequency synthesizer (3) is connected to the second input of the dual-frequency receiver (2), the second input of the analog-to-digital primary processing processor (4), the second input of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere (6); the second output of the reference generator and frequency synthesizer (3) is connected to the third input of the dual-frequency receiver (2), the third input of the analog-to-digital primary processing processor (4), and the third input of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere (6); the output of the unit for calculating the total electronic content of the ionosphere (6) is connected to the input of the output device information (7), characterized in that the unit is entered into the device for calculating the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere (8), the input of which is connected to the output of the unit for calculating the total electronic content of the ionosphere (6), and the output is with the first input of the transionospheric communication channel coherence band calculation unit at the first carrier frequency (11) and the first input of the trans coherence band calculation unit ionosphere

Description

Предлагаемая полезная модель относится к спутниковой радионавигации и связи и может быть использована в системах мониторинга за состоянием ионосферы и параметров канала связи.The proposed utility model relates to satellite radio navigation and communication and can be used in monitoring systems for the state of the ionosphere and parameters of the communication channel.

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].As is known, the impact on the ionosphere of a number of factors caused by solar activity, such as ionospheric magnetic storms and bursts of absorption, lead to a change in its basic parameters and have a significant effect on the propagation of radio waves [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 (на несущих частотах f1 и f2) систем спутниковой навигации [4]. В общем случае I представляет собой гауссовский случайный процесс и в любой момент времени определяется как сумма (I=Ī+ΔI) среднего значения Ī полного электронного содержания ионосферы и ее флуктуации ΔI относительно Ī. Флуктуации полного электронного содержания ионосферы ΔI характеризуются среднеквадратическим отклонением One of the main parameters of the ionosphere, affecting the propagation of radio waves, is its total electronic content I, the value of which can be measured at two-frequency operation (at carrier frequencies f 1 and f 2 ) of satellite navigation systems [4]. In the general case, I represents a Gaussian random process and at any time is defined as the sum (I = Ī + ΔI) of the average value Ī of the total electronic content of the ionosphere and its fluctuation ΔI relative to Ī. Fluctuations in the total electronic content of the ionosphere ΔI are characterized by standard deviation

Одним из важнейших параметров канала связи является полоса частотной когерентности ΔFK~1/σΔI, которая обратно пропорционально зависит от среднеквадратического отклонения флуктуаций полного электронного содержания ионосферы σΔI [2].One of the most important parameters of the communication channel is the frequency coherence band ΔF K ~ 1 / σ ΔI , which inversely depends on the standard deviation of the fluctuations of the total electronic content of the ionosphere σ ΔI [2].

Известно, что на рабочих частотах спутниковых систем связи (f1,2~1 ГГц) в условиях нормальной ионосферы (когда σΔI~1014 эл/м2) полоса частотной когерентности составляет ΔFK1,2~10 ГГц, а при возмущениях ионосферы (когда σΔI может достигать ~1018 эл/м2) она может сужаться до значений ΔFK1,2<1 МГц и менее [2]. В этом случае при передаче в спутниковых каналах связи и навигации сигналов с шириной спектра ΔF0=1…10 МГц будут выполняться условия (ΔF0>ΔFKl,2) возникновения частотно-селективных замираний принимаемых сигналов.It is known that at the operating frequencies of satellite communication systems (f 1.2 ~ 1 GHz) under normal ionosphere (when σ ΔI ~ 10 14 e / m 2 ) the frequency coherence band is ΔF K1.2 ~ 10 GHz, and with ionospheric disturbances (when σ ΔI can reach ~ 10 18 el / m 2 ) it can narrow to values ΔF K1,2 <1 MHz or less [2]. In this case, when transmitting signals with a spectral width ΔF 0 = 1 ... 10 MHz in satellite communication and navigation channels, the conditions (ΔF 0 > ΔF Kl, 2 ) of occurrence of frequency-selective fading of the received signals will be satisfied.

