RU2146378C1 - Integrated receiver of signals of satellite radio navigation systems - Google Patents

Integrated receiver of signals of satellite radio navigation systems Download PDF

Info

Publication number
RU2146378C1
RU2146378C1 RU99109174A RU99109174A RU2146378C1 RU 2146378 C1 RU2146378 C1 RU 2146378C1 RU 99109174 A RU99109174 A RU 99109174A RU 99109174 A RU99109174 A RU 99109174A RU 2146378 C1 RU2146378 C1 RU 2146378C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
signal
signals
counter
Prior art date
Application number
RU99109174A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Н. Иванов
С.П. Ковита
А.Н. Коротков
В.И. Малашин
В.С. Никулин
С.Б. Писарев
Д.Г. Поверенный
Б.Д. Федотов
Б.В. Шебшаевич
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Фирма "КОТЛИН"
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 "Фирма "КОТЛИН" filed Critical Закрытое акционерное общество "Фирма "КОТЛИН"
Priority to RU99109174A priority Critical patent/RU2146378C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2146378C1 publication Critical patent/RU2146378C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio navigation. SUBSTANCE: invention refers to receivers of signals of satellite radio navigation systems GPS and GLONASS of frequency range L1. Receiver incorporates intercoupled radio frequency converter, N-channel digital correlator. computer as well as former of signals of time marks. This former includes counter which first input is clock signal input and which output is signal output of own time marks of receiver. Former of load period signal whose second input and output are coupled to output and second input of counter as well as first and second synchronization units whose signal inputs are inputs of signals of first and second outside time marks of receiver are linked to first input of counter. Period register whose input is connected with the aid of data exchange bus to computer is linked to third input of counter. Switch whose signal input is coupled to output of first synchronization unit is also linked to output of counter. In this case controlling input of switch is connected to output of register that controls switch whose input is linked by means of data exchange bus to computer. Switch is linked with output which is output of measurement gates of former of signals of time marks to proper inputs with the use of one channel of N-channel digital correlator. Register of time position of second outside time mark whose output is additional output of former of signals of time marks is linked to digit outputs of counter and output of second synchronization unit. EFFECT: capability to synchronize processes of correlation processing and solving of navigational problem with reference to outside time signals. 1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области радионавигации, а конкретно - к интегрированной аппаратуре потребителей, работающей по сигналам спутниковых радионавигационных систем (СРНС), а именно, GPS (США) и ГЛОНАСС (Россия), и осуществляющей формирование сигналов определения местоположения, сигналов синхронизации и высокоточных сигналов меток времени, привязанных к шкале времени СРНС. The invention relates to the field of radio navigation, and specifically to integrated consumer equipment that operates on the signals of satellite radio navigation systems (SRNS), namely GPS (USA) and GLONASS (Russia), and which generates positioning signals, synchronization signals, and high-precision mark signals time tied to the SRNS timeline.

Аппаратура потребителей, работающая по сигналам ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система) [1] и GPS (Global Position System) [2], используется для определения координат (широты, долготы, высоты) и скорости перемещения объекта, а также для формирования сигналов точного времени. При этом, использование сигналов частотного диапазона L1 с кодовой модуляцией С/А кодом - кодом "стандартной точности" - обеспечивает "стандартную" точность местоопределения. Consumer equipment based on GLONASS (Global Navigation Satellite System) [1] and GPS (Global Position System) [2] signals is used to determine the coordinates (latitude, longitude, altitude) and speed of the object, as well as to generate accurate time signals . Moreover, the use of signals of the frequency range L1 with code modulation with C / A code - a code of "standard accuracy" - provides "standard" accuracy of positioning.

К классу аппаратуры, работающей по сигналам СРНС частотного диапазона L1 с кодовой модуляцией С/А кодом, относится и заявляемый интегрированный приемник. The class of equipment operating on the basis of SRNS signals of the frequency range L1 with code modulation C / A code includes the claimed integrated receiver.

