RU189301U1 - A device for processing signals of space radio navigation systems - Google Patents

A device for processing signals of space radio navigation systems Download PDF

Info

Publication number
RU189301U1
RU189301U1 RU2019104370U RU2019104370U RU189301U1 RU 189301 U1 RU189301 U1 RU 189301U1 RU 2019104370 U RU2019104370 U RU 2019104370U RU 2019104370 U RU2019104370 U RU 2019104370U RU 189301 U1 RU189301 U1 RU 189301U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module
code
open
signal
output
Prior art date
Application number
RU2019104370U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Александрович Лопин
Геннадий Иванович Смирнов
Дмитрий Аркадьевич Тимаков
Денис Александрович Храмичев
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Радиотехнические информационные системы Воздушно-космической обороны (ЗАО "РТИС ВКО")
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 Закрытое акционерное общество "Радиотехнические информационные системы Воздушно-космической обороны (ЗАО "РТИС ВКО") filed Critical Закрытое акционерное общество "Радиотехнические информационные системы Воздушно-космической обороны (ЗАО "РТИС ВКО")
Priority to RU2019104370U priority Critical patent/RU189301U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU189301U1 publication Critical patent/RU189301U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Устройство для обработки сигналов космических радионавигационных систем (КРНС) содержит корпус, в котором установлены последовательно соединенные аналоговый канал 1 приема сигналов частоты L1 в полосе 20 МГц, модуль 2 аналого-цифрового преобразования (АЦП) сигналов КРНС, модуль 4 цифрового гетеродинирования сигналов КРНС. Второй вход модуля 4 соединен с выходом модуля 3 расчета частоты Доплера. Первый выход модуля 4 цифрового гетеродинирования соединен через модуль 9 чтения навигационного сообщения с первым входом модуля 12 выделения криптостойкой последовательности данных W(h). Второй выход модуля 4 цифрового гетеродинирования соединен через модуль 6 поиска начала периода открытого дальномерного кода, через модуль 8 фазовой коррекции и разделения открытого и закрытого кода по квадратурам, через модуль 10 декодирования закрытого кода путем пороговой обработки выделенной квадратуры сигнала с отслеживанием граничных значений изменения уровня сигнала со вторым входом модуля 12 выделения криптостойкой последовательности данных W(h), третий вход которого соединен с выходом модуля 11 генерации открытого точного дальномерного кода Р. Второй вход модуля 6 соединен с выходом модуля 5 генерации открытого грубого дальномерного кода С/А, а его выход через модуль 7 измерения фазовой поправки соединен со вторым входом модуля 8.Полезная модель позволила повысить точность декодирования сигналов КРНС на 5-15%. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.A device for processing signals of space radio-navigation systems (CRNS) includes a housing in which serially connected analog channel 1 for receiving L1 frequency signals in a 20 MHz band, analog signal-digital conversion (ADC) module CRNS, and digital heterodyning module 4 CRNS are installed. The second input of module 4 is connected to the output of module 3 for calculating the Doppler frequency. The first output of digital heterodyning module 4 is connected via module 9 to read the navigation message with the first input of module 12 for allocating crypto-resistant data sequence W (h). The second output of digital heterodynamic module 4 is connected via module 6 to search for the beginning of an open ranging code period, through module 8 phase correction and open and closed code separation by quadratures, through module 10 decoding a closed code by threshold processing of the selected signal quadrature with tracking the boundary values of the signal level change with the second input of the module 12 allocation cryptographic data sequence W (h), the third input of which is connected to the output of the module 11 to generate an open accurate far of the measured code P. The second input of module 6 is connected to the output of module 5 for generating an open coarse ranging C / A code, and its output through module 7 for measuring phase correction is connected to the second input of module 8. The useful model has improved the accuracy of decoding CRNS signals by 5-15 % 3 hp f-ly, 6 ill.

Description

Область техники. The field of technology.

Полезная модель относится к спецвычислителям и может быть использована для обработки сигналов космических радионавигационных систем.The invention relates to special calculators and can be used to process signals from space radio navigation systems.

Уровень техники.The level of technology.

Известны средства и способы обработки сигналов космических радионавигационных систем /1-4/.Known means and methods for processing signals of space radio navigation systems / 1-4 /.

Наиболее близким (по назначению и технической сущности) к заявляемой полезной модели относится устройство для обработки сигналов космических радионавигационных систем /4/.The closest (by purpose and technical nature) to the claimed utility model is a device for processing signals of space radio navigation systems / 4 /.

