RU155152U1 - DEVICE FOR NAVIGATION-TEMPORARY DEFINITIONS BY SIGNALS OF GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEMS - Google Patents

DEVICE FOR NAVIGATION-TEMPORARY DEFINITIONS BY SIGNALS OF GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEMS Download PDF

Info

Publication number
RU155152U1
RU155152U1 RU2015112696/07U RU2015112696U RU155152U1 RU 155152 U1 RU155152 U1 RU 155152U1 RU 2015112696/07 U RU2015112696/07 U RU 2015112696/07U RU 2015112696 U RU2015112696 U RU 2015112696U RU 155152 U1 RU155152 U1 RU 155152U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
receiving
unit
correlation processing
navigation
Prior art date
Application number
RU2015112696/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Стефанович Цеханович
Сергей Викторович Филатченков
Александр Владимирович Никитин
Фарид Ибрагимович Нагаев
Ирина Юрьевна Москаленко
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени"
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 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" filed Critical Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени"
Priority to RU2015112696/07U priority Critical patent/RU155152U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU155152U1 publication Critical patent/RU155152U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

1. Устройство для навигационно-временных определений по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем, содержащее блок приема и частотного преобразования сигналов, оснащенный приемной антенной, связанный с ним блок корреляционной обработки, связанный с блоком корреляционной обработки решающий блок, информационный выход которого образует информационный выход устройства, а также связанный со всеми указанными блоками блок синхронизации, отличающееся тем, что устройство содержит связанные между собой и с блоком синхронизации дополнительный блок приема и частотного преобразования сигналов, оснащенный своей приемной антенной, и дополнительный блок корреляционной обработки, связанный с решающим блоком, при этом приемные антенны обоих блоков приема и частотного преобразования сигналов выполнены защищенными от воздействия космического излучения и ориентированы в противоположные стороны, обеспечивая возможность приема сигналов глобальных навигационных спутниковых систем со всех направлений.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что приемные антенны выполнены с обтекателями из высокочастотной керамики.1. A device for navigational-temporal determination of the signals of global navigation satellite systems, comprising a reception unit and a frequency conversion of signals, equipped with a receiving antenna, a correlation processing unit associated with it, a decision unit associated with the correlation processing unit, the information output of which forms the information output of the device, as well as a synchronization unit associated with all of the indicated blocks, characterized in that the device comprises up to An additional unit for receiving and frequency converting signals, equipped with its own receiving antenna, and an additional correlation processing unit, associated with the decisive unit, while the receiving antennas of both units for receiving and frequency converting signals are protected from cosmic radiation and oriented in opposite directions, making it possible to receive signals of global navigation satellite systems from all directions. 2. The device according to claim 1, characterized in that the receiving antennas are made with fairings made of high-frequency ceramics.

Description

Полезная модель относится к области средств радионавигации и может быть использована в навигационном оборудовании, осуществляющем навигационно-временные определения по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в условиях нахождения объекта в околоземном пространстве.The utility model relates to the field of radio navigation aids and can be used in navigation equipment that provides temporal navigation based on signals from global navigation satellite systems (GNSS) in the presence of an object in near-Earth space.

Сигналы ГНСС (навигационные сигналы), излучаемые в эфир соответствующими передатчиками, размещенными на навигационных спутниках, представляют собой шумоподобные (псевдошумовые) радиосигналы, фазы несущих частот которых модулированы псевдослучайными бинарными периодическими последовательностями (кодовыми последовательностями), позволяющими на приемной стороне идентифицировать и разделять сигналы разных передатчиков, см., например, книгу [1] - B.C. Шебшаевич, П.П. Дмитриев, Н.В. Иванцевич и др. / Сетевые спутниковые радионавигационные системы // 2-е изд., под ред. проф. B.C. Шебшаевича // М., Радио и связь, 1993, С. 28.…31, 61…72. Навигационные сигналы несут в себе также служебную информацию и информацию о системном времени. На основании принятых навигационных сигналов на приемной стороне производятся навигационно-временные определения, включающие в себя измерения псевдодальностей до соответствующих передатчиков. Эти измерения производятся путем определения запаздываний, возникающих в процессе распространения навигационных сигналов от передатчиков до приемника. При этом используются методы корреляционной обработки, основанные на сравнении кодовых последовательностей, относящихся к принятым навигационным сигналам, с их локальными, сдвигаемыми по времени копиями, формируемыми в приемных устройствах.GNSS signals (navigation signals) emitted by the respective transmitters located on navigation satellites are noise-like (pseudo-noise) radio signals whose carrier frequency phases are modulated by pseudorandom binary periodic sequences (code sequences), which allow to identify and separate signals of different transmitters on the receiving side , see, for example, book [1] - BC Shebshaevich, P.P. Dmitriev, N.V. Ivantsevich et al. / Network satellite radio navigation systems // 2nd ed., Ed. prof. B.C. Shebshaevich // Moscow, Radio and communications, 1993, S. 28. ... 31, 61 ... 72. Navigation signals also carry service information and system time information. Based on the received navigation signals at the receiving side, navigational-temporal determinations are made, including pseudorange measurements to the respective transmitters. These measurements are made by determining the delays that occur during the propagation of navigation signals from transmitters to the receiver. In this case, methods of correlation processing are used, based on a comparison of the code sequences related to the received navigation signals with their local, time-shifted copies formed in the receiving devices.

