RU189301U1 - A device for processing signals of space radio navigation systems - Google Patents
A device for processing signals of space radio navigation systems Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details 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
- H04B1/06—Receivers
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
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
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
Модуль 4 цифрового гетеродинирования сигнала
где: Where:
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;
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
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;
Модуль 10 декодирования закрытого кода выполнен в виде блока пороговой обработки выделенной квадратуры сигнала из условия:
где: Where:
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
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)
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)
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 |
-
2019
- 2019-02-17 RU RU2019104370U patent/RU189301U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
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 |