Известное устройство для обработки сигналов космических радионавигационных систем (КРНС) /4/ аналоговый канал приема спутниковых сигналов

Figure 00000001
частоты L1 в полосе 20 МГц с общедоступным кодом и аналоговый канал приема спутниковых сигналов с закрытым кодом на частоте L2 и преобразованием частоты L2 вниз, соединённые через многоразрядные цифровые фильтры нижних частот (ФНЧ с модулем выделения из принятых сигналов криптостойкой последовательности данных W(h). При этом модуль выделения информационных данных W(h) выполнен в виде банка следящих контуров фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).The known device for processing signals of space radio navigation systems (CRNS) / 4 / analog channel receiving satellite signals
Figure 00000001
L1 frequencies in the 20 MHz band with a publicly available code and an analog channel for receiving satellite signals with a closed code at the L2 frequency and converting the L2 frequency downward, connected via multi-bit digital low-pass filters (low-pass filter to the extraction module from received signals of the crypto-resistant data sequence W (h). In this case, the module for extracting information data W (h) is made in the form of a bank of tracking phase-locked loops (PLL).

Недостатком известного устройства для обработки сигналов КРНС является относительно невысокая точность декодирования сигналов КРНС, связанная с необходимостью высокой точности измерения частоты Доплера fдоп и начальной фазы φН сигналов КНРС.A disadvantage of the known device for processing signals CRSS is relatively low accuracy CRSS decoding, associated with the necessity of high precision measurement of the Doppler frequency f and the extra initial phase φ N KNRS signals.

Задачей и техническим результатом полезной модели является повышение точности декодирования сигналов КРНС.The objective and technical result of the utility model is to improve the decoding accuracy of CRNS signals.

Сущность полезной модели.The essence of the utility model.

Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата обеспечивается тем, что устройство для обработки сигналов космических радионавигационных систем, включающее аналоговый канал приема спутниковых сигналов

Figure 00000001
частоты L1 в полосе 20 МГц и модуль выделения из них криптостойкой последовательности данных W(h), согласно полезной модели дополнительно содержит модуль аналого-цифрового преобразования (АЦП) принятых сигналов, модуль расчета частоты Доплера, модуль цифрового гетеродинирования сигналов
Figure 00000001
, модуль генерации открытого грубого дальномерного кода С/А, модуль поиска начала периода открытого дальномерного кода, модуль измерения фазовой поправки, модуль фазовой коррекции и разделения открытого и закрытого кода по квадратурам, модуль чтения навигационного сообщения, модуль декодирования закрытого кода путем пороговой обработки выделенной квадратуры сигнала с отслеживанием граничных значений изменения уровня сигнала и модуль генерации открытого точного дальномерного кода Р.The solution of the task and the achievement of the claimed technical result is ensured by the fact that the device for processing signals of space radio navigation systems, including an analog channel for receiving satellite signals
Figure 00000001
according to the utility model, the L1 frequency in the 20 MHz band and the module for extracting from them a cryptoresistant data sequence W (h) further comprises an analog-to-digital conversion (ADC) module of received signals, a Doppler frequency calculation module, a digital heterodyning module
Figure 00000001
, open coarse-range ranging C / A code generation module, open period start-up code search module, phase correction measurement module, phase correction and open and closed code separation module, read navigation message module, closed code decoding module by threshold processing of the selected quadrature signal with tracking the boundary values of changes in the signal level and the module generating an open accurate ranging code P.

При этом выход аналогового канала приема спутниковых сигналов соединен с первым входом модуля выделения криптостойкой последовательности данных W(h) через последовательно соединенные модуль АЦП, модуль цифрового гетеродинирования, модуль поиска начала периода открытого дальномерного кода, модуль фазовой коррекции и разделения открытого и закрытого кода и модуль декодирования закрытого кода. Второй вход модуля декодирования соединен с выходом модуля генерации открытого точного дальномерного кода Р, а третий его вход через модуль чтения навигационного сообщения соединен со вторым выходом модуля цифрового гетеродинирования. Второй вход модуля цифрового гетеродинирования соединен с выходом модуля расчета частоты Доплера спутниковых сигналов. Второй вход модуля поиска начала периода открытого дальномерного кода соединен с выходом модуля поиска начала периода открытого дальномерного кода. Второй выход модуля поиска начала периода открытого дальномерного кода соединен через модуль измерения фазовой поправки со вторым входом модуля фазовой коррекции и разделения открытого и закрытого кода.At the same time, the output of the analog satellite reception channel is connected to the first input of the module for extracting cryptoresistant data sequence W (h) through the serially connected ADC module, digital heterodyning module, module for searching for the beginning of an open ranging code period, module for phase correction and separation of open and closed code and a module decoding closed code. The second input of the decoding module is connected to the output of the open accurate ranging code P generation module, and its third input is connected to the second output of the digital heterodyning module via the navigation message reading module. The second input of the digital heterodyning module is connected to the output of the Doppler frequency calculation module of satellite signals. The second input of the search module of the beginning of the period of the open ranging code is connected to the output of the module of the search for the beginning of the period of the open ranging code. The second output of the search module of the beginning of the period of the open ranging code is connected via the phase correction measurement module with the second input of the phase correction and separation module of the open and closed code.

