RU187712U1 - Устройство для определения ошибки слежения за временем прихода навигационного радиосигнала при его распространении через искусственное ионосферное образование - Google Patents
Устройство для определения ошибки слежения за временем прихода навигационного радиосигнала при его распространении через искусственное ионосферное образование Download PDFInfo
- Publication number
- RU187712U1 RU187712U1 RU2018118960U RU2018118960U RU187712U1 RU 187712 U1 RU187712 U1 RU 187712U1 RU 2018118960 U RU2018118960 U RU 2018118960U RU 2018118960 U RU2018118960 U RU 2018118960U RU 187712 U1 RU187712 U1 RU 187712U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- output
- ionosphere
- input
- calculating
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 claims abstract description 77
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 32
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 10
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Предлагаемая полезная модель относится к радионавигации и радиосвязи и может быть использована для адаптации частотно-временных параметров спутниковых радиосистем к изменению условий трансионосферного распространения радиоволн с целью повышения точности местоопределения в спутниковых радионавигационных системах в условиях искусственного ионосферного образования.
Целью полезной модели является разработка устройства, позволяющего определять ошибку слежения за временем прихода радиосигнала в системах спутниковой навигации при его распространении через искусственное ионосферное образование с мелкомасштабными неоднородностями электронной концентрации на основе определения среднеквадратичного отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания 
и измерения значения полосы когерентности трансионосферного канала связи 
.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение точности определения псевдодальности в системах спутниковой навигации на базе получения достаточно полной информации о состоянии ионосферы на заданной радиотрассе и ошибке определения времени прихода сигнала, что позволит производить корректировку решения навигационной задачи.
Сущность полезной модели: разработано устройство, в котором на основе измерения с помощью системы спутниковой навигации среднеквадратичного отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы 
и полосы когерентности трансионосферного канала связи 
определяется ошибка слежения за временем прихода радионавигационного сигнала при его распространении через искусственное ионосферное образование.
Description
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к навигационной аппаратуре потребителей спутниковых радионавигационных систем, а также может быть использована в системах мониторинга состояния ионосферы.
Уровень техники
Известно [1, 2, 3], что ошибка местоопределения в спутниковых радионавигационных системах (СРНС) определяется погрешностью измерения псевдодальности до каждого из навигационных космических аппаратов (КА). Наиболее существенный вклад в эту погрешность вносит ионосферная задержка на трассе распространения навигационного радиосигнала (НРС).
Наибольшие погрешности измерения псевдодальности возникают при радионагреве ионосферы мощным коротковолновым излучением и создании на трассе распространения искусственного ионосферного образования (ИИО) [3, 4, 5]. Характерной особенностью ИИО является появление интенсивных неоднородностей электронной концентрации (ЭК) различного масштаба: от сотен километров до единиц метров. Возникновение мелкомасштабных неоднородностей ЭК (с характерными размерами от сотен метров до единиц километров) обуславливает проявление дифракционных (рассеивающих) свойств ионосферы и возникновение замираний (флуктуаций амплитуды и фазы) сигналов на входе приемника СРНС.
Известно [2, 3, 6], что в области ИИО может существенно возрастать интенсивность мелкомасштабных неоднородностей ионосферы (с нормальных значений βи=10-2 до βи=1). При этом максимальное значение средней (фоновой) электронной концентрации в области ИИО может повышаться от обычных значений 
эл/м3 до 2⋅1014 эл/м3. Поэтому в качестве параметра ионосферы, характеризующего степень ИИО, целесообразно использовать максимальное среднеквадратическое отклонение (СКО) флуктуаций электронной концентрации (ΔNm) в мелкомасштабных неоднородностях ионосферы, определяемое как произведение указанных параметров 
.
По мере возрастания параметра 
в области ИИО происходит увеличение СКО флуктуаций фазы принимаемого навигационного радиосигнала σϕS и сужение полосы когерентности (ΔFk) трансионосферного канала связи [2, 3, 6]. Последнее обстоятельство приводит к тому, что при передаче с навигационного КА широкополосных сигналов с полосой спектра ΔF0 замирания могут носить частотно-селективный характер, если выполняется условие ΔF0>ΔFk.