Целью является разработка устройства, позволяющего определять значения полосы когерентности трансионосферного канала связи ΔFK1,2 по результатам двухчастотных (на несущих частотах f1 и f2) измерений полного электронного содержания ионосферы I=Ī+ΔI.The goal is to develop a device that allows you to determine the coherence band of the transionospheric communication channel ΔF K1,2 according to the results of two-frequency (at carrier frequencies f 1 and f 2 ) measurements of the total electronic content of the ionosphere I = Ī + ΔI.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к возможности адаптации ширины спектра сигналов (ΔF0) спутниковых радионавигационных систем с целью устранения частотно-селективных замираний (ΔF0<ΔFK1,2) при возмущениях ионосферы и сужении полосы когерентности трансионосферного канала до ΔFK1,2<1 МГц.The technical result that can be obtained using the proposed utility model is reduced to the possibility of adapting the signal spectrum width (ΔF 0 ) of satellite radio navigation systems in order to eliminate frequency-selective fading (ΔF 0 <ΔF K1,2 ) with ionosphere disturbances and a narrowing of the coherence band transionospheric channel up to ΔF K1,2 <1 MHz.

Известно устройство измерения полного электронного содержания ионосферы I при двухчастотном режиме работы систем спутниковой радионавигации [4], 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) (фиг.1). Недостаток данного устройства в том, что оно не позволяет оценить полосу когерентности трансионосферного канала связи.A device for measuring the total electronic content of the ionosphere I in the dual-frequency mode of operation of satellite radio navigation systems [4], which includes: a receiving antenna (1), a dual-frequency receiver (2), a reference generator and frequency synthesizer (3), an analog-to-digital primary processor processing (4), a block for calculating the phase path of the signal (5), a block for calculating the total electronic content of the ionosphere (6), an information output device (7) (Fig. 1). The disadvantage of this device is that it does not allow us to estimate the coherence band of the transionospheric communication channel.

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 uвх(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 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 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 Тk=tk-tk-1=0,02 с, где ДФ1 и Дф2 - фазовые пути сигнала (фазовые измерения псевдодальности) 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).A known device for measuring the total electronic content of the ionosphere in the dual-frequency mode of operation of satellite navigation systems works as follows. The receiving antenna (1) receives electromagnetic waves emitted by navigation satellites. From the output of the receiving antenna (1), the voltage u in (t) is supplied to the input of the dual-frequency receiver (2). From the output of the dual-frequency receiver (2) to the input of the analog-to-digital primary processing processor (4), a vector for evaluating digital signals y (t j ) is presented, consisting of signals j = 1 ... n of visible navigation satellites. The reference generator and frequency synthesizer (3) generates the nominal values of the operating frequencies f 1 and f 2 at the inputs of the dual-frequency receiver (2), the analog-to-digital primary processing processor (4), and the unit for calculating the total electronic content of the ionosphere I (6). An analog-to-digital primary processing processor (4) implements search and tracking schemes for signal parameters. From the output of the analog-to-digital primary processing processor (4), estimates of the propagation phase time τ Ф1,2 (t k ) of the radio signal at the carrier frequencies f 1 and f 2 are fed to the input of the phase path calculation unit of the signal (5) that implements the algorithm D Ф1,2 (t k ) = cτ Ф1,2 (t k ) with a step Т k = t k -t k-1 = 0.02 s, where Д Ф1 and Д ф2 are phase signal paths (phase measurements of pseudorange) at frequencies f 1 and f 2, respectively. The values of D f1,2 ( t k) are fed to the input of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere I (6). From the output of the unit for calculating the full electronic content of the ionosphere (6), the data is supplied to the information output device (7).