Введение указанных отличий позволяет повысить точность декодирования сигналов КРНС с одновременным сокращением времени на чтение навигационного сообщения.The introduction of these differences improves the accuracy of decoding signals KRNS with simultaneous reduction in time to read the navigation message.

Повышение точности декодирования сигналов КРНС и выделение из них криптостойкой последовательности данных W(h) для каждого НС обеспечивается за счет генерации открытого грубого дальномерного кода С/А, фазовой коррекции, разделения открытого и закрытого кода по квадратурам и пороговой обработки выделенной квадратуры сигнала с отслеживанием граничных значений изменения его уровня.Improving the decoding accuracy of the CRNS signals and extracting from them a crypto-resistant sequence of data W (h) for each NA is provided by generating an open coarse ranging code C / A, phase correction, separating open and closed code by quadratures and threshold processing of the selected quadrature of the signal with tracking the boundary values change its level.

При этом не требуется точного измерения частоты Доплера fдоп сигналов КРНС, свойственного прототипу изобретения. Чтение навигационного сообщения производится без двухчастотной обработки сигналов КРНС и без применения множества инерционных следящих контуров ФАПЧ для точного измерения частоты Доплера fдоп сигналов КРНС.It does not require accurate measurement of the Doppler frequency f additional signals KRNS inherent in the prototype of the invention. Reading the navigation message is performed without two-frequency processing of the CRNS signals and without using a multitude of inertial PLL tracking loops for accurate measurement of the Doppler frequency f of the additional CRNS signals.

Указанное техническое преимущество одновременно с увеличением точности декодирования сигналов КРНС обеспечивает резкое сокращение времени указанного декодировагния.This technical advantage, along with an increase in the decoding accuracy of the CRNS signals, provides a drastic reduction in the time of the specified decoding.

Сущность полезной модели поясняется рисунками, представленными на фиг. 1- фиг. 6.The essence of the utility model is illustrated by the figures shown in FIG. 1- FIG. 6

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для обработки сигналов КРНС; на фиг. 2- вид сигнала КРНС во временной (фиг. 2а) и спектральной (фиг. 2б) форме; на фиг. 3- схема цифрового гетеродинирования сигналов КРНС; на фиг. 4- временная диаграмма сигналов P(Y) и C(A) на выбранном участке после цифрового гетеродинирования и фазовой коррекции сигнала; на фиг. 5- временная диаграмма сигналов P(Y) и результатов их декодирования D(h); на фиг 6-сравнительная оценка результатов декодирования в предложенной полезной модели и в известном устройстве обработки сигналов КРНС, как функция вероятности (Рд) точного декодирования сигналов КНРС от отношения сигнал/шум (С/Ш).FIG. 1 shows a functional diagram of the device for processing signals KRNS; in fig. 2- view of the CRNS signal in time (Fig. 2a) and spectral (Fig. 2b) form; in fig. 3-scheme of digital heterodyning signals KRNS; in fig. 4 is a timing diagram of the P (Y) and C (A) signals in a selected area after digital heterodyning and phase correction of the signal; in fig. 5 is a timing diagram of P (Y) signals and the results of their decoding D (h); Fig. 6 shows a comparative evaluation of the decoding results in the proposed utility model and in the known CRNS signal processing device, as a function of the probability (P d ) of accurate decoding of the signal from the signal-to-noise ratio (S / N).

На фиг. 1-6 обозначены:FIG. 1-6 marked:

1 – аналоговый канал приема сигналов частоты L1 в полосе 20 МГц.1 - analog channel receiving signals of the L1 frequency in the 20 MHz band.

2 – модуль аналого-цифрового преобразования АЦП.2 - analog-to-digital conversion ADC module.

3 – модуль расчета частоты Доплера.3 - Doppler frequency calculation module.

4 – модуль цифрового гетеродинирования4 - digital heterodyning module

5 – модуль генерации открытого грубого дальномерного кода С/А5 - module for the generation of open coarse ranging code C / A

6 – модуль поиска начала периода открытого дальномерного кода6 - search module of the beginning of the period of open ranging code

7 – модуль измерения фазовой поправки7 - phase correction measurement module

8 – модуль фазовой коррекции и разделения открытого и закрытого кода по квадратурам8 - module of phase correction and separation of open and closed code by quadratures

9 – модуль чтения навигационного сообщения9 - navigation message reader module

10 – модуль декодирования закрытого кода путем пороговой обработки выделенной квадратуры сигнала с отслеживанием граничных значений изменения уровня сигнала;10 - a decoding module of a closed code by threshold processing of the selected signal quadrature with tracking the boundary values of the signal level change;

11 – модуль генерации открытого точного дальномерного кода Р;11 - module for generating an open, accurate ranging code P;

12 – модуль выделения криптостойкой последовательности данных W(h).12 - module allocation crypt-resistant data sequence W (h).