Погрешность местоопределения потребителя в СРНС прямо пропорциональна погрешности (СКО) измерения псевдодальности (σD=с⋅στ) до каждого из навигационных космических аппаратов, которая, в свою очередь, зависит от СКО ошибки слежения за временем прихода НРС (στ) [1]. Эта ошибка зависит от СКО флуктуаций фазы принимаемых радиосигналов (σϕS) и степени их частотно-селективных замираний (характеризуемой отношением ΔF0/ΔFk) и определяется как [7]
где ƒ0 - несущая частота; h2 - отношение энергии принимаемого сигнала к спектральной плотности мощности шума.
Величина дисперсии флуктуаций фазы принимаемого навигационного радиосигнала описывается выражением вида [8]
где 80,8 - коэффициент с размерностью, м3/с2; ƒ0 - несущая частота, Гц; σΔN - максимальное СКО флуктуаций электронной концентрации в мелкомасштабных неоднородностях ионосферы, эл/м3; hЭ - эквивалентная толщина ионосферы, м; 
- зенитный угол навигационного КА; L0 - максимальный размер мелкомасштабных ионосферных неоднородностей, м; р - их фазовый спектральный индекс.
Для практических вычислений σϕS при ИИО использовать выражение (2) затруднительно из-за сложности и низкой точности определения максимального размера мелкомасштабных ионосферных неоднородностей (L0), величины фазового спектрального индекса (р) и эквивалентной толщины ионосферы (hЭ). В то же время имеется возможность измерить значение СКО мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания 
ионосферы в наклонной радиолинии 
распространения сигнала [9]. Эта величина описывается выражением [10]
где Г(х) - гамма-функция.
С учетом (3) и (2) выражение для расчета определения ошибки слежения за временем прихода сигнала (1) в условиях ИИО принимает вид
Таким образом, для определения ошибки слежения за временем прихода навигационного радиосигнала в условиях прохождения трассы распространения через ИИО достаточно определить согласно (4) величину СКО мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы и значение полосы когерентности трансионосферного канала связи ΔFk.
Целью полезной модели является разработка устройства, позволяющего определять ошибку слежения за временем прихода навигационного радиосигнала в системах спутниковой навигации при его распространении через ИИО с мелкомасштабными неоднородностями электронной концентрации.
Аналогом предлагаемого устройства является устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы [10], структурная схема которого приведена на фиг. 1. Данное устройство содержит: антенный блок 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, блок вычисления среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы 7, блок вычисления среднего значения полного электронного содержания ионосферы 8, блок вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы 9, устройство вывода информации 10.
Известно устройство обнаружения искусственных ионосферных образований с мелкомасштабными неоднородностями, взятое за прототип [11], представленное на фиг. 2. В состав устройства входят: антенный блок 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, блок вычисления среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы 7, блок вычисления среднего значения полного электронного содержания ионосферы 8, блок вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы 9, устройство вывода информации 10, блок порогового устройства 11, блок обработки данных 12.
Известное устройство обнаружения искусственных ионосферных образований с мелкомасштабными неоднородностями [11] (фиг. 2) работает следующим образом. Антенный блок 1 принимает радиоволны, излучаемые навигационными спутниками. Формируемый на выходе антенного блока 1 радиосигнал uвх(t) поступает на первый вход двухчастотного приемника 2, предназначенного для усиления и селекции принятых сигналов. С выхода двухчастотного приемника 2 на первый 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 ƒ1 и ƒ2 на второй вход двухчастотного приемника 2, второй вход аналого-цифрового процессора первичной обработки 4 и второй вход блока вычисления полного электронного содержания ионосферы 6. С выхода аналого-цифрового процессора первичной обработки 4 оценки фазового времени распространения сигнала на частотах ƒ1 и ƒ2 поступают на вход блока вычисления фазового пути сигнала 5 для вычисления псевдодальностей Р1 и Р2 до каждого (j=1…n) навигационного КА. С выхода блока вычисления фазового пути сигнала 5 значения псевдодальностей до навигационного КА Р1 и Р2 поступают на первый вход блока вычисления полного электронного содержания ионосферы 6. Далее с выхода блока вычисления полного электронного содержания ионосферы 6 значения полного электронного содержания ионосферы NT поступают на вход блока вычисления среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы 7 и на вход блока вычисления среднего значения полного электронного содержания ионосферы 8. С выхода блока вычисления среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы 7 значение среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы 
поступает на первый вход блока вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы 9, а с выхода блока вычисления среднего значения полного электронного содержания ионосферы 8 среднее значение полного электронного содержания ионосферы 
поступает на второй вход блока вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы 9. В блоке вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы 9 определяется значение интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы βи согласно выражению 
. Рассчитанное значение интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы βи поступает на вход блока порогового устройства 11, в котором производится его сравнение с величиной интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы, характерной для нормальной ионосферы: βи пор=0,01. В случае непревышения порогового значения βи≤βи пор=0,01 вычисленное значение интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы βи поступает на первый вход устройства вывода информации 10.