Основные различия между GPS и ГЛОНАСС состоят в использовании различных, хотя и соседних частотных диапазонов, использовании отличающихся псевдошумовых модулирующих кодов и использовании, соответственно, кодового и частотного разделения сигналов различных спутников в системе. Так, в GPS в диапазоне частот L1 спутники излучают модулированные различными псевдошумовыми кодами сигналы на одной несущей частоте 1575,42 МГц, а спутники ГЛОНАСС излучают модулированные одним и тем же псевдошумовым кодом сигналы на различных несущих (литерных) частотах, лежащих в соседней частотной области. При этом номиналы литерных частот в ГЛОНАСС формируются по правилу:
fi = f0+iΔfj,
где fi - номиналы литерных частот;
f0 - нулевая литерная частота;
i - номера литерных частот;
Δf - интервал между литерными частотами.
The main differences between GPS and GLONASS are the use of different, albeit adjacent frequency ranges, the use of different pseudo-noise modulating codes and the use, respectively, of code and frequency separation of the signals of different satellites in the system. So, in GPS, in the frequency range L1, satellites emit signals modulated by different pseudo-noise codes on one carrier frequency 1575.42 MHz, and GLONASS satellites emit signals modulated by the same pseudo-noise code on different carrier (letter) frequencies lying in the adjacent frequency domain. At the same time, the nominal values of the letter frequencies in GLONASS are formed according to the rule:
f i = f 0 + iΔf j ,
where f i are the nominal values of the letter frequencies;
f 0 - zero lettering frequency;
i - numbers of letter frequencies;
Δf is the interval between letter frequencies.

Для частот рассматриваемого диапазона L1: f0 = 1602 МГц, Δf = 0,5625 МГц.For the frequencies of the considered range L1: f 0 = 1602 MHz, Δf = 0.5625 MHz.

Распределение литерных частот среди функционирующих спутников ГЛОНАСС задается альманахом, передаваемым в кадре служебной информации. Литерные частоты вводятся в соответствии с "Интерфейсным контрольным документом" [1]. В настоящее время используются литерные частоты диапазона i = 0 - 12, в дальнейшем предусматривается переход к литерным частотам диапазона i =-7 - 4. The distribution of letter frequencies among functioning GLONASS satellites is set by an almanac transmitted in the frame of service information. Letter frequencies are entered in accordance with the “Interface Control Document” [1]. Currently used letter frequencies of the range i = 0 - 12, in the future, a transition to the letter frequencies of the range i = -7 - 4 is provided.

Различия между сигналами спутников GPS и ГЛОНАСС, вытекающие из кодового разделения при одной несущей в GPS и частотного разделения при нескольких несущих в ГЛОНАСС, обуславливают различия в технических средствах, с помощью которых осуществляется прием и преобразование сигналов этих систем. Differences between the signals of GPS and GLONASS satellites arising from code separation for a single carrier in GPS and frequency separation for several carriers in GLONASS cause differences in the technical means by which signals from these systems are received and converted.

Известен, см. , например, [3, фиг.1], приемник сигналов GPS, содержащий последовательно соединенные радиочастотный преобразователь и блок цифровой корреляционной обработки, связанный с вычислителем, при этом в состав радиочастотного преобразователя входят малошумящий усилитель, фильтр, смеситель, усилитель первой промежуточной частоты, квадратурный смеситель, два квантователя соответственно синфазного и квадратурного каналов, формирователь сигнала первой гетеродинной частоты и блок деления частоты, формирующий из сигнала первой гетеродинной частоты сигнал второй гетеродинной частоты. Приемник решает техническую задачу приема и цифровой обработки сигналов GPS для целей осуществления радионавигационных измерений. Приемник не позволяет решить задачу приема сигналов ГЛОНАСС. Known, see, for example, [3, Fig. 1], a GPS signal receiver comprising a series-connected radio frequency converter and a digital correlation processing unit associated with a computer, while the radio frequency converter includes a low noise amplifier, a filter, a mixer, an amplifier of the first intermediate frequency, a quadrature mixer, two quantizers of in-phase and quadrature channels, respectively, a driver of a signal of the first heterodyne frequency and a frequency division unit that generates a signal from the first heterode constant frequency signal of the second heterodyne frequency. The receiver solves the technical problem of receiving and digitally processing GPS signals for the purpose of performing radio navigation measurements. The receiver does not allow to solve the problem of receiving GLONASS signals.