Раскрытие сущности полезной модели. Disclosure of the essence of the utility model.

Устройство для обработки сигналов космических радионавигационных систем (КРНС), содержит корпус, в котором установлены последовательно соединенные аналоговый канал 1 приема сигналов частоты L1 в полосе 20 МГц, модуль 2 аналого-цифрового преобразования (АЦП) сигналов КРНС, модуль 4 цифрового гетеродинирования сигналов КРНС. Второй вход модуля 4 соединен с выходом модуля 3 расчета частоты Доплера. Первый выход модуля 4 цифрового гетеродинирования соединен через модуль 9 чтения навигационного сообщения с первым входом модуля 12 выделения криптостойкой последовательности данных W(h). Второй выход модуля 4 цифрового гетеродинирования соединен через модуль 6 поиска начала периода открытого дальномерного кода, через модуль 8 фазовой коррекции и разделения открытого и закрытого кода по квадратурам, через модуль 10 декодирования закрытого кода путем пороговой обработки выделенной квадратуры сигнала с отслеживанием граничных значений изменения уровня сигнала со вторым входом модуля 12 выделения криптостойкой последовательности данных W(h), третий вход которого соединен с выходом модуля 11 генерации открытого точного дальномерного кода Р. Второй вход модуля 6 соединен с выходом модуля 5 генерации открытого грубого дальномерного кода С/А, а его выход через модуль 7 измерения фазовой поправки соединен со вторым входом модуля 8.A device for processing signals of space radio navigation systems (CRNS), includes a housing in which are installed serially connected analog channel 1 receiving signals of the L1 frequency in the 20 MHz band, module 2 analog-to-digital conversion (ADC) signals KRNS, module 4 digital heterodyning signals KRNS. The second input of module 4 is connected to the output of module 3 for calculating the Doppler frequency. The first output of digital heterodyning module 4 is connected via module 9 to read the navigation message with the first input of module 12 for allocating crypto-resistant data sequence W (h). The second output of digital heterodynamic module 4 is connected via module 6 to search for the beginning of an open ranging code period, through module 8 phase correction and open and closed code separation by quadratures, through module 10 decoding a closed code by threshold processing the selected quadrature of the signal with tracking the boundary values of the signal level change with the second input of the module 12 allocation cryptographic data sequence W (h), the third input of which is connected to the output of the module 11 to generate an open accurate far dimensional code R. The second input unit 6 connected to the output unit 5 generate open coarse ranging code C / A, and the output unit 7 through the measurement of the phase correction is coupled to the second input unit 8.

Модуль 4 цифрового гетеродинирования сигнала

Figure 00000001
выполнен в виде умножителя преобразуемого сигнала
Figure 00000002
на комплексный гармонический сигнал
Figure 00000003
в соответствии с выражением Module 4 digital heterodyning signal
Figure 00000001
made as a multiplier of the signal to be converted
Figure 00000002
on complex harmonic signal
Figure 00000003
according to the expression

(1)(one)

где: Where:

Figure 00000004
и
Figure 00000005
- реальная и мнимая составляющие квадратурного сигнала; fдоп – частота Доплера, обусловленная движением КА по известной траектории относительно точки приема сигнала;
Figure 00000004
and
Figure 00000005
- real and imaginary components of the quadrature signal; f SS - the Doppler frequency, due to the movement of the spacecraft along a known trajectory relative to the point of reception of the signal;

φН – случайная начальная фаза принятого сигнала, обусловленная неопределенностью длинны трасы его прохождения;φ N - random initial phase of the received signal, due to the uncertainty of the length of the route of its passage;

Figure 00000006
- принятый и оцифрованный сигнал на частоте fL1;
Figure 00000006
- the received and digitized signal at the frequency f L1 ;

fПЧ – промежуточная частота на выходе аналогового модуля приема, равная разности fL1 и частоты гетеродина приемного модуля fГ;f IF - intermediate frequency at the output of the analog reception module, equal to the difference f L1 and the local oscillator frequency f G ;

fД – частота дискретизации.f D - sampling frequency.