Примеры устройств, осуществляющих навигационно-временные определения по сигналам ГНСС, представлены, в частности, в патентах: [2] - RU 2167431 (C2), G01S 5/14, 20.05.2001, [3] - RU 2178894 (C1), G01S 5/14, 27.01.2002.Examples of devices providing navigational-temporal determinations based on GNSS signals are presented, in particular, in patents: [2] - RU 2167431 (C2), G01S 5/14, 05/20/2001, [3] - RU 2178894 (C1), G01S 5/14, 01/27/2002.

Обобщенная структурная схема устройств, представленных в [2] и [3], содержит блок приема и частотного преобразования сигналов с приемной антенной, связанный с ним блок корреляционной обработки, решающий блок, связанный с блоком корреляционной обработки, а также связанный с указанными блоками блок синхронизации. Блок приема и частотного преобразования сигналов осуществляет усиление принимаемых антенной сигналов до нужного уровня, разделение их по частотным поддиапазонам, фильтрацию и частотное преобразование (перенос спектра сигналов на промежуточную частоту). В блоке корреляционной обработки осуществляется параллельная обработка сигналов навигационных спутников, определяются псевдодальности до них, а также интегральные псевдодоплеровские сдвиги частот каждого из обрабатываемых сигналов. Эти данные поступают в решающий блок, который осуществляет навигационные измерения, выдавая потребителю информацию о местоположении, векторе скорости движения, смещении шкалы времени и частоты используемого опорного генератора. Синхронная работа всех блоков обеспечивается тактовыми сигналами, формируемыми блоком синхронизации.The generalized block diagram of the devices presented in [2] and [3] contains a block for receiving and frequency converting signals with a receiving antenna, a correlation processing unit associated with it, a decision block associated with a correlation processing unit, and a synchronization unit associated with these blocks . The block of reception and frequency conversion of signals amplifies the signals received by the antenna to the desired level, separates them by frequency subbands, filters and converts frequency (transferring the spectrum of signals to an intermediate frequency). In the block of correlation processing, parallel processing of signals of navigation satellites is carried out, pseudorange to them is determined, as well as integrated pseudo-Doppler frequency shifts of each of the processed signals. These data go to a decisive unit, which performs navigation measurements, giving the consumer information about the location, velocity vector, offset of the time scale and frequency of the reference generator used. The synchronous operation of all blocks is provided by clock signals generated by the synchronization block.

Приемная антенна представляет собой антенну СВЧ-диапазона с круговой диаграммой направленности, обеспечивающую возможность приема сигналов из верхней полусферы. Конструктивно приемная антенна может быть выполнена, например, аналогично антеннам, представленным в патентах: [4] - US 5568162, H01Q 7/04, H01Q 1/52, 22.10.1996, [5] - US 6040805, H01Q 13/00, 21.03.2000, [6] - US 6522291 (B1), H04B 7/185, G01S 5/02,18.02.2003, [7] - RU 2190941 (C1), H05K 1/00, 10.10.2002. Применение антенны с такой диаграммой направленности позволяет, в частности, производить навигационно-временные определения на объектах, находящихся в околоземном пространстве ниже зоны расположения группировки навигационных спутников ГНСС.The receiving antenna is a microwave antenna with a circular radiation pattern, providing the ability to receive signals from the upper hemisphere. Structurally, the receiving antenna can be made, for example, similar to the antennas presented in the patents: [4] - US 5568162, H01Q 7/04, H01Q 1/52, 10/22/1996, [5] - US 6040805, H01Q 13/00, 21.03 .2000, [6] - US 6522291 (B1), H04B 7/185, G01S 5/02, 02.02.2003, [7] - RU 2190941 (C1), H05K 1/00, 10/10/2002. The use of an antenna with such a radiation pattern makes it possible, in particular, to make navigational-temporal determinations at objects located in near-Earth space below the zone of location of the GNSS navigation satellite constellation.