Реализацию предлагаемого устройства, позволяющего определять значение полосы когерентности трансионосферного канала связи ΔFK1,2 в зависимости от изменения величины среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI позволит осуществить устройство двухчастотного измерения полосы когерентности трансионосферного канала связи, схема которого приведена на Фиг.2. Выражение для расчета полосы когерентности трансионосферного канала связи имеет вид [2]:The implementation of the proposed device, which allows to determine the value of the coherence band of the transionospheric communication channel ΔF K1,2 depending on the change in the mean square deviation of the total electronic content of the ionosphere σ ΔI, will allow the implementation of a dual-frequency measurement of the coherence band of the transionospheric communication channel, the diagram of which is shown in Figure 2. The expression for calculating the coherence band of the transionospheric communication channel has the form [2]:

где f - несущая частота [Гц];where f is the carrier frequency [Hz];

с=3·108 м/с - скорость света;c = 3 · 10 8 m / s is the speed of light;

σΔI - среднеквадратическое отклонение флуктуации полного электронного содержания ионосферы в ее мелкомасштабных неоднородностях[эл/м2];σ ΔI is the standard deviation of the fluctuation of the total electronic content of the ionosphere in its small-scale inhomogeneities [e / m 2 ];

80,8 - постоянный коэффициент [м32];80.8 - constant coefficient [m 3 / s 2 ];

- коэффициент, характеризующий нарастание дифракционных эффектов во фронте волны по мере ее распространения;- coefficient characterizing the increase in diffraction effects in the wave front as it propagates;

ls - характерный масштаб неоднородностей (ls=400 м);l s is the characteristic scale of inhomogeneities (l s = 400 m);

hэ - эквивалентная толщина ионосферного слоя (hЭ=5·105 м);h e - equivalent thickness of the ionospheric layer (h E = 5 · 10 5 m);

h1 - расстояние он нижней границы ионосферы до точки приема (h1=105 м).h 1 - the distance it is the lower boundary of the ionosphere to the receiving point (h 1 = 10 5 m).

Для решения поставленной задачи в известное (Фиг.1) устройство измерения полного электронного содержания ионосферы при двухчастотном режиме работы систем спутниковой радионавигации [4] добавлены следующие блоки: блок вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы (8), блок вычисления коэффициента, характеризующего нарастание дифракционных эффектов во фронте волны по мере ее распространения на несущей частоте f1 (9), блок вычисления коэффициента, характеризующего нарастание дифракционных эффектов во фронте волны по мере ее распространения на несущей частоте f2 (10), блок вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи при несущей частоте f1 (11) и блок вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи при несущей частоте f2 (12).To solve this problem, in the well-known (Figure 1) device for measuring the total electronic content of the ionosphere at a two-frequency mode of operation of satellite radio navigation systems [4], the following blocks were added: a unit for calculating the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere (8), a unit for calculating the coefficient characterizing the increase in diffraction effects in the wave front as it propagates on the carrier frequency f 1 (9), the coefficient calculation unit, characterized by an increase of the diffraction effect in the wave front as it propagates on the carrier frequency f 2 (10), the calculating unit transionospheric coherence bandwidth communication channel at the carrier frequency f 1 (11) and the calculating unit transionospheric coherence bandwidth of the communication channel at the carrier frequency f 2 (12).

Т.к. устройство измерения полосы когерентности трансионосферного канала связи, схема которого приведена на Фиг.2, реализовано на двух несущих частотах f1 и f2, то выражения (1) и (2) для несущей частоты f1 примут видBecause the coherence band measuring device of the transionospheric communication channel, the circuit of which is shown in FIG. 2, is implemented at two carrier frequencies f 1 and f 2 , then expressions (1) and (2) for the carrier frequency f 1 will take the form