Известен, см. , например, [4, с. 146-148, рис. 9.2], приемник сигналов ГЛОНАСС ("одноканальная аппаратура потребителей "АСН-37" системы ГЛОНАСС"). Приемник содержит малошумящий усилитель-преобразователь, радиочастотный преобразователь, устройство цифровой обработки и связанный с ними посредством преобразователя-интерфейса вычислитель. В состав малошумящего усилителя-преобразователя входят полосовые фильтры, усилитель, смеситель. В состав радиочастотного преобразователя входят усилитель промежуточной частоты, фазовый демодулятор, смеситель с фазовым подавлением зеркального канала, ограничитель и синтезатор литерных частот, работающий от опорного генератора 5,0 МГц. В состав устройства цифровой обработки входят генератор псевдослучайной последовательности (ПСП) с цифровым генератором тактовой частоты ПСП, цифровой генератор доплеровского сдвига частоты несущей, преобразователь фаза-код с накопителем цифровых выборок. Устройство цифровой обработки работает от опорного генератора 5,0 МГц. Вычислитель (навигационный процессор) содержит микропроцессор серии 1806ВМ2, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство. Синтезатор литерных частот формирует свои выходные сигналы в соответствии с литерными частотами принимаемых сигналов. Шаг литерных частот, формируемых синтезатором, составляет 0,125 МГц. Сигнал первой гетеродинной частоты формируется в результате умножения частоты выходного сигнала синтезатора на четыре, а сигнал второй гетеродинной частоты - в результате деления частоты выходного сигнала синтезатора на два. Приемник решает техническую задачу приема и цифровой обработки сигналов ГЛОНАСС для целей осуществления радионавигационных измерений. Приемник не позволяет решить задачу приема сигналов GPS. Known, see, for example, [4, p. 146-148, fig. 9.2], a GLONASS signal receiver ("single-channel consumer equipment" ASN-37 "GLONASS system"). The receiver contains a low-noise amplifier-converter, a radio-frequency converter, a digital processing device and a computer connected to them by means of a converter-interface. The low-noise amplifier-converter includes bandpass filters, an amplifier, and a mixer. The composition of the radio frequency converter includes an intermediate frequency amplifier, a phase demodulator, a mixer with phase suppression of the mirror channel, a limiter and a letter frequency synthesizer operating from a 5.0 MHz reference generator. The digital processing device includes a pseudo-random sequence generator (PSP) with a digital clock frequency generator PSP, a digital carrier Doppler frequency shift generator, a phase-code converter with a digital sample storage device. The digital processing device is powered by a 5.0 MHz reference oscillator. The calculator (navigation processor) contains a microprocessor of the 1806BM2 series, random access memory, read only memory, reprogrammable read only memory. The letter frequency synthesizer generates its output signals in accordance with the letter frequencies of the received signals. The pitch of the letter frequencies generated by the synthesizer is 0.125 MHz. The signal of the first heterodyne frequency is formed by multiplying the frequency of the output signal of the synthesizer by four, and the signal of the second heterodyne frequency is formed by dividing the frequency of the output signal of the synthesizer by two. The receiver solves the technical problem of receiving and digitally processing GLONASS signals for the purpose of performing radio navigation measurements. The receiver does not solve the problem of receiving GPS signals.

Несмотря на различия, существующие между системами GPS и ГЛОНАСС, их близость по назначению, баллистическому построению орбитальной группировки спутников и используемому частотному диапазону позволяет решать задачи построения интегрированной аппаратуры потребителей, работающей по сигналам этих двух систем. Достигаемый при этом результат состоит в повышении надежности, достоверности и точности определения местоположения, в частности, за счет возможности выбора рабочих созвездий спутников с лучшими значениями геометрических факторов [4, с. 160]. Despite the differences that exist between GPS and GLONASS systems, their proximity to the purpose, ballistic construction of the orbital constellation of satellites and the frequency range used allows us to solve the problems of building integrated consumer equipment based on the signals of these two systems. The result achieved in this case is to increase the reliability, reliability and accuracy of determining the location, in particular, due to the possibility of choosing the working constellations of satellites with the best values of geometric factors [4, p. 160].