В качестве прототипа заявляемой полезной модели принято устройство для навигационно-временных определений по сигналам ГНСС ГЛОНАСС и GPS частотного диапазона L1, представленное в патенте [8] - RU 2146378 (C1), G01S 5/14, 10.03.2000.As a prototype of the claimed utility model, a device for navigational-temporal determinations by GNSS GLONASS and GPS signals of the frequency range L1, presented in the patent [8] - RU 2146378 (C1), G01S 5/14, 10.03.2000.

Устройство, принятое в качестве прототипа, содержит блок приема и частотного преобразования сигналов, оснащенный приемной антенной, связанный с ним блок корреляционной обработки, связанный с блоком корреляционной обработки решающий блок, информационный выход которого образует информационный выход устройства, а также связанный со всеми указанными блоками блок синхронизации.The device adopted as a prototype contains a block for receiving and frequency converting signals, equipped with a receiving antenna, a correlation processing unit associated with it, a decision block associated with the correlation processing unit, the information output of which forms the information output of the device, as well as a block associated with all of these blocks synchronization.

Приемная антенна представляет собой антенну со слабонаправленной круговой диаграммой направленности, обеспечивающей возможность приема сигналов ГНСС из верхней полусферы.The receiving antenna is an antenna with a slightly directional circular radiation pattern, which provides the possibility of receiving GNSS signals from the upper hemisphere.

Блок приема и частотного преобразования сигналов содержит средства, обеспечивающие усиление принимаемых антенной сигналов ГЛОНАСС и GPS до нужного уровня, разделение сигналов по частотным поддиапазонам, фильтрацию сигналов от помех, преобразование по частоте (перенос спектра вниз по частоте) и преобразование к виду, пригодному для последующей цифровой обработке в блоке корреляционной обработки.The signal reception and frequency conversion block contains means that provide amplification of the GLONASS and GPS signals received by the antenna to the desired level, separation of signals by frequency subbands, filtering of signals from noise, frequency conversion (transfer of the spectrum down in frequency) and conversion to a form suitable for subsequent digital processing in the correlation processing unit.

Блок корреляционной обработки содержит N идентичных по структуре каналов корреляционной обработки, в которых осуществляется параллельная обработка сигналов выбранных навигационных спутников с получением служебной информации и радионавигационных параметров - данных о запаздываниях, возникающих в процессе распространения навигационных сигналов от соответствующих навигационных спутников до приемной антенны и данных об интегральных псевдодоплеровских сдвигах частот каждого из обрабатываемых сигналов.The correlation processing unit contains N channels of correlation processing that are identical in structure, in which the signals of the selected navigation satellites are processed in parallel to obtain service information and radio navigation parameters — data on delays that occur during the propagation of navigation signals from the corresponding navigation satellites to the receiving antenna and integral data pseudo-Doppler frequency shifts of each of the processed signals.

Решающий блок содержит вычислитель (процессор) и средства интерфейса, связывающие процессор со всеми каналами блока корреляционной обработки. Процессор осуществляет управление каналами корреляционной обработки, настраивает их на выбранный навигационный спутник, получает поступающие от каналов данные о псевдодальностях по отдельным навигационным спутникам, совместно их обрабатывает и формирует выходные навигационные данные, несущие информацию о местоположении, векторе скорости движения, смещении шкалы времени устройства и частоты используемого опорного генератора.The decisive block contains a computer (processor) and interface tools that connect the processor with all the channels of the correlation processing block. The processor manages the channels of correlation processing, tunes them to the selected navigation satellite, receives pseudorange data from the channels for the individual navigation satellites, processes them together and generates output navigation data that carries information about the location, velocity vector, offset of the device’s time scale and frequency reference generator used.

Синхронная работа указанных блоков обеспечивается тактовыми сигналами, формируемыми блоком синхронизации.The synchronous operation of these blocks is provided by clock signals generated by the synchronization block.

Устройство-прототип, как и рассмотренные выше аналоги, обеспечивают возможность осуществления навигационно-временных определений на объектах, находящихся в околоземном пространстве только ниже зоны расположения группировки навигационных спутников ГНСС, что ограничивает область применения.The prototype device, as well as the analogs discussed above, provide the possibility of performing navigation-time determination on objects located in near-Earth space only below the location zone of the GNSS navigation satellite constellation, which limits the scope.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является создание устройства для навигационно-временных определений по сигналам ГНСС, способного функционировать в околоземном пространстве в расширенной, по сравнению с прототипом, зоне, а именно, ниже зоны расположения группировки навигационных спутников ГНСС, в зоне расположения группировки навигационных спутников ГНСС, а также выше нее. В частности, заявляемое устройство может располагаться на космических объектах, находящихся на высоких круговых и эллиптических орбитах.The technical result, which is achieved by the claimed utility model, is the creation of a device for navigational-temporal determinations by GNSS signals, capable of functioning in near-Earth space in an expanded, compared with the prototype, area, namely, below the location zone of the GNSS navigation satellite constellation, in the area where the GNSS navigation satellites are located, and also above it. In particular, the claimed device can be located on space objects located in high circular and elliptical orbits.