для несущей частоты f2 for carrier frequency f 2

Предлагаемое устройство (фигура 2) работает следующим образом. Приемная антенна (1) принимает электромагнитные колебания, излучаемые навигационными спутниками. С выхода антенны (1) напряжение uвх(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), блока вычисления полного электронного содержания ионосферы I (6); номиналы рабочих частот f1 на входы блока вычисления коэффициента, характеризующего нарастание дифракционных эффектов во фронте волны по мере ее распространения на несущей частоте f1 (9) и блока вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи ΔFK1 при несущей частоте f1 (11); номиналы рабочих частот f2 на входы блока вычисления коэффициента, характеризующего нарастание дифракционных эффектов во фронте волны по мере ее распространения на несущей частоте f2 (10) и блока вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи ΔFK2 при несущей частоте f2 (12). 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 Тk=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 I=Ī+ΔI (6). Далее с выхода блока вычисления полного электронного содержания ионосферы I (6) оценки полного электронного содержания I=Ī+ΔI поступают на вход блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы (8), где происходят операции центрирования, возведения в квадрат, усреднения и извлечения квадратного корня [5]. С выхода блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI (8) значения среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI поступают на вход блока вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи ΔFK1 при несущей частоте f1 (11) и вход блока вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи ΔFK2 при несущей частоте f2 (12). На второй вход блока вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи ΔFK1 при несущей частоте f1 (11) поступают значения коэффициента, характеризующего нарастание дифракционных эффектов , определяемого в блоке вычисления коэффициента, характеризующего нарастание дифракционных эффектов во фронте волны по мере ее распространения на несущей частоте f1 (9) согласно выражению (4). На второй вход блока вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи ΔFK2 при несущей частоте f2 (12) поступают значения коэффициента, характеризующего нарастание дифракционных эффектов , определяемого в блоке вычисления коэффициента, характеризующего нарастание дифракционных эффектов во фронте волны по мере ее распространения на несущей частоте f2 (10) согласно выражению (6). В блоке вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи ΔFK1 при несущей частоте f1 (11) и блоке вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи ΔFK2 при несущей частоте f2 определяются значения полосы когерентности согласно выражениям (3) и (5) соответственно. Рассчитанные значения полосы когерентности ΔFK1 и ΔFK2 при несущих частотах f1 и f2 отображаются в устройстве вывода информации (7).The proposed device (figure 2) works as follows. The receiving antenna (1) receives electromagnetic waves emitted by navigation satellites. From the output of the antenna (1), the voltage u I (t) is supplied to the input of the dual-frequency receiver (2), intended to amplify and select the received signals. From the output of the dual-frequency receiver (2) to the input of the analog-to-digital primary processing processor (4), a vector for evaluating digital signals y (t j ) consisting of signals j = 1 ... n of visible navigation satellites is fed. The reference generator and frequency synthesizer (3) generates the nominal values of the operating frequencies f 1 and f 2 at the inputs of the dual-frequency receiver (2), the analog-to-digital primary processing processor (4), the unit for calculating the total electronic content of the ionosphere I (6); nominal frequencies f 1 to the inputs of the coefficient calculation unit, which characterizes the increase in diffraction effects in the wave front as it propagates on the carrier frequency f 1 (9) and the unit for calculating the coherence band of the transionospheric communication channel ΔF K1 at the carrier frequency f 1 (11); nominal frequencies f 2 at the inputs of the coefficient calculation unit, characterizing the increase in diffraction effects in the wave front as it propagates at the carrier frequency f 2 (10) and the unit for calculating the coherence band of the transionospheric communication channel ΔF K2 at the carrier frequency f 2 (12). An analog-to-digital primary processing processor (4) implements search and tracking schemes for signal parameters. From the output of the analog-digital processor (4) to the input of the phase signal path calculation block of the signal (5) that implements the algorithm D Ф1,2 (t k ) = cτ Ф1,2 (t k ) with a step T k = t k -t k- 1 = 0.02 s estimates of the propagation phase time τ Ф1,2 (t k ) are received . From the output of the block for calculating the phase path of the signal (5), the values of Д Ф1,2 (t k ) go to the input of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere I = Ī + ΔI (6). Then, from the output of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere I (6), estimates of the total electronic content I = Ī + ΔI are input to the block for calculating the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere (8) where centering, squaring, averaging, and square root extraction operations take place [5]. From the output of the unit for calculating the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere σ ΔI (8), the values of the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere σ ΔI go to the input of the unit for calculating the coherence band of the transionospheric communication channel ΔF K1 at the carrier frequency f 1 (11) and the input of the unit for calculating the coherence band transionospheric communication channel ΔF K2 at a carrier frequency f 2 (12). At the second input of the unit for calculating the coherence band of the transionospheric communication channel ΔF K1 at the carrier frequency f 1 (11), the values of the coefficient characterizing the increase in diffraction effects are received determined in the block for calculating the coefficient characterizing the increase in diffraction effects in the wave front as it propagates at the carrier frequency f 1 (9) according to expression (4). At the second input of the unit for calculating the coherence band of the transionospheric communication channel ΔF K2 at the carrier frequency f 2 (12), the values of the coefficient characterizing the increase in diffraction effects determined in the block for calculating the coefficient characterizing the increase in diffraction effects in the wave front as it propagates at the carrier frequency f 2 (10) according to expression (6). In the unit for calculating the coherence band of the transionospheric communication channel ΔF K1 at the carrier frequency f 1 (11) and the unit for calculating the coherence band of the transionospheric communication channel ΔF K2 at the carrier frequency f 2 , the values of the coherence band are determined according to expressions (3) and (5), respectively. The calculated values of the coherence band ΔF K1 and ΔF K2 at the carrier frequencies f 1 and f 2 are displayed in the information output device (7).