Модуль 8 фазовой коррекции и разделения открытого и закрытого кода по квадратурам выполнен с возможностью фазовой коррекции сигнала

Figure 00000007
на измеряемую по известному открытому коду величину фазовой поправки ΔφН из условий:Module 8 phase correction and separation of open and closed code by quadratures made with the possibility of phase correction signal
Figure 00000007
measured by known open code phase correction value Δφ N from the conditions:

(2)(2) (3)(3)

(4)(four)

(5)(five)

(6)(6)

где:Where:

k* – номер отсчета сигнала, соответствующий началу периода открытого дальномерного кода С/А;k * is the reference number of the signal corresponding to the beginning of the period of the open ranging code C / A;

N – количество отсчетов, соответствующее длине открытого дальномерного кода С/А;N is the number of samples corresponding to the length of the open ranging code C / A;

Figure 00000008
– поправка, учитывающая четверть комплексной плоскости, в которой располагается комплексное число
Figure 00000009
и вычисляемая в зависимости от знаков компонент
Figure 00000010
.
Figure 00000008
- an amendment that takes into account a quarter of the complex plane in which the complex number is located
Figure 00000009
and calculated depending on the signs of the component
Figure 00000010
.

Модуль 10 декодирования закрытого кода выполнен в виде блока пороговой обработки выделенной квадратуры сигнала из условия:Module 10 decoding the closed code is made in the form of a block of threshold processing of the selected signal quadrature from the condition:

(7)(7)

(8)(eight)

где: Where:

Figure 00000011
= (Vmax+Vmin)/2 –порог принятия решения, равный среднему значению границ изменения сигнала;
Figure 00000011
= (V max + V min ) / 2 - decision threshold equal to the average value of the signal change limits;

Figure 00000012
– свертка внутри одного бита кода;
Figure 00000012
- convolution inside one code bit;

M – количество отсчетов сигнала, равное по длительности одному биту кода; M is the number of signal samples equal in duration to one bit of the code;

h – номер анализируемого бита кода; h is the number of the code bit being analyzed;

L – общее количество бит в анализируемой выборке.L is the total number of bits in the analyzed sample.

Устройство для обработки сигналов КРНС, работает следующим образом. A device for processing signals KRNS, works as follows.

Канал 1 принимает сигналы КРНС на частоте L1 в полосе частот 20 МГц. Принятые сигналы КРНС в канале 1 усиливаются и передаются на модуль 2 АЦП. В модуле 2 аналоговые сигналы КРНС преобразуются в цифровую форму и передаются на модуль 4 цифрового гетеродинирования. В модуле 4 цифровое гетеродинирование сигнала

Figure 00000001
производится (фиг. 3) путем умножения преобразуемого сигнала
Figure 00000002
модуля 3, на комплексный гармонический сигнал
Figure 00000003
в соответствии с выражением (1). Результаты цифрового гетеродинирования
Figure 00000001
по первому выходу модуля 4 передаются в модуль 6, а по второму выходу - на модуль 9 чтения навигационного сообщения
Figure 00000001
. Прочитанное в модуле 9 сообщение в сигнале КРНС на частоте L1 передается на первый вход модуля 12 для выделения криптостойкой последовательности данных W(h). Одновременно в модуле 6 производится поиск начала периода открытого дальномерного кода С/А на основе генерации открытого грубого дальномерного кода С/А в модуле 6. Найденное в модуле 6 начало кода С/А передается по первому выходу в модуль 8 фазовой коррекции и разделения открытого и закрытого кода по квадратурам, а по второму выходу в модуль 7 измерения фазовой поправки ΔφН. Далее в модуле 8 проводят фазовую коррекцию сигнала
Figure 00000007
из условий (2) – (6) на величину фазовой поправки ΔφН. Откорректированный в блоке 8 сигнал
Figure 00000007
передается на модуль 10. В модуле 10 производится декодирование закрытого кода путем пороговой обработки выделенной квадратуры сигнала с отслеживанием граничных значений изменения уровня сигнала КРНС. Пороговая обработка выделенной квадратуры сигнала производится из условий (7) – (8). Результаты пороговой обработки в модуле 10 передаются на второй вход модуля 12 выделения криптостойкой последовательности данных W(h). Одновременно в модуле 11 производится генерация открытого точного дальномерного кода Р и передача его на третий вход указанного выше модуля 12. На основе входных данных в модуле 12 производится корреляционная обработка принятых сигналов КНРС и выделение из них криптостойкой последовательности данных W(h) и декодирование информационных сообщений спутниковых систем связи.Channel 1 receives CRNS signals on the L1 frequency in the 20 MHz frequency band. Received signals KRNS in channel 1 are amplified and transmitted to the module 2 ADC. In module 2, the analogue CRS signals are converted into digital form and transmitted to the digital heterodyning module 4. In module 4, digital signal heterodyning
Figure 00000001
produced (Fig. 3) by multiplying the converted signal
Figure 00000002
module
3, on the complex harmonic signal
Figure 00000003
in accordance with the expression (1). Digital heterodyning results
Figure 00000001
on the first output of module 4 are transmitted to module 6, and on the second output - on module 9 of reading the navigation message
Figure 00000001
. The message read in module 9 in the CRNS signal at the frequency L1 is transmitted to the first input of module 12 to highlight a cryptographically secure data sequence W (h). At the same time, module 6 searches for the beginning of the open range C / A period based on the generation of the open coarse range C / A code in module 6. The beginning of the C / A code found in module 6 is transmitted to the phase correction and separation module 8 at the first output. closed code by quadratures, and the second output in module 7 of the measurement of phase correction Δφ N. Next, in module 8 phase correction signal
Figure 00000007
from conditions (2) - (6) on the value of the phase correction Δφ N. Corrected in block 8 signal
Figure 00000007
transmitted to module 10. In module 10, the closed code is decoded by threshold processing of the extracted signal quadrature with tracking of the boundary values of the change in the level of the CRNS signal. The threshold processing of the selected signal quadrature is performed from conditions (7) - (8). The results of the threshold processing in module 10 are transmitted to the second input of the module 12 of the allocation of cryptoresistant data sequence W (h). At the same time, module 11 generates an open, accurate ranging code P and sends it to the third input of module 12. The input data in module 12 is used to correlate the received CNRS signals and extract cryptographic data sequence W (h) from them and decode information messages satellite communication systems.