Если значение величины интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы превышает пороговый уровень βи>βи пор=0,01, то измеренные значения интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы βи поступают на вход блока обработки данных 12. В блоке обработки данных 12 производится формирование сообщения об обнаружении искусственного ионосферного образования с мелкомасштабными неоднородностями электронной концентрации. Данная информация поступает на второй вход устройства вывода информации 10.
Основным недостатком этого устройства (как и устройства [10]) является невозможность оценить величину полосы когерентности (ΔFk) трансионосферного канала связи при возникновении ионосферных неоднородностей.
Известно устройство определения степени частотно-селективных замираний (ΔF0/ΔFk) навигационных радиосигналов спутниковых радионавигационных систем [12]. Данное устройство представлено на фиг. 3. В состав этого устройства входит антенный блок 1; двухчастотный приемник 2; опорный генератор и синтезатор частот 3; аналого-цифровой процессор первичной обработки 4; навигационный процессор 13; блок определения полосы когерентности 14; полосовые частотные фильтры 15-24; умножители 25-29; интеграторы 30-34; решающие устройства 35-39; блок принятия решения 40; блок индикации и контроля 41. Принцип работы данного устройства заключается в следующем: антенный блок 1 принимает электромагнитные колебания, излучаемые навигационными КА. С выхода антенного блока 1 напряжение uвх(t) поступает на вход двухчастотного приемника 2. Опорный генератор и синтезатор частот 3 формирует набор гармонических колебаний, необходимых для работы двухчастотного приемника 2, аналого-цифрового процессора первичной обработки 4 и навигационного процессора 13. Аналого-цифровой процессор первичной обработки 4 производит поиск и слежение за параметрами сигнала (фазовым tф и кодовым tк временем распространения сигнала), а также выделяет навигационное сообщение. Выделенное навигационное сообщение, кодовые и фазовые измерения псевдодальности аналого-цифровой процессор первичной обработки 4 передает на вход навигационного процессора 13. Параллельно, с выхода двухчастотного приемника 2 сигнал поступает на вход блока определения полосы когерентности 14. В блоке определения полосы когерентности 14 радиосигнал полосовыми частотными фильтрами 15-24 делится на частотные составляющие. Симметричные относительно средней частоты спектра частотные составляющие поступают на вход умножителей 25-29. С выхода умножителей 25-29 произведение частотных составляющих поступает на вход интеграторов 30-34, где рассчитывается скалярное произведение двух симметричных частотных составляющих ƒk и ƒ-k (k=1…n), поступающее на вход решающих устройств 35-39. В решающих устройствах 35-39 определяется коэффициент корреляции выделенных симметричных частотных составляющих навигационного радиосигнала за период времени Т и вырабатывается соответствующий этому коэффициенту сигнал, поступающий на вход блока принятия решения 40. В блоке принятия решения 40 строится корреляционная функция и вырабатывается сигнал, позволяющий определить значение полосы когерентности (ΔFk) трансионосферного канала, который поступает в навигационный процессор 13, где определяется степень частотно-селективных замираний (ΔF0/ΔFk) принимаемого навигационного радиосигнала. На вход навигационного процессора 13 поступают данные со всех блоков определения полосы когерентности 14, число которых равно числу каналов в навигационной аппаратуре потребителей. Для удобства на фиг. 3 изображен лишь один блок определения полосы когерентности 14 с количеством полосовых частотных фильтров 15-24, равным nF=10. В навигационном процессоре 13 производится расчет степени частотно-селективных замираний (ΔF0/ΔFk) радиосигнала, определение погрешности измерения псевдодальности до каждого (j=1…n) из числа видимых навигационных КА, решается задача выбора рабочего созвездия навигационных КА, декодирование навигационных сообщений, в том числе альманаха и эфемеридной информации, решение навигационной задачи с выдачей координат и параметров движения объекта на блок индикации и контроля 41.