Известен, см., например, [4, с. 158-161, рис. 9.8], интегрированный приемник одноканальной аппаратуры потребителей, работающей по сигналам GPS и ГЛОНАСС частотного диапазона L1. Интегрированный приемник содержит радиочастотный преобразователь сигналов GPS и ГЛОНАСС, опорный генератор, средства для корреляционной обработки сигналов и средства для вычислений. В состав радиочастотного преобразователя входят частотный разделитель ("диплексер"), осуществляющий частотное разделение сигналов GPS и ГЛОНАСС, полосовые фильтры несущих и малошумящие усилители каналов GPS и ГЛОНАСС, коммутатор, подающий на сигнальный вход первого смесителя сигналы GPS или ГЛОНАСС, коммутатор, подключающий на опорный вход первого смесителя сигнал первого гетеродина для преобразования сигналов GPS или ГЛОНАСС. За счет соответствующего формирования частоты первого гетеродина первая промежуточная частота является постоянной для сигналов GPS и ГЛОНАСС и весь дальнейший тракт приемника, включающий второй смеситель и блок аналого-цифрового преобразования, реализуется как общий для этих сигналов. В состав средств для корреляционной обработки сигналов входят мультиплексор с постоянным запоминающим устройством, цифровой генератор литерных частот, генератор ПСП и цифровой коррелятор. В приемнике реализован мультиплексный (поочередный) режим работы по сигналам обеих систем GPS и ГЛОНАСС. Приемник не позволяет реализовать параллельную (многоканальную) обработку сигналов GPS и ГЛОНАСС, что увеличивает время, затрачиваемое на получение навигационной информации. Known, see, for example, [4, p. 158-161, fig. 9.8], an integrated receiver of single-channel consumer equipment operating on GPS and GLONASS signals in the frequency range L1. The integrated receiver contains a radio frequency signal converter GPS and GLONASS, a reference generator, means for correlation signal processing and means for calculations. The composition of the radio frequency converter includes a frequency splitter (“diplexer”), which carries out the frequency separation of GPS and GLONASS signals, bandpass filters of carriers and low-noise amplifiers of GPS and GLONASS channels, a switch that supplies GPS or GLONASS signals to the signal input of the first mixer, a switch that connects to the reference the input of the first mixer is the signal of the first local oscillator for converting GPS or GLONASS signals. Due to the corresponding formation of the frequency of the first local oscillator, the first intermediate frequency is constant for GPS and GLONASS signals and the entire further path of the receiver, including the second mixer and the analog-to-digital conversion unit, is realized as common to these signals. The composition of the means for correlation signal processing includes a multiplexer with read-only memory, a digital letter frequency generator, a memory bandwidth generator and a digital correlator. The receiver implements a multiplex (alternate) mode of operation based on the signals of both GPS and GLONASS systems. The receiver does not allow parallel (multichannel) processing of GPS and GLONASS signals, which increases the time taken to obtain navigation information.

Известен интегрированный приемник сигналов СРНС [5], в котором решается задача одновременного приема и многоканальной (параллельной) корреляционной обработки сигналов GPS и ГЛОНАСС с формированием выходных данных (отсчетов), привязанных к определенным меткам времени, формируемым в приемнике. Функционально законченная часть этого интегрированного приемника, обеспечивающая прием и обработку сигналов GPS и ГЛОНАСС частотного диапазона LI, известная из [5], принята в качестве прототипа. The integrated receiver of SRNS signals is known [5], in which the problem of simultaneous reception and multichannel (parallel) correlation processing of GPS and GLONASS signals with the formation of output data (samples) associated with specific timestamps generated in the receiver is solved. The functionally complete part of this integrated receiver, which provides reception and processing of GPS and GLONASS signals in the LI frequency range, known from [5], is adopted as a prototype.

Обобщенная структурная схема интегрированного приемника сигналов СРНС, принятого в качестве прототипа, представлена на фиг. 1. A generalized block diagram of an integrated SRNS signal receiver adopted as a prototype is shown in FIG. 1.

Приемник-прототип содержит (фиг. 1) радиочастотный преобразователь 1, вход которого образует сигнальный вход приемника ("GPS - ГЛОНАСС - L1"), N канальный цифровой коррелятор 2, содержащий каналы 3 (31, 32,..., 3N), сигнальные и тактовые входы которых соединены с соответствующими сигнальными и тактовым выходами ("GPS", "ГЛОНАСС", "Fт") радиочастотного преобразователя 1, вычислитель 4, связанный шиной обмена данными с каждым из N каналов 3 коррелятора 2, а также формирователь 5 сигналов меток времени, управляющий вход которого связан шиной обмена данными с вычислителем 4, тактовый вход связан с тактовым выходом (выходом тактового сигнала) радиочастотного преобразователя 1, а выход измерительных стробов - с соответствующими входами измерительных стробов каждого из N каналов 3 коррелятора 2.The prototype receiver contains (Fig. 1) a radio frequency converter 1, the input of which forms the signal input of the receiver ("GPS - GLONASS - L1"), N channel digital correlator 2, containing channels 3 (3 1 , 3 2 , ..., 3 N ), the signal and clock inputs of which are connected to the corresponding signal and clock outputs ("GPS", "GLONASS", "FT") of the RF converter 1, calculator 4, connected by a data exchange bus with each of the N channels 3 of correlator 2, and driver 5 signals of timestamps, the control input of which is connected by a bus data exchange with subtract with a splitter 4, the clock input is connected to the clock output (clock output) of the RF converter 1, and the output of the measuring gates to the corresponding inputs of the measuring gates of each of the N channels 3 of the correlator 2.