Сущность полезной модели заключается в следующем. Устройство для навигационно-временных определений по сигналам ГНСС содержит блок приема и частотного преобразования сигналов, оснащенный приемной антенной, связанный с ним блок корреляционной обработки, связанный с блоком корреляционной обработки решающий блок, информационный выход которого образует информационный выход устройства, а также связанный со всеми указанными блоками блок синхронизации. В отличие от прототипа, устройство содержит связанные между собой и с блоком синхронизации дополнительный блок приема и частотного преобразования сигналов, оснащенный своей приемной антенной, и дополнительный блок корреляционной обработки, связанный с решающим блоком, при этом приемные антенны обоих блоков приема и частотного преобразования сигналов выполнены защищенными от воздействия космического излучения и ориентированы в противоположные стороны, обеспечивая возможность приема сигналов ГНСС со всех направлений.The essence of the utility model is as follows. A device for navigational-temporal determination of GNSS signals contains a block for receiving and frequency converting signals, equipped with a receiving antenna, a correlation processing unit associated with it, a decision block associated with the correlation processing unit, the information output of which forms the information output of the device, as well as associated with all of these blocks block synchronization. Unlike the prototype, the device contains an additional unit for receiving and frequency converting signals, interconnected with each other and with the synchronization unit, equipped with its receiving antenna, and an additional correlation processing unit, associated with the decision unit, while the receiving antennas of both the receiving and frequency converting signal units are made protected from the effects of cosmic radiation and oriented in opposite directions, providing the possibility of receiving GNSS signals from all directions.

В вариантах выполнения, имеющих практическое значение, приемные антенны выполнены с обтекателями из высокочастотной керамики.In embodiments of practical importance, the receiving antennas are made with fairings made of high-frequency ceramics.

Сущность полезной модели и возможность ее осуществления поясняются структурной схемой заявляемого устройства для навигационно-временных определений по сигналам ГНСС.The essence of the utility model and the possibility of its implementation are illustrated by the structural diagram of the inventive device for navigational-temporal determinations by GNSS signals.

Заявляемое устройство для навигационно-временных определений по сигналам ГНСС содержит первый блок 1 приема и частотного преобразования сигналов с приемной антенной 2 и связанный с ним первый блок 3 корреляционной обработки, второй блок 4 приема и частотного преобразования сигналов с приемной антенной 5 и связанный с ним второй блок 6 корреляционной обработки, а также решающий блок 7 и блок 8 синхронизации. При этом решающий блок 7 связан шинами обмена данными с блоками 3 и 6 корреляционной обработки, а блок 8 синхронизации связан линиями передачи тактовых и синхронизирующих сигналов с соответствующими синхронизирующими и тактовыми входами блоков 1 и 4 приема и частотного преобразования сигналов, блоков 3 и 6 корреляционной обработки и решающего блока 7.The inventive device for navigational-temporal determination of GNSS signals comprises a first unit 1 for receiving and frequency converting signals with a receiving antenna 2 and a first correlation processing unit 3 associated with it, a second unit 4 for receiving and frequency converting signals with a receiving antenna 5 and a second second one a correlation processing unit 6, as well as a decision unit 7 and a synchronization unit 8. In this case, the decisive unit 7 is connected by the data exchange buses with the correlation processing units 3 and 6, and the synchronization unit 8 is connected by the transmission lines of clock and synchronization signals with the corresponding synchronization and clock inputs of the reception and frequency conversion units 1 and 4 of the signals, the correlation processing units 3 and 6 and decision block 7.