Основным недостатком данного устройства является невозможность определения ошибки измерения времени прихода навигационного сигнала в случае его прохождения через ИИО и возникновения частотно-селективных замираний.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение точности местоопределения в спутниковых радионавигационных системах на базе получения достаточно полной информации о состоянии трансионосферных каналов и более точного определения времени запаздывания сигналов до навигационных КА.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство, объединяющее в себе элементы и функции устройств, представленных на фигурах 2 и 3. В устройство обнаружения искусственного ионосферного образования с мелкомасштабными неоднородностями добавлен блок определения полосы когерентности 14 и навигационный процессор 13. В состав предлагаемого устройства, функциональная схема которого изображена на фиг. 4, входят: антенный блок 1, выход которой соединен с первым входом двухчастотного приемника 2; двухчастотный приемник 2, первый выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки 4, второй выход которого соединен с блоком определения полосы когерентности 14; опорный генератор и синтезатор частот 3, первый выход которого соединен со вторым входом двухчастотного приемника 2, второй выход - со вторым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки 4 и вторым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы 6, третий выход опорного генератора и синтезатора частот 3 соединен со вторым входом навигационного процессора 13; аналого-цифровой процессор первичной обработки 4, выход которого соединен с блоком вычисления фазового пути сигнала 5; блок вычисления фазового пути сигнала 5, выход которого соединен с первым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы 6; блок вычисления полного электронного содержания ионосферы 6, выход которого соединен с блоком вычисления среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы 7 и блоком вычисления среднего значения полного электронного содержания ионосферы 8; блок вычисления среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы 7, первый выход которого соединен с первым входом блока вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы 9, а второй выход соединен со вторым входом блока обработки данных 12; блок вычисления среднего значения полного электронного содержания ионосферы 8, выход которого соединен со вторым входом блока вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы 9; блок вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы 9, выход которого соединен со входом блока порогового устройства 11; блок порогового устройства 11, выход которого соединен с первым входом блока обработки данных 12; блок обработки данных 12, выход которого соединен с первым входом навигационного процессора 13; навигационный процессор 13, выход которого соединен с устройством вывода информации, в качестве которого выступает блок индикации и контроля 41; блок определения полосы когерентности 14 в составе: полосовых частотных фильтров 15-24, на входы которых поступает сигнал со второго выхода двухчастотного приемника 2, а выходы соединены со входами умножителей 25-29; умножителей 25-29, выходы которых соединены со входами интеграторов 30-34; интеграторов 30-34, выходы которых соединены со входами решающих устройств 35-39; решающих устройств 35-39, выходы которых соединены со входами блока принятия решения 40; блока принятия решения 40, выход которого соединен с третьим входом блока обработки данных 12; блок индикации и контроля 41.
Работа устройства
Предлагаемое устройство (фиг. 4) работает следующим образом.
Антенный блок 1 принимает радиоволны, излучаемые навигационными спутниками. Формируемый на выходе антенного блока 1 радиосигнал uвх(t) поступает на первый вход двухчастотного приемника 2, предназначенного для усиления и селекции принятых сигналов. С выхода двухчастотного приемника 2 на первый 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 ƒ1 и ƒ2 на второй вход двухчастотного приемника 2, второй вход аналого-цифрового процессора первичной обработки 4, второй вход блока вычисления полного электронного содержания ионосферы 6 и второй вход навигационного процессора 13. С выхода аналого-цифрового процессора первичной обработки 4 оценки фазового времени распространения сигнала на частотах ƒ1 и ƒ2 поступают на вход блока вычисления фазового пути сигнала 5 для вычисления псевдодальностей до навигационного спутника Р1 и Р2 до каждого (j=1…n) навигационного КА. С выхода блока вычисления фазового пути сигнала 5 значения псевдодальностей до навигационного КА Р1 и Р2 поступают на первый вход блока вычисления полного электронного содержания ионосферы 6. Далее с выхода блока вычисления полного электронного содержания ионосферы 6 значения полного электронного содержания ионосферы NT поступают на вход блока вычисления среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы 7 и на вход блока вычисления среднего значения полного электронного содержания ионосферы 8. С выхода блока вычисления среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы 7 значение среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы поступает на первый вход блока вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы 9 и на второй вход блока обработки данных 12. С выхода блока вычисления среднего значения полного электронного содержания ионосферы 8 среднее значение полного электронного содержания ионосферы поступает на второй вход блока вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы 9. В блоке вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы 9 определяется значение интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы βи. Рассчитанное значение интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы βи поступает на вход блока порогового устройства 11, в котором производится его сравнение с величиной интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы, характерной для нормальной ионосферы: βи пор=0,01. Вычисленное значение интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы βи поступает на первый вход блока обработки данных 12.