Формирователь 5 сигналов меток времени содержит счетчик 6, регистр 7 периода и формирователь 8 сигнала загрузки периода. Shaper 5 signals of timestamps contains a counter 6, a register 7 of the period and the shaper 8 of the signal load period.

Первый вход счетчика 6, являющийся входом тактового сигнала формирователя 5 меток времени, соединен с первым входом формирователя 8. Выход счетчика 6, являющийся выходом сигналов формируемой метки времени ("MB") интегрированного приемника (собственной метки времени приемника), соединен с вторым входом формирователя 8. The first input of the counter 6, which is the input of the clock signal of the shaper 5 time stamps, is connected to the first input of the shaper 8. The output of the counter 6, which is the output of the signals of the generated time stamp ("MB") of the integrated receiver (own time stamp of the receiver), is connected to the second input of the shaper eight.

В приемнике-прототипе сигналы метки времени, формируемые счетчиком 6, используются как измерительные стробы. Эти сигналы с выхода измерительных стробов формирователя 5 поступают на соответствующие входы каналов 3 коррелятора 2. In the receiver-prototype, the timestamp signals generated by the counter 6 are used as measuring gates. These signals from the output of the measuring gates of the shaper 5 are fed to the corresponding inputs of the channels 3 of the correlator 2.

Второй вход счетчика 6 соединен с выходом формирователя 8, который осуществляет синхронизацию записи периода формируемой метки времени. Третий вход счетчика 6 соединен с выходом регистра 7. Вход регистра 7, связанный с вычислителем 4, является управляющим входом формирователя 5. The second input of the counter 6 is connected to the output of the shaper 8, which synchronizes the recording period of the generated time stamp. The third input of the counter 6 is connected to the output of the register 7. The input of the register 7 associated with the transmitter 4 is the control input of the shaper 5.

Радиочастотный преобразователь 1 содержит входной блок, блок первого преобразования частоты сигналов GPS и ГЛОНАСС, первый и второй каналы второго преобразования частоты сигналов соответственно GPS и ГЛОНАСС, а также аппаратуру формирования сигналов тактовой и гетеродинных частот (на фиг. 1 не показаны). Входной блок радиочастотного преобразователя 1, осуществляющий предварительную фильтрацию входных сигналов GPS и ГЛОНАСС, выполняется на основе полосового фильтра. Блок первого преобразования частоты сигналов радиочастотного преобразователя 1, осуществляющий первое преобразование частоты сигналов GPS и ГЛОНАСС, выполняется на основе смесителя, при этом смеситель использует сигнал первой гетеродинной частоты (Fг1 = 1416 МГц), который формируется в радиочастотном преобразователе 1 аппаратурой формирования сигналов тактовой и гетеродинных частот. Первый и второй каналы второго преобразования частоты сигналов, осуществляющие второе преобразование частоты сигналов соответственно GPS и ГЛОНАСС, выполняются на основе полосовых фильтров, смесителей и блоков аналого-цифрового преобразования. Смесители первого и второго каналов используют соответственно сигналы второй и третьей гетеродинных частот (Fг2 = 173,9 МГц и Fг3 = 178,8 МГц), а блоки аналого-цифрового преобразования - сигнал удвоенной тактовой частоты (57,0 МГц), формируемые в радиочастотном преобразователе 1 аппаратурой формирования сигналов тактовой и гетеродинных частот. Выходы каналов второго преобразования частоты сигналов и выход тактового сигнала (сигнала тактовой частоты) аппаратуры формирования сигналов тактовой и гетеродинных частот радиочастотного преобразователя 1 образуют сигнальные ("GPS", "ГЛОНАСС") и тактовый ("Fт") выход радиочастотного преобразователя 1.The radio frequency converter 1 comprises an input unit, a first frequency conversion unit for GPS and GLONASS signals, first and second channels for a second frequency conversion for GPS and GLONASS signals, as well as clock and heterodyne signal generating equipment (not shown in Fig. 1). The input unit of the RF converter 1, which performs preliminary filtering of the GPS and GLONASS input signals, is based on a band-pass filter. The unit of the first frequency conversion of the signals of the RF converter 1, which carries out the first frequency conversion of the GPS and GLONASS signals, is based on the mixer, and the mixer uses the signal of the first heterodyne frequency (F g1 = 1416 MHz), which is generated in the RF converter 1 by the clock and heterodyne frequencies. The first and second channels of the second signal frequency conversion, performing the second signal frequency conversion of GPS and GLONASS, respectively, are performed on the basis of bandpass filters, mixers and analog-to-digital conversion units. Mixers first and second channel signals are used respectively the second and third heterodyne frequencies (F r2 = F 173.9 MHz and 178.8 MHz = r3) and analog-to-digital conversion - the doubled clock signal (57.0 MHz) generated in the radio frequency Converter 1 apparatus for the formation of clock signals and heterodyne frequencies. The outputs of the channels of the second signal frequency conversion and the output of the clock signal (clock signal) of the apparatus for generating the clock and local oscillation frequency signals of the RF converter 1 form the signal (GPS, GLONASS) and the clock (FT) output of the RF converter 1.