Промышленная применимость.Industrial Applicability.

Полезная модель разработана на уровне технического предложения, математической модели и программного обеспечения обработки сигналов КРНС.The utility model has been developed at the level of a technical proposal, a mathematical model, and a CRNS signal processing software.

Результаты математического моделирования (фиг. 6) показали возможность повышения точности декодирования сигналов КРНС на 5-15% и, как следствие, достичь заявленного технического результата полезной модели.The results of mathematical modeling (Fig. 6) showed the possibility of improving the accuracy of decoding CRPS signals by 5-15% and, as a result, to achieve the stated technical result of the utility model.

Источники информации.Information sources.

1. OPTIMUM SEMI-CODELESS CARRIER PHASE TRACKING OF L2 К. Т. Woo NavCom Technology, Inc., Redondo Beach, California (Presented at the 12th International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, Nashville, Tennesee, September 14-17, 1999).1. OPTIMUM SEMI-CODELESS CARRIER PHASE TRACKING OF L2 T. W. Woo NavCom Technology, Inc., Redondo Beach, California (14) -17, 1999).

2. US 3047660 John P. Costas "Means for Obtaining Character Time in a Radio Communication System Receiver".2. US 3047660 John P. Costas "Radio Communication System Receiver".

3. Цифровые радиоприемные системы: Справочник / М.И.Жодзишский, Р.Б Мазепа и др. / Под редакцией М.И. Жодзишского. - М.: Радио и связь, 1990, 208 с.3. Digital radio receiving systems: a Handbook / MI Zhodzishsky, RB Mazepa, etc. / Edited by M.I. Zhodzisz. - M .: Radio and communication, 1990, 208 p.

4. RU 2363099, 20.09.2008.4. RU 2363099, 09/20/2008.

Claims (28)