В блоке обработки данных 12 производится формирование сообщения об обнаружении искусственного ионосферного образования с мелкомасштабными неоднородностями электронной концентрации (в случае, когда значение интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы превышает пороговый уровень βи>βи пор=0,01).
Параллельно, со второго выхода двухчастотного приемника 2, навигационный сигнал поступает на вход блока определения полосы когерентности 14. В блоке определения полосы когерентности 14 радиосигнал полосовыми частотными фильтрами 15-24 делится на частотные составляющие. Симметричные относительно средней частоты спектра частотные составляющие поступают на вход умножителей 25-29. С выхода умножителей 25-29 произведение частотных составляющих поступает на вход интеграторов 30-34, где рассчитывается скалярное произведение двух симметричных частотных составляющих ƒk и ƒ-k (k=1…n), поступающее на вход решающих устройств 35-39. В решающих устройствах 35-39 определяется коэффициент корреляции выделенных симметричных частотных составляющих навигационного радиосигнала за период времени Т и вырабатывается соответствующий этому коэффициенту сигнал, поступающий на вход блока принятия решения 40. В блоке принятия решения 40 строится корреляционная функция и вырабатывается сигнал, позволяющий определить значение полосы когерентности канала связи ΔFk, который поступает на третий вход блока обработки данных 12.
Таким образом, на второй и третий входы блока обработки данных 12 поступает измеренное значение среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы и значение полосы когерентности канала связи ΔFk. Если в блоке обработки данных сформировано сообщение об обнаружении искусственного ионосферного образования, то здесь же производится расчет ошибки слежения за временем прихода сигнала στ, согласно выражения (4). Полученное значение στ поступает на первый вход навигационного процессора 13. В навигационном процессоре 13 происходит решение навигационной задачи с выдачей координат и параметров движения объекта на блок индикации и контроля 41.
Таким образом, в разработанном устройстве (фиг. 4) на основе измерения среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы и значения полосы когерентности канала связи ΔFk производится оценка ошибки слежения за временем прихода сигнала στ согласно выражению (4) в условиях искусственного ионосферного образования (когда βи>βи пор) и возникающих при этом частотно-селективных замираний навигационного радиосигнала (когда выполняется условие ΔF0/ΔFk>1).
Предлагаемая полезная модель позволяет на основе результатов измерения интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы производить оценку погрешности измерений псевдодальности в условиях распространения навигационного радиосигнала через ИИО, что позволяет более точно решить задачу местоопределения потребителя в условиях создания ИИО.
Список использованных источников
1. Шебшаевич B.C., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. и др. Сетевые спутниковые радионавигационные системы / Под ред. B.C. Шебшаевича. - М.: Радио и связь, 1993. - 408 с.
2. Богуш Р.Л., Гильяно Ф.У., Непп Д.Л. Влияние частотно-селективных эффектов распространения радиоволн на автоматическое слежение за сигналом в приемниках широкополосных систем связи // ТИИЭР - 1981. Т. 69. №7, С. 21-32.
3. Пашинцев В.П., Катков К.А., Гахов Р.П., Малофей О.П., Шевченко В.А. Спутниковая навигация при ионосферных возмущениях. Ставрополь: СевКавГТУ, 2012, - 259 с.
4. Лобанов Б.С. Исследование возможности создания в ионосфере объемных образований, эффективно взаимодействующих с электромагнитным излучением в сверхшироком диапазоне частот / Б.С. Лобанов // Теория и техника радиосвязи, 2009, №3, С. 16-24.
5. Hofmann-Wellenhof, В., Lichtenegger, Н., Collins, J., 1994. Global Positioning System. Theory and Practice. Springer-Verlag Wien New York, p.p. 356.
6. Маслов O.H., Пашинцев В.П. Модели трансионосферных радиоканалов и помехоустойчивость систем космической связи. Приложение к журналу «Инфокоммуникационные технологии». Выпуск 4. Самара: ПГАТИ, 2006. - 357 с.
7. Катков К.А., Пашинцев В.П., Катков Е.К. Информационная система мониторинга ионосферы // Известия Самарского научного центра РАН, 2016, том 18, №2(3), С. 907-912.