В N канальном цифровом корреляторе 2 каждый из каналов 3 (31, 32,..., 3N) содержит коммутатор входных сигналов, цифровые смесители, цифровой управляемый генератор несущей, цифровые демодуляторы (корреляторы), программируемую линию задержки, генератор опорного С/А кода, цифровой управляемый генератор кода, блоки накопления, регистр управления (на фиг. 1 не показаны). Сигнальные входы коммутатора входных сигналов являются сигнальными входами канала 3. Тактовые входы (входы тактового сигнала) блоков накопления, цифрового управляемого генератора несущей, цифрового управляемого генератора кода и программируемой линии задержки образуют тактовый вход (вход тактового сигнала) канала 3. Входы измерительных стробов цифрового управляемого генератора несущей, цифрового управляемого генератора кода и генератора опорного С/А кода образуют вход измерительных стробов канала 3. Выходы (выходы данных) блоков накопления и входы-выходы данных цифрового управляемого генератора несущей, цифрового управляемого генератора кода, генератора опорного С/А кода и регистра управления, образующие входы-выходы данных канала 3, связаны шиной обмена данными с вычислителем 4.In N channel digital correlator 2, each channel 3 (3 1 , 3 2 , ..., 3 N ) contains an input switch, digital mixers, a digital controlled carrier oscillator, digital demodulators (correlators), a programmable delay line, a reference C generator / A code, digital controlled code generator, accumulation units, control register (not shown in Fig. 1). The signal inputs of the input signal switch are the signal inputs of channel 3. The clock inputs (clock inputs) of the accumulation blocks, the digital controlled carrier generator, the digital controlled code generator and the programmable delay line form the clock input (clock signal) of channel 3. The inputs of the measuring gates of the digital controlled carrier generator, digital controlled code generator and reference C / A code generator form the input of the measuring gates of channel 3. The outputs (data outputs) of the Lenia inputs and outputs data of the digital controlled oscillator carrier managed digital code generator, the generator of the reference C / A code and a control register, forming input-output channel 3 data bus connected to communicate with the calculator 4.

Приемник-прототип работает следующим образом. The prototype receiver operates as follows.

Сигналы GPS и ГЛОНАСС частотного диапазона L1, принятые приемной антенной (на фиг. 1 не показана), поступают на сигнальный вход радиочастотного преобразователя 1. GPS and GLONASS signals of the frequency range L1, received by the receiving antenna (not shown in Fig. 1), are fed to the signal input of the RF converter 1.