Таким образом, в разработанном устройстве (Фиг.2) на основе величины среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI согласно известному [2] выражению (1) оперативно (с шагом Тk=0,02 с) определяются значения полосы когерентности трансионосферного канала связи по результатам двухчастотных измерений (на несущих частотах f1 и f2) полного электронного содержания ионосферы I=Ī+ΔI.Thus, in the developed device (Figure 2), based on the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere σ ΔI according to the well-known [2] expression (1), the values of the coherence band of the transionospheric communication channel are determined quickly (with a step T k = 0.02 s) according to the results of two-frequency measurements (at carrier frequencies f 1 and f 2 ) of the total electronic content of the ionosphere I = Ī + ΔI.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг.1 представлена функциональная схема известного устройства измерения полного электронного содержания ионосферы при двухчастотном режиме работы систем спутниковой радионавигации [4]; на Фиг.2 представлена функциональная схема предлагаемого устройства двухчастотного измерения полосы когерентности трансионосферного канала связи.Figure 1 presents a functional diagram of a known device for measuring the total electronic content of the ionosphere in the dual-frequency mode of operation of satellite radio navigation systems [4]; figure 2 presents a functional diagram of the proposed device dual-frequency measurement of the coherence band of the transionospheric communication channel.

Список использованных источниковList of sources used

1. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн. Учебное пособие для радиотехн. спец. вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. Москва, «Высш. школа», 1975-280 с.1. Grudinskaya G.P. Propagation of radio waves. Textbook for radio technology. specialist. universities. Ed. 2nd, rev. and add. Moscow, "Higher. School ", 1975-280 p.

2. Пашинцев В.П., Солчатов М.Э., Гахов Р.П. Влияние ионосферы на характеристики космических систем передачи информации: Монография. - Москва: Физматлит, 2006. - 184 с.2. Pashintsev V.P., Solchatov M.E., Gakhov R.P. The influence of the ionosphere on the characteristics of space-based information transfer systems: Monograph. - Moscow: Fizmatlit, 2006 .-- 184 p.

3. Пашинцев В.П. Влияние частотно селективных замираний на измерение времени запаздывания сигналов в системах космической связи // Радиотехника и электроника, 1989 - Том 43 - №4 - с.410-414.3. Pashintsev V.P. The influence of frequency selective fading on the measurement of the delay time of signals in space communication systems // Radio Engineering and Electronics, 1989 - Volume 43 - No. 4 - p.410-414.

4. 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. Pashintsev V.P., Galushko Yu.I., Spirin A.M., Koval S.A. A device for measuring the total electronic content of the ionosphere in the dual-frequency mode of operation of satellite radio navigation systems. Utility Model Patent No. 81340 of March 10, 2009

5. 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.5. Smirnov NN, Fedosov VP, Tsvetkov F.V. Measurement of characteristics of random processes / Under. ed. V.P. Fedosova: Textbook. manual for universities. - M.: SAYNS-PRESS, 2004 .-- 64 p.