8. Катков К.А., Пашинцев В.П., Катков Е.К. Влияние параметров возмущенной ионосферы на ошибку слежения за фазой навигационного радиосигнала // Современная наука и инновации, 2016, №2(14), С. 52-64.
9. NovAtel ОЕМ6 Family Firmware Reference Manual (OM-2000129). Rev. 7, 2014. - 754 с
10. Пашинцев В.П., Грибанов E.B., Потягов Д.А., Коваль С.А. и др. Устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы. Патент на полезную модель №108150 от 10.09.2011 г.
11. Пашинцев В.П., Коваль С.А. Стрекозов В.И., и др. Устройство обнаружения искусственных ионосферных образований с мелкомасштабными неоднородностями. Патент на полезную модель RU 154138 U1 от 20.08.2015 г.
12. Слюсарев Г.В., Анашкин Р.В., Катков К.А., Пашинцев В.П. Устройство определения степени частотно-селективных замираний навигационных радиосигналов спутниковых радионавигационных систем. Патент на полезную модель RUS 93525 от 02.12.2009.
Claims (1)
- Устройство для определения ошибки слежения за временем прихода навигационного радиосигнала при его распространении через искусственное ионосферное образование, включающее в себя антенный блок, выход которого соединен с первым входом двухчастотного приемника; двухчастотный приемник, первый выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки, второй выход которого соединен с блоком определения полосы когерентности; опорный генератор и синтезатор частот, первый выход которого соединен со вторым входом двухчастотного приемника, второй выход - со вторым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки и вторым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы, третий соединен со вторым входом навигационного процессора; аналого-цифровой процессор первичной обработки, выход которого соединен с блоком вычисления фазового пути сигнала; блок вычисления фазового пути сигнала, выход которого соединен с первым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы; блок вычисления полного электронного содержания ионосферы, выход которого соединен с блоком вычисления среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы и блоком вычисления среднего значения полного электронного содержания ионосферы; блок вычисления среднеквадратического отклонения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы, первый выход которого соединен с первым входом блока вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы, а второй выход соединен со вторым входом блока обработки данных; блок вычисления среднего значения полного электронного содержания ионосферы, выход которого соединен со вторым входом блока вычисления интенсивности мелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации ионосферы; блок индикации и контроля; блок порогового устройства, выход которого соединен с первым входом блока обработки данных; блок обработки данных, выход которого соединен с первым входом навигационного процессора, отличающееся тем, что в устройство введены блок определения полосы когерентности трансионосферного канала в составе: полосовых частотных фильтров, на входы которых поступает сигнал со второго выхода двухчастотного приемника, а выходы соединены со входами умножителей; умножителей, выходы которых соединены со входами интеграторов; интеграторов, выходы которых соединены со входами решающих устройств; решающих устройств, выходы которых соединены со входами блока принятия решения; блока принятия решения, выход которого соединен с третьим входом блока обработки данных; навигационный процессор, выход которого соединен с устройством вывода информации.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018118960U RU187712U1 (ru) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Устройство для определения ошибки слежения за временем прихода навигационного радиосигнала при его распространении через искусственное ионосферное образование |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018118960U RU187712U1 (ru) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Устройство для определения ошибки слежения за временем прихода навигационного радиосигнала при его распространении через искусственное ионосферное образование |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU187712U1 true RU187712U1 (ru) | 2019-03-15 |
Family
ID=65758978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018118960U RU187712U1 (ru) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Устройство для определения ошибки слежения за временем прихода навигационного радиосигнала при его распространении через искусственное ионосферное образование |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU187712U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717098C1 (ru) * | 2019-10-03 | 2020-03-18 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" (АО "НПП "Радиосвязь") | Двухчастотный фазовый способ определения задержки сигналов навигационной спутниковой системы в ионосфере |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1049944A1 (fr) * | 1998-01-23 | 2000-11-08 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) | Technique pour l'estimation de pluie a partir d'un radar meteorologique a diversite de polarisation |
| WO2008008080A1 (en) * | 2006-07-12 | 2008-01-17 | Enterprise Electronics Corporation | System and method for measuring phase and power variance |
| RU93525U1 (ru) * | 2009-12-02 | 2010-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Устройство определения степени частотно-селективных замираний навигационных радиосигналов спутниковых радионавигационных систем |