Приемные антенны 2 и 5 представляют собой слабонаправленные микрополосковые антенны СВЧ-диапазона с круговой диаграммой направленности. Антенны 2 и 5 ориентированы в противоположные стороны, обеспечивая в паре возможность приема сигналов ГНСС со всех направлений. Для защиты от воздействия космического излучения антенны 2 и 5 выполняются с обтекателями из высокочастотной керамики, например, марки ВК-94-1 аЯ.0.027.002 ТУ, что позволяет выдерживать температуры до 300°C и предотвращать как тепловой пробой, так и электрический пробой вследствие ударной ионизации электронами или ионами. При практической реализации в качестве приемных антенн 2 и 5 могут быть использованы разработанные в ОАО «Российский институт радионавигации и времени» («РИРВ») микрополосковые ГЛОНАСС/GPS антенны космического применения ТСЮИ.464659.114 ТУ с обтекателем из указанной высокочастотной керамики.Receiving antennas 2 and 5 are low-directional microstrip microwave antennas with a circular radiation pattern. Antennas 2 and 5 are oriented in opposite directions, providing a pair of the ability to receive GNSS signals from all directions. To protect against the effects of cosmic radiation, antennas 2 and 5 are made with fairings made of high-frequency ceramics, for example, VK-94-1 aY.0.027.002 TU, which can withstand temperatures up to 300 ° C and prevent both thermal breakdown and electrical breakdown due to impact ionization by electrons or ions. In practical implementation, the microstrip GLONASS / GPS antennas for space applications ТСЮИ.464659.114 ТУ with a cowl made of the indicated high-frequency ceramic developed at JSC “Russian Institute of Radio Navigation and Time” (“RIRV”) can be used as receiving antennas.

Решающий блок 7 содержит процессор с оперативной и постоянной памятью, специализированным программным обеспечением и средствами интерфейса, его информационный выход образует информационный выход устройства.The decisive unit 7 contains a processor with random access memory and dedicated memory, specialized software and interface tools, its information output forms the information output of the device.

Блоки 1 и 4 приема и частотного преобразования сигналов могут быть реализованы по типовой схеме приема, частотного разделения и гетеродинного преобразования сигналов ГНСС, например аналогично схеме, представленной в патенте [9] - RU 2145422 (C1), G01S 1/00, G01S 1/04, G01S 1/20, H04B 1/06, 10.02.2000 (фиг. 2). Конструктивно блоки 1 и 4 могут быть выполнены в виде специализированных больших интегральных схем (СБИС), например, аналогично СБИС, структурная схема которой представлена в патенте [10] - RU 2256936 (C1), G01S 5/14, H04B 1/26, 20.07.2005 (фиг. 1). При практической реализации блоки 1 и 4 приема и частотного преобразования сигналов могут быть выполнены на основе разработанных в ОАО «РИРВ» СБИС «Преобразователь аналоговый» ТСЮИ.421328.003 ТУ.Units 1 and 4 of reception and frequency conversion of signals can be implemented according to a typical scheme for receiving, frequency separation and heterodyne signal conversion of GNSS signals, for example, similar to the scheme presented in patent [9] - RU 2145422 (C1), G01S 1/00, G01S 1 / 04, G01S 1/20, H04B 1/06, 02/10/2000 (Fig. 2). Structurally, blocks 1 and 4 can be made in the form of specialized large integrated circuits (VLSI), for example, similarly to VLSI, the structural diagram of which is presented in patent [10] - RU 2256936 (C1), G01S 5/14, H04B 1/26, 20.07 .2005 (Fig. 1). In practical implementation, blocks 1 and 4 of the reception and frequency conversion of signals can be performed on the basis of the VLSI "Analog Converter" TSUII. 421328.003 TU developed at JSC "RIRV".

Блоки 3 и 6 корреляционной обработки могут быть реализованы по типовой схеме многоканального коррелятора, осуществляющего параллельную аппаратную обработку сигналов нескольких навигационных спутников, например аналогично схеме, представленной в прототипе [8, фиг. 1, 4, блоки 2, 3], а также в патенте [11] - RU 2310212 (C1), G01S 5/14, H04B 7/185, 10.11.2007 (фиг. 1). При этом количество каналов корреляционной обработки в каждом из блоков 3 и 6 определяется задаваемым потенциально возможным количеством одновременно обрабатываемых сигналов. При практической реализации блоки 3 и 6 корреляционной обработки могут быть выполнены на основе разработанных в ОАО «РИРВ» СБИС «Коррелятор-процессор» ТСЮИ. 431261.035 ТУ.Blocks 3 and 6 of correlation processing can be implemented according to a typical scheme of a multi-channel correlator that performs parallel hardware processing of signals from several navigation satellites, for example, similar to the scheme presented in the prototype [8, FIG. 1, 4, blocks 2, 3], and also in the patent [11] - RU 2310212 (C1), G01S 5/14, H04B 7/185, 10.11.2007 (Fig. 1). In this case, the number of correlation processing channels in each of blocks 3 and 6 is determined by the set potentially possible number of simultaneously processed signals. In practical implementation, blocks 3 and 6 of correlation processing can be performed on the basis of the VLSI Correlator-Processor VLSI developed at JSC RIRV. 431261.035 TU.