Claims (1)

Устройство двухчастотного измерения полосы когерентности трансионосферного канала связи 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 аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) соединен со 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); первый выход опорного генератора и синтезатора частот (3) соединен со вторым входом двухчастотного приемника (2), вторым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки (4), вторым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6); второй выход опорного генератора и синтезатора частот (3) соединен с третьим входом двухчастотного приемника (2), третьим входом аналого-цифрового процессора первичной обработки (4), третьим входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6); выход блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6) соединен со входом устройства вывода информации (7), отличающееся тем, что в устройство введены блок вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы (8), вход которого соединен с выходом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6), а выход - с первым входом блока вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи при первой несущей частоте (11) и первым входом блока вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи при второй несущей частоте (12); блок вычисления коэффициента, характеризующего нарастание дифракционных эффектов во фронте волны по мере ее распространения на первой несущей частоте (9), вход которого соединен с первым выходом опорного генератора и синтезатора частот (3), а выход - с вторым входом блока вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи при первой несущей частоте (11); блок вычисления коэффициента, характеризующего нарастание дифракционных эффектов во фронте волны по мере ее распространения на второй несущей частоте (10), вход которого соединен с вторым выходом опорного генератора и синтезатора частот (3), а выход - с вторым входом блока вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи при второй несущей частоте (12); блок вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи при первой несущей частоте (11), третий вход которого соединен с первым выходом опорного генератора и синтезатора частот (3), а выход - с входом устройства вывода информации (7); блок вычисления полосы когерентности трансионосферного канала связи при второй несущей частоте (12), третий вход которого соединен с вторым выходом опорного генератора и синтезатора частот (3), а выход - с входом устройства вывода информации (7).
Figure 00000001
A dual-frequency device for measuring the coherence band of a transionospheric communication channel includes a receiving antenna (1), the output of which is connected to the first input of the dual-frequency receiver (2); the output of the dual-frequency receiver is connected to the first input of the analog-to-digital primary processing processor (4); the output of the analog-to-digital primary processing processor (4) is connected to the input of the signal phase path calculation unit (5); the output of the phase signal path calculation unit (5) is connected to the first input of the full electronic ionosphere content calculation unit (6); the first output of the reference generator and frequency synthesizer (3) is connected to the second input of the dual-frequency receiver (2), the second input of the analog-to-digital primary processing processor (4), the second input of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere (6); the second output of the reference generator and frequency synthesizer (3) is connected to the third input of the dual-frequency receiver (2), the third input of the analog-to-digital primary processing processor (4), and the third input of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere (6); the output of the unit for calculating the total electronic content of the ionosphere (6) is connected to the input of the output device information (7), characterized in that the unit is entered into the device for calculating the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere (8), the input of which is connected to the output of the unit for calculating the total electronic content of the ionosphere (6), and the output is with the first input of the transionospheric communication channel coherence band calculation unit at the first carrier frequency (11) and the first input of the trans coherence band calculation unit ionospheric communication channel at a second carrier frequency (12); a unit for calculating a coefficient characterizing the increase in diffraction effects in the wave front as it propagates at the first carrier frequency (9), the input of which is connected to the first output of the reference generator and frequency synthesizer (3), and the output - with the second input of the unit for calculating the transionospheric channel coherence band communication at the first carrier frequency (11); a coefficient calculation unit characterizing the increase in diffraction effects in the wave front as it propagates at the second carrier frequency (10), the input of which is connected to the second output of the reference generator and frequency synthesizer (3), and the output is with the second input of the transionospheric channel coherence band calculation unit communication at the second carrier frequency (12); a unit for calculating the coherence band of the transionospheric communication channel at the first carrier frequency (11), the third input of which is connected to the first output of the reference generator and frequency synthesizer (3), and the output to the input of the information output device (7); block for calculating the coherence band of the transionospheric communication channel at the second carrier frequency (12), the third input of which is connected to the second output of the reference generator and frequency synthesizer (3), and the output is connected to the input of the information output device (7).
Figure 00000001
RU2011114398/07U 2011-04-14 2011-04-14 DEVICE FOR TWO-FREQUENCY MEASUREMENT OF THE CO-RANGE OF THE TRANSIONOSPHERIC COMMUNICATION CHANNEL RU110501U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114398/07U RU110501U1 (en) 2011-04-14 2011-04-14 DEVICE FOR TWO-FREQUENCY MEASUREMENT OF THE CO-RANGE OF THE TRANSIONOSPHERIC COMMUNICATION CHANNEL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114398/07U RU110501U1 (en) 2011-04-14 2011-04-14 DEVICE FOR TWO-FREQUENCY MEASUREMENT OF THE CO-RANGE OF THE TRANSIONOSPHERIC COMMUNICATION CHANNEL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU110501U1 true RU110501U1 (en) 2011-11-20