1. Устройство для обработки сигналов космических радионавигационных систем, включающее аналоговый канал приема спутниковых сигналов
Figure 00000013
частоты L1 в полосе 20 МГц и модуль выделения из них криптостойкой последовательности данных W(h), отличающееся тем, что оно дополнительно содержит модуль аналого-цифрового преобразования (АЦП) принятых сигналов, модуль расчета частоты Доплера, модуль цифрового гетеродинирования сигналов
Figure 00000013
, модуль генерации открытого грубого дальномерного кода С/А, модуль поиска начала периода открытого дальномерного кода, модуль измерения фазовой поправки, модуль фазовой коррекции и разделения открытого и закрытого кода по квадратурам, модуль чтения навигационного сообщения, модуль декодирования закрытого кода путем пороговой обработки выделенной квадратуры сигнала с отслеживанием граничных значений изменения уровня сигнала и модуль генерации открытого точного дальномерного кода Р, причем выход аналогового канала приема спутниковых сигналов соединен с первым входом модуля выделения криптостойкой последовательности данных W(h) через последовательно соединенные модуль АЦП, модуль цифрового гетеродинирования, модуль поиска начала периода открытого дальномерного кода, модуль фазовой коррекции и разделения открытого и закрытого кода и модуль декодирования закрытого кода, второй вход которого соединен с выходом модуля генерации открытого точного дальномерного кода Р, а третий вход модуля выделения криптостойкой последовательности данных W(h) – через модуль чтения навигационного сообщения со вторым выходом модуля цифрового гетеродинирования, второй вход которого соединен с выходом модуля расчета частоты Доплера спутниковых сигналов, второй вход модуля поиска начала периода открытого дальномерного кода соединен с выходом модуля генерации открытого грубого дальномерного кода С/А, второй выход модуля поиска начала периода открытого дальномерного кода соединен через модуль измерения фазовой поправки со вторым входом модуля фазовой коррекции и разделения открытого и закрытого кода.
1. A device for processing signals of space radio navigation systems, including an analog channel for receiving satellite signals
Figure 00000013
L1 frequencies in the 20 MHz band and a module for extracting cryptoresistant data sequence W (h) from them, characterized in that it further contains an analog-to-digital conversion (ADC) module of received signals, a Doppler frequency calculation module, a digital heterodyning module
Figure 00000013
, open coarse-range ranging C / A code generation module, open period start-up code search module, phase correction measurement module, phase correction and open and closed code separation module, read navigation message module, closed code decoding module by threshold processing of the selected quadrature signal with tracking the boundary values of changes in the signal level and the module generating an open accurate ranging code P, and the output of the analog reception channel satellites x signals connected to the first input of the module for extracting cryptoresistant data sequence W (h) through the serially connected ADC module, digital heterodyning module, open period ranging code beginning search module, open code and close code phase correction and separation module, second input which is connected to the output of the open accurate ranging code P generation module, and the third input of the module for extracting a cryptoresistant data sequence W (h) through a reading module of the navigation message with the second output of the digital heterodyning module, the second input of which is connected to the output of the Doppler frequency calculation module of the satellite signals, the second input of the open period ranging code start module is connected to the output of the open coarse range C / A generation module, the second output of the period beginning search module An open ranging code is connected via a phase correction measurement module with a second input of a phase correction and open code separation module.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль цифрового гетеродинирования сигнала
Figure 00000013
выполнен в виде умножителя преобразуемого сигнала
Figure 00000014
на комплексный гармонический сигнал
Figure 00000015
в соответствии с выражением
2. The device according to p. 1, characterized in that the module digital heterodyning signal
Figure 00000013
made as a multiplier of the signal to be converted
Figure 00000014
on complex harmonic signal
Figure 00000015
according to the expression
где: Where:
Figure 00000016
и
Figure 00000017
- реальная и мнимая составляющие квадратурного сигнала; fдоп – частота Доплера, обусловленная движением КА по известной траектории относительно точки приема сигнала;
Figure 00000016
and
Figure 00000017
- real and imaginary components of the quadrature signal; f SS - the Doppler frequency, due to the movement of the spacecraft along a known trajectory relative to the point of reception of the signal;
φН – случайная начальная фаза принятого сигнала, обусловленная неопределенностью длинны трасы его прохождения;φ N - random initial phase of the received signal, due to the uncertainty of the length of the route of its passage;
Figure 00000018
- принятый и оцифрованный сигнал на частоте fL1;
Figure 00000018
- the received and digitized signal at the frequency f L1 ;
fПЧ – промежуточная частота на выходе аналогового модуля приема, равная разности fL1 и частоты гетеродина приемного модуля fГ;f IF - intermediate frequency at the output of the analog reception module, equal to the difference f L1 and the local oscillator frequency f G ; fД – частота дискретизации.f D - sampling frequency. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль фазовой коррекции и разделения открытого и закрытого кода по квадратурам выполнен с возможностью фазовой коррекции сигнала
Figure 00000019
на измеряемую по известному открытому коду величину фазовой поправки ΔφН из условий:
3. The device according to p. 1, characterized in that the module phase correction and separation of open and closed code quadratures made with the possibility of phase correction signal
Figure 00000019
measured by known open code phase correction value Δφ N from the conditions:
где:Where: k* – номер отсчета сигнала, соответствующий началу периода открытого дальномерного кода С/А;k * is the reference number of the signal corresponding to the beginning of the period of the open ranging code C / A; N – количество отсчетов, соответствующее длине открытого дальномерного кода С/А;N is the number of samples corresponding to the length of the open ranging code C / A;
Figure 00000020
– поправка, учитывающая четверть комплексной плоскости, в которой располагается комплексное число
Figure 00000021
и вычисляемая в зависимости от знаков компонент
Figure 00000022
.
Figure 00000020
- an amendment that takes into account a quarter of the complex plane in which the complex number is located
Figure 00000021
and calculated depending on the signs of the component
Figure 00000022
.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль декодирования закрытого кода выполнен в виде блока пороговой обработки выделенной квадратуры сигнала из условия:4. The device according to claim 1, characterized in that the decoding module of the closed code is made in the form of a block of threshold processing of the selected signal quadrature from the condition:
где: Where:
Figure 00000023
= (Vmax+Vmin)/2 –порог принятия решения, равный среднему значению границ изменения сигнала;
Figure 00000023
= (V max + V min ) / 2 - decision threshold equal to the average value of the signal change limits;
Figure 00000024
– свертка внутри одного бита кода;
Figure 00000024
- convolution inside one code bit;
M – количество отсчетов сигнала, равное по длительности одному биту кода; M is the number of signal samples equal in duration to one bit of the code; h – номер анализируемого бита кода;h is the number of the code bit being analyzed; L – общее количество бит в анализируемой выборке.L is the total number of bits in the analyzed sample.
RU2019104370U 2019-02-17 2019-02-17 A device for processing signals of space radio navigation systems RU189301U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104370U RU189301U1 (en) 2019-02-17 2019-02-17 A device for processing signals of space radio navigation systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104370U RU189301U1 (en) 2019-02-17 2019-02-17 A device for processing signals of space radio navigation systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU189301U1 true RU189301U1 (en) 2019-05-21