Блок 8 синхронизации может быть выполнен аналогично блоку, выполняющему в устройстве-прототипе функцию формирователя сигналов меток времени [8, фиг. 2, блок 5]. При этом в качестве внешнего опорного генератора может быть использован, например, бортовой рубидиевый стандарт частоты.Block 8 synchronization can be performed similarly to a block that performs the function of the driver of the signals of the timestamps in the prototype device [8, FIG. 2, block 5]. At the same time, for example, an onboard rubidium frequency standard can be used as an external reference generator.

Заявляемое устройство для навигационно-временных определений по сигналам ГНСС работает следующим образом.The inventive device for navigational-temporal determinations by GNSS signals works as follows.

Устройство располагается на объекте, находящемся в околоземном пространстве. На входы блоков 1 и 4 приема и частотного преобразования сигналов от соответствующих приемных антенн 2 и 5 поступают принятые из эфира сигналы ГНСС, например сигналы ГЛОНАСС и GPS. При этом приемная антенна 2 принимает сигналы из верхней полусферы, а приемная антенна 5 - из нижней. В случае нахождения объекта ниже зоны расположения группировки навигационных спутников ГНСС прием сигналов осуществляется приемной антенной 2 и их дальнейшая обработка осуществляется в блоках 1 и 3. В случае нахождения объекта в зоне расположения группировки навигационных спутников ГНСС прием сигналов осуществляется обеими антеннами 2 и 5 и их дальнейшая обработка осуществляется в блоках 1, 3 и 4, 6. В случае нахождения объекта выше зоны расположения группировки навигационных спутников ГНСС прием сигналов осуществляется приемной антенной 5 и их дальнейшая обработка осуществляется в блоках 4 и 6.The device is located on an object located in near-Earth space. GNSS signals, such as GLONASS and GPS signals, received from the air, are received at the inputs of reception and frequency conversion blocks 1 and 4 of signals from the corresponding receiving antennas 2 and 5. In this case, the receiving antenna 2 receives signals from the upper hemisphere, and the receiving antenna 5 from the lower. If the object is located below the GNSS navigation satellite constellation location zone, signals are received by the receiving antenna 2 and further processed in blocks 1 and 3. If the object is located in the GNSS navigation satellite constellation zone, the signals are received by both antennas 2 and 5 and their further processing is carried out in blocks 1, 3 and 4, 6. If the object is located above the area of the GNSS navigation satellite constellation location, signals are received by the receiving antenna 5 and their further processing is carried out in blocks 4 and 6.

При этом в блоках 1 и 4 приема и частотного преобразования сигналов происходит усиление поступающих с антенн 2 и 5 сигналов ГНСС до нужного уровня, разделение сигналов по частотным поддиапазонам, фильтрация сигналов от помех, преобразование по частоте (перенос спектра вниз по частоте) и преобразование к виду, пригодному для последующей цифровой обработке в блоках 3 и 6 корреляционной обработки.At the same time, in blocks 1 and 4 of the reception and frequency conversion of the signals, the GNSS signals coming from antennas 2 and 5 are amplified to the desired level, the signals are separated by frequency subbands, the signals are filtered out from interference, frequency conversion (transfer of the spectrum down in frequency) and conversion to type suitable for subsequent digital processing in blocks 3 and 6 of the correlation processing.

В блоках 3 и 6 корреляционной обработки осуществляется параллельная обработка сигналов выбранных навигационных спутников с получением служебной информации и радионавигационных параметров - данных о запаздываниях, возникающих в процессе распространения навигационных сигналов от навигационных спутников до соответствующих приемных антенн 2, 5 и данных об интегральных псевдодоплеровских сдвигах частот каждого из обрабатываемых сигналов.In blocks 3 and 6 of the correlation processing, the signals of the selected navigation satellites are processed in parallel to obtain service information and radio navigation parameters — data on delays that occur during the propagation of navigation signals from navigation satellites to the corresponding receiving antennas 2, 5 and data on the integral pseudo-Doppler frequency shifts of each from the processed signals.

Эти данные поступают в решающий блок 7, который осуществляет управление работой блоков 3 и 6, настраивает их на выбранные навигационные спутники, получает поступающие от блоков 3 и 6 данные о псевдодальностях по отдельным навигационным спутникам, совместно их обрабатывает и формирует общее навигационно-временное решение по всем навигационным спутникам, находящимся в зоне радиовидимости приемных антенн 2 и 5 (т.е. данные о местоположении, векторе скорости движения, смещении бортовой шкалы времени и частоты используемого опорного генератора и др.).These data go to the decisive block 7, which controls the operation of blocks 3 and 6, tunes them to the selected navigation satellites, receives pseudo-range data from individual blocks 3 and 6 for the individual navigation satellites, processes them together and generates a common navigation-time solution for all navigation satellites located in the radio-visibility zone of receiving antennas 2 and 5 (i.e. data on location, velocity vector, offset of the on-board time scale and frequency of the reference generator used and etc.).