Family

ID=45317104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011114398/07U RU110501U1 (en) 2011-04-14 2011-04-14 DEVICE FOR TWO-FREQUENCY MEASUREMENT OF THE CO-RANGE OF THE TRANSIONOSPHERIC COMMUNICATION CHANNEL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU110501U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU108150U1 (en) DEVICE FOR TWO-FREQUENCY MEASUREMENT OF THE INTENSITY OF IONOSPHERIC HETEROGENEITY
CN108107455A (en) A kind of satellite clock correction Real-time Forecasting Method based on phase hit
JP2013019893A (en) Error detection for satellite navigation system based on biased measurement
CN103117822B (en) Device for receiver channel group delay measurement
US8358241B2 (en) Position calculating method and position calculating device
CN103983957B (en) A kind of Doppler shift measuring method and device thereof
US20170131408A1 (en) Positioning device
JP5759676B2 (en) Propagation path estimation system and propagation path estimation method
CN102213766B (en) Method and device for avoiding multi-path errors in satellite navigation receiver
US9933526B2 (en) Techniques to improve the performance of a fixed, timing-based radio positioning network using external assistance information
RU2498344C2 (en) Correlation device for measuring height and ground velocity vector components
RU110841U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE INTENSITY OF IONOSPHERIC HETEROGENEITY
RU110501U1 (en) DEVICE FOR TWO-FREQUENCY MEASUREMENT OF THE CO-RANGE OF THE TRANSIONOSPHERIC COMMUNICATION CHANNEL
US10598757B2 (en) Systems and methods for improving the performance of a timing-based radio positioning network using estimated range biases
RU2403592C1 (en) Method of determining values of intensity of ionosphere irregularities from vertical probing data
RU177277U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE GENERAL Fading DEPTH COEFFICIENT IN THE TRANSIONOSPHERIC COMMUNICATION CHANNEL AT TWO-FREQUENCY OPERATION MODE OF SATELLITE RADIO NAVIGATION SYSTEMS
EP3255449B1 (en) Acquisition method and device of time of arrival for positioning mobile terminal
CN103793617A (en) Method for determining concentration of electrons of ionized layer
CN106443729A (en) Global navigation satellite system (GNSS) adaptive pseudo range-phase weight ratio determination method
US20150293204A1 (en) Method and device for determining the propagation time of a surface acoustic wave filter
RU187712U1 (en) A device for determining the error of tracking the time of arrival of a navigation radio signal during its propagation through artificial ionospheric formation
RU93525U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE DEGREE OF FREQUENCY-SELECTIVE JAMMING OF NAVIGATION RADIO SIGNALS OF SATELLITE RADIO NAVIGATION SYSTEMS
RU168736U1 (en) A device for determining the noise immunity of satellite navigation systems in the conditions of artificial ionospheric formation
RU147908U1 (en) RADIO DETECTOR
RU87264U1 (en) DEVICE FOR SINGLE-FREQUENCY MEASUREMENT OF THE TRANSAGONOSPHERIC COMMUNICATION CHANNEL

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20160415