Family

ID=66635697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019104370U RU189301U1 (en) 2019-02-17 2019-02-17 A device for processing signals of space radio navigation systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU189301U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2097919C1 (en) * 1993-05-25 1997-11-27 Научно-исследовательский институт "Научный центр" Microwave receiver of signals from satellite navigation systems
RU2336631C2 (en) * 2006-07-21 2008-10-20 Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро навигационных систем" (ЗАО "КБ НАВИС") Method of program processing of buffered digital signal access and multisystem multichannel programmed real-time receiver of satellite navigation system and supporting system signals for method implementation
US8135054B2 (en) * 2007-05-25 2012-03-13 Thales Processing of interference on a radiofrequency signal by power inversion
US8681042B2 (en) * 2008-05-23 2014-03-25 Thales System and method for multi-correlation with modulation-adapted filter for the fast acquisition and the tracking of a radio navigation signal in the presence of jamming
RU2015114868A (en) * 2015-04-20 2016-11-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) LOCAL PHASE DIFFERENCE-FAR DIMENSIONAL RADIO NAVIGATION SYSTEM

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2097919C1 (en) * 1993-05-25 1997-11-27 Научно-исследовательский институт "Научный центр" Microwave receiver of signals from satellite navigation systems
RU2336631C2 (en) * 2006-07-21 2008-10-20 Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро навигационных систем" (ЗАО "КБ НАВИС") Method of program processing of buffered digital signal access and multisystem multichannel programmed real-time receiver of satellite navigation system and supporting system signals for method implementation
US8135054B2 (en) * 2007-05-25 2012-03-13 Thales Processing of interference on a radiofrequency signal by power inversion
US8681042B2 (en) * 2008-05-23 2014-03-25 Thales System and method for multi-correlation with modulation-adapted filter for the fast acquisition and the tracking of a radio navigation signal in the presence of jamming
RU2015114868A (en) * 2015-04-20 2016-11-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) LOCAL PHASE DIFFERENCE-FAR DIMENSIONAL RADIO NAVIGATION SYSTEM

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5271034A (en) System and method for receiving and decoding global positioning satellite signals
US6441780B1 (en) Receiver for pseudo-noise signals from a satellite radio-navigation systems
US6407699B1 (en) Method and device for rapidly extracting time and frequency parameters from high dynamic direct sequence spread spectrum radio signals under interference
US5192957A (en) Sequencer for a shared channel global positioning system receiver
JP4498841B2 (en) GPS correlation peak signal search method and system therefor.
US9063224B2 (en) Method for the acquisition of radionavigation signals carrying spreading code with a quasi-infinite period
US5331329A (en) Satellite-aided radio navigation positioning method and radio navigation system therefor
CN106918822B (en) Calculate the GNSS receiver of the non-fuzzy discriminator for parsing subcarrier tracking fuzziness
US8144752B2 (en) Method and device for receiving a BOC modulation radio-navigation signal
RU189301U1 (en) A device for processing signals of space radio navigation systems
Borio Bicomplex Representation and Processing of GNSS signals
CN114252893A (en) GNSS carrier phase differential positioning software receiver and positioning method
JP4160969B2 (en) Satellite positioning method
US6600909B1 (en) Device for receiving signals from satellite radio-navigation systems
US20230228850A1 (en) Doppler tracking for signals of opportunity using rate-line detection
RU2695537C1 (en) Method of processing signals of space radio navigation systems
CN108169773B (en) Satellite navigation signal tracking method based on maximum likelihood coherent integration
US11841442B2 (en) Doppler tracking for signals of opportunity using rate-line detection
CN112764063A (en) Method for realizing capture processing and receiver
Divya et al. Evaluating the performance of GPS signals acquisition and tracking
JP6772194B2 (en) Offset carrier modulation ranging signal processing method
CN114994719B (en) CSK signal receiving device and signal processing method thereof
CN114624746B (en) CSK modulation symbol decoding method, device, chip and satellite receiver
Wang et al. Research on dependency of carrier phase biases on correlator spacing
Elhandaoui et al. Implementation of a robust intelligent GNSS receiver based on BOC modulation approach: An overview

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20210218