Синхронная работа всех блоков устройства обеспечивается тактовыми сигналами, формируемыми блоком 8 синхронизации.The synchronous operation of all blocks of the device is provided by clock signals generated by the synchronization unit 8.

Общее навигационно-временное решение в виде выходного информационного сигнала решающего блока 7 поступает на информационный выход устройства для дальнейшего использования.The general navigational-temporary solution in the form of an output information signal of the deciding unit 7 is supplied to the information output of the device for further use.

Таким образом, рассмотренное показывает, что заявляемая полезная модель осуществима и обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании устройства для навигационно-временных определений по сигналам ГНСС, способного функционировать в околоземном пространстве в расширенной, по сравнению с прототипом, зоне, а именно, ниже зоны расположения группировки навигационных спутников ГНСС, в зоне расположения группировки навигационных спутников ГНСС, а также выше нее. Это позволяет использовать заявляемое устройство на космических объектах, находящихся, в частности, на высоких круговых и эллиптических орбитах.Thus, the above shows that the claimed utility model is feasible and ensures the achievement of a technical result, which consists in creating a device for navigational-temporal determinations by GNSS signals, capable of functioning in near-Earth space in an expanded, compared with the prototype, zone, namely, below the zone the location of the constellation of GNSS navigation satellites, in the area where the constellation of GNSS navigation satellites is located, and also above it. This allows you to use the inventive device on space objects located, in particular, in high circular and elliptical orbits.

Источники информацииInformation sources

1. B.C. Шебшаевич, П.П. Дмитриев, Н.В. Иванцевич и др. / Сетевые спутниковые радионавигационные системы // 2-е изд., под ред. проф. B.C. Шебшаевича // М., Радио и связь, 1993.1. B.C. Shebshaevich, P.P. Dmitriev, N.V. Ivantsevich et al. / Network satellite radio navigation systems // 2nd ed., Ed. prof. B.C. Shebshaevich // M., Radio and communication, 1993.

2. RU 2167431 (C2), G01S 5/14, опубл. 20.05.2001.2. RU 2167431 (C2), G01S 5/14, publ. 05/20/2001.

3. RU 2178894 (C1), G01S 5/14, опубл.27.01.2002.3. RU 2178894 (C1), G01S 5/14, publ. 27.01.2002.

4. US 5568162, H01Q 7/04, H01Q 1/52, опубл.22.10.1996.4. US 5568162, H01Q 7/04, H01Q 1/52, publ. 22.10.1996.

5. US 6040805, H01Q 13/00, опубл. 21.03.2000.5. US 6040805, H01Q 13/00, publ. 03/21/2000.

6. US 6522291 (B1), H04B 7/185, G01S 5/02, опубл. 18.02.2003.6. US 6522291 (B1), H04B 7/185, G01S 5/02, publ. 02/18/2003.

7. RU 2190941 (C1), Н05К 1/00, опубл. 10.10.2002.7. RU 2190941 (C1), H05K 1/00, publ. 10/10/2002.

8. RU 2146378 (C1), G01S 5/14, опубл. 10.03.2000.8. RU 2146378 (C1), G01S 5/14, publ. 03/10/2000.

9. RU 2145422 (C1), G01S 1/00, G01S 1/04, G01S 1/20, H04B 1/06, опубл. 10.02.2000.9. RU 2145422 (C1), G01S 1/00, G01S 1/04, G01S 1/20, H04B 1/06, publ. 02/10/2000.

10. RU 2256936 (C1), G01S 5/14, H04B 1/26, опубл. 20.07.2005.10. RU 2256936 (C1), G01S 5/14, H04B 1/26, publ. 07/20/2005.

11. RU 2310212 (C1), G01S 5/14, H04B 7/185, опубл. 10.11.2007.11. RU 2310212 (C1), G01S 5/14, H04B 7/185, publ. 11/10/2007.