| RU2403592C1 (ru) * | 2009-03-30 | 2010-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский военный институт связи ракетных войск" Министерства обороны Российской Федерации | Способ определения величины интенсивности неоднородностей ионосферы по данным вертикального зондирования |
| RU108150U1 (ru) * | 2011-04-14 | 2011-09-10 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы |
| RU2529355C2 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-09-27 | федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский радиофизический институт" | Способ определения пространственного распределения ионосферных неоднородностей |
-
2018
- 2018-05-23 RU RU2018118960U patent/RU187712U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1049944A1 (fr) * | 1998-01-23 | 2000-11-08 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) | Technique pour l'estimation de pluie a partir d'un radar meteorologique a diversite de polarisation |
| WO2008008080A1 (en) * | 2006-07-12 | 2008-01-17 | Enterprise Electronics Corporation | System and method for measuring phase and power variance |
| RU2403592C1 (ru) * | 2009-03-30 | 2010-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский военный институт связи ракетных войск" Министерства обороны Российской Федерации | Способ определения величины интенсивности неоднородностей ионосферы по данным вертикального зондирования |
| RU93525U1 (ru) * | 2009-12-02 | 2010-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Устройство определения степени частотно-селективных замираний навигационных радиосигналов спутниковых радионавигационных систем |
| RU108150U1 (ru) * | 2011-04-14 | 2011-09-10 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы |
| RU2529355C2 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-09-27 | федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский радиофизический институт" | Способ определения пространственного распределения ионосферных неоднородностей |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717098C1 (ru) * | 2019-10-03 | 2020-03-18 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" (АО "НПП "Радиосвязь") | Двухчастотный фазовый способ определения задержки сигналов навигационной спутниковой системы в ионосфере |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2565386C2 (ru) | Способ, устройство и система для определения позиции объекта, имеющего приемник глобальной навигационной спутниковой системы, посредством обработки неразностных данных, подобных измерениям фазы несущей, и внешних данных, подобных ионосферным данным | |
| US9798017B2 (en) | Reducing time and increasing reliability of ambiguity resolution in GNSS | |
| US11092716B1 (en) | Method of determining snowpack parameters using global navigation satellite system receivers | |
| Kawanisi et al. | Automated real-time streamflow acquisition in a mountainous river using acoustic tomography | |
| CN102193095A (zh) | 全球导航卫星系统接收器的定位方法 | |
| US20060262010A1 (en) | GPSR multi-frequency measuring device, corrective method and program for ionospheric delay | |
| JP3532267B2 (ja) | 測位システム | |
| Strangeways et al. | On determining spectral parameters, tracking jitter, and GPS positioning improvement by scintillation mitigation | |
| RU2421753C1 (ru) | Способ определения параметров ионосферы и устройство для его осуществления | |
| RU108150U1 (ru) | Устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы | |
| Wang et al. | High-latitude ionospheric irregularity drift velocity estimation using spaced GPS receiver carrier phase time–frequency analysis | |
| Demyanov et al. | The second-order derivative of GPS carrier phase as a promising means for ionospheric scintillation research | |
| RU187712U1 (ru) | Устройство для определения ошибки слежения за временем прихода навигационного радиосигнала при его распространении через искусственное ионосферное образование | |
| RU93995U1 (ru) | Аппаратно-программный комплекс ионосферного мониторинга | |
| RU2399062C1 (ru) | Ионосферный зонд-радиопеленгатор | |
| Gobron et al. | Assessment of tide gauge biases and precision by the combination of multiple collocated time series | |
| Li et al. | Rapid acquisition assisted by navigation data for inter-satellite links of navigation constellation | |
| RU93525U1 (ru) | Устройство определения степени частотно-селективных замираний навигационных радиосигналов спутниковых радионавигационных систем | |
| US6172638B1 (en) | Satellite signal receiver with detector of incoherence between code phase and carrier frequency measurements | |
| RU2300781C1 (ru) | Устройство гидрометеорологоакустических наблюдений за акваторией морского полигона | |
| RU2626404C1 (ru) | Способ определения высотного профиля электронной концентрации неоднородной ионосферы | |
| RU177277U1 (ru) | Устройство измерения коэффициента глубины общих замираний в трансионосферном канале связи при двухчастотном режиме работы спутниковых систем радионавигации | |
| RU169567U1 (ru) | Устройство измерения высотного распределения электронной концентрации неоднородной ионосферы | |
| RU168736U1 (ru) | Устройство для определения помехоустойчивости систем спутниковой навигации в условиях искусственного ионосферного образования | |
| RU199743U1 (ru) | Адаптивный двухчастотный радионавигационный приемник |