Claims (2)

1. Устройство для навигационно-временных определений по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем, содержащее блок приема и частотного преобразования сигналов, оснащенный приемной антенной, связанный с ним блок корреляционной обработки, связанный с блоком корреляционной обработки решающий блок, информационный выход которого образует информационный выход устройства, а также связанный со всеми указанными блоками блок синхронизации, отличающееся тем, что устройство содержит связанные между собой и с блоком синхронизации дополнительный блок приема и частотного преобразования сигналов, оснащенный своей приемной антенной, и дополнительный блок корреляционной обработки, связанный с решающим блоком, при этом приемные антенны обоих блоков приема и частотного преобразования сигналов выполнены защищенными от воздействия космического излучения и ориентированы в противоположные стороны, обеспечивая возможность приема сигналов глобальных навигационных спутниковых систем со всех направлений.1. A device for navigational-temporal determination of the signals of global navigation satellite systems, comprising a reception unit and a frequency conversion of signals, equipped with a receiving antenna, a correlation processing unit associated with it, a decision unit associated with the correlation processing unit, the information output of which forms the information output of the device, as well as a synchronization unit associated with all of the indicated blocks, characterized in that the device comprises up to An additional unit for receiving and converting signals, equipped with its own receiving antenna, and an additional correlation processing unit, associated with the deciding unit, while the receiving antennas of both units for receiving and converting signals are protected from cosmic radiation and oriented in opposite directions, making it possible to receive signals of global navigation satellite systems from all directions. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что приемные антенны выполнены с обтекателями из высокочастотной керамики.
Figure 00000001
2. The device according to claim 1, characterized in that the receiving antennas are made with fairings made of high-frequency ceramics.
Figure 00000001
RU2015112696/07U 2015-04-07 2015-04-07 DEVICE FOR NAVIGATION-TEMPORARY DEFINITIONS BY SIGNALS OF GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEMS RU155152U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112696/07U RU155152U1 (en) 2015-04-07 2015-04-07 DEVICE FOR NAVIGATION-TEMPORARY DEFINITIONS BY SIGNALS OF GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEMS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112696/07U RU155152U1 (en) 2015-04-07 2015-04-07 DEVICE FOR NAVIGATION-TEMPORARY DEFINITIONS BY SIGNALS OF GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEMS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU155152U1 true RU155152U1 (en) 2015-09-20

Family

ID=54148214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015112696/07U RU155152U1 (en) 2015-04-07 2015-04-07 DEVICE FOR NAVIGATION-TEMPORARY DEFINITIONS BY SIGNALS OF GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEMS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU155152U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616970C1 (en) * 2016-01-27 2017-04-19 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method of glonass system signal processing with frequency division

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616970C1 (en) * 2016-01-27 2017-04-19 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method of glonass system signal processing with frequency division

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9857476B2 (en) GNSS long-code acquisition, ambiguity resolution, and signal validation
US9658341B2 (en) GNSS long-code acquisition, ambiguity resolution, and signal validation
JP6499376B2 (en) Frequency tracking using sparse pilot
CN101932949B (en) Navigation receiver
US6784831B1 (en) Method and apparatus for GPS signal receiving that employs a frequency-division-multiplexed phased array communication mechanism
JP4861428B2 (en) Processing signal sample sequences
EP3067715A1 (en) Space location geopositioning system (spacelings)
JP5642669B2 (en) Multiple correlation processing in code space search
WO2013112353A1 (en) System and method for positioning using hybrid spectral compression and cross correlation signal processing
KR101170334B1 (en) Multiphase code generator and gnss receiver
KR101331430B1 (en) Hybrid satellite positioning receiver
US11828858B2 (en) Multi-staged pipelined GNSS receiver
KR20130011129A (en) Apparatus and method for acquisition and tracking of gps signals
US20080246659A1 (en) Memory reduction in GNSS receiver
KR20110060734A (en) Apparatus and method for adaptive acquiring satellite navigation signal
RU2533202C2 (en) Method and system for positioning of mobile terminal inside buildings based on glonass-type signal
RU155152U1 (en) DEVICE FOR NAVIGATION-TEMPORARY DEFINITIONS BY SIGNALS OF GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEMS
RU155151U1 (en) DEVICE FOR RECEIVING AND PROCESSING SIGNALS OF GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEMS
US20170115400A1 (en) Memory Optimized GNSS Correlator
WO2013173800A1 (en) Gnss long-code acquisition, ambiguity resolution and signal validation
RU2529483C1 (en) Method for stealth radar location of mobile objects
Arribas et al. Advances in the theory and implementation of GNSS antenna array receivers
Wang et al. Determination and analysis of front-end and correlator-spacing-induced biases for code and carrier phase observations
CN109425871B (en) Satellite navigation system and method based on low-earth-orbit satellite constellation and C-band joint navigation signal
RU2644404C2 (en) Method of determination coordinates of unknown source of signals on earth surface in satellite communication system