В радиочастотном преобразователе 1 сигналы обеих систем GPS и ГЛОНАСС фильтруются в полосовом фильтре входного блока, преобразуются по частоте в смесителе блока первого преобразования частоты сигналов, затем разделяются по системам (GPS и ГЛОНАСС), преобразуются по частоте и подвергаются аналого-цифровому преобразованию в соответствующих каналах второго преобразования частоты сигналов. Для осуществления аналого-цифрового преобразования без потерь навигационной информации преобразуемые сигналы согласованы по частоте и спектру со значением частоты аналого-цифрового преобразования, т.е. частоты дискретизации по времени, таким образом, чтобы удовлетворить теореме отсчетов Найквиста-Котельникова. Согласование обеспечивается путем выбора определенных значений частоты аналого-цифрового преобразования и гетеродинных частот. В приемнике-прототипе значение частоты, определяющее частоту аналого-цифрового преобразования, выбрано 57,0 МГц. Выбор частоты аналого-цифрового преобразования произведен с учетом обеспечения возможности обработки сигналов ГЛОНАСС в диапазоне литерных частот i = 0 - 24. С учетом частоты аналого-цифрового преобразования выбраны согласованные значения гетеродинных частот Fг2 = 173,9 МГц (канал GPS) и Fг3 = 178,8 МГц (канал ГЛОНАСС) таким образом, чтобы средняя частота сигналов GPS и ГЛОНАСС на второй промежуточной частоте была бы близка к 14,25 МГц. Это обеспечивает возможность дискретизации сигналов с помощью 4-х битовых аналого-цифровых преобразователей с частотой 57,0 МГц (4 х 14,25 МГц), а также формирование последующих двухбитовых выборок синфазной и квадратурной составляющих сигналов GPS и ГЛОНАСС с частотой дискретизации в два раза меньшей, т.е. равной 28,5 МГц (2 х 14,25 МГц). Эти выборки в виде выходных сигналов радиочастотного преобразователя 1 поступают на сигнальные входы N каналов 3 (31, 32,..., 3N) коррелятора 2. На тактовые входы N каналов 3 (31, 32,..., 3N) коррелятора 2 поступает тактовый сигнал частотой Fт = 28,5 МГц, формируемый в радиочастотном преобразователе 1 аппаратурой формирования сигналов тактовой и гетеродинных частот.In the RF converter 1, the signals of both GPS and GLONASS systems are filtered in the bandpass filter of the input unit, converted by frequency in the mixer of the first signal frequency conversion unit, then separated by systems (GPS and GLONASS), converted by frequency and subjected to analog-to-digital conversion in the corresponding channels second signal frequency conversion. To implement analog-to-digital conversion without loss of navigation information, the converted signals are consistent in frequency and spectrum with the frequency value of analog-to-digital conversion, i.e. sampling rates over time, so as to satisfy the Nyquist-Kotelnikov sampling theorem. Coordination is ensured by selecting certain values of the frequency of the analog-to-digital conversion and heterodyne frequencies. In the receiver-prototype, the frequency value that determines the frequency of the analog-to-digital conversion, selected 57.0 MHz. The frequency of analog-to-digital conversion was selected taking into account the possibility of processing GLONASS signals in the range of letter frequencies i = 0 - 24. Given the frequency of analog-to-digital conversion, the coordinated values of heterodyne frequencies F g2 = 173.9 MHz (GPS channel) and F g3 = 178.8 MHz (GLONASS channel) so that the average frequency of GPS and GLONASS signals at the second intermediate frequency would be close to 14.25 MHz. This enables the sampling of signals using 4-bit analog-to-digital converters with a frequency of 57.0 MHz (4 x 14.25 MHz), as well as the formation of subsequent two-bit samples of the in-phase and quadrature components of the GPS and GLONASS signals with a sampling frequency of two times smaller, i.e. equal to 28.5 MHz (2 x 14.25 MHz). These samples in the form of output signals of the RF converter 1 are supplied to the signal inputs of N channels 3 (3 1 , 3 2 , ..., 3 N ) of correlator 2. At the clock inputs of N channels 3 (3 1 , 3 2 , ..., 3 N ) of the correlator 2 receives a clock signal with a frequency of Ft = 28.5 MHz, generated in the radio frequency Converter 1 by the apparatus for generating signals of the clock and heterodyne frequencies.

В N каналах 3 (31, 32,..., 3N) коррелятора 2 осуществляется цифровая корреляционная обработка сигналов N видимых спутников систем GPS и ГЛОНАСС в сочетании, определяемом командами, поступающими с вычислителя 4. В процессе корреляционной обработки сигналов N спутников в N каналах 3 определяется временное положение пиков корреляционных функций псевдошумовых сигналов соответствующих спутников, определяются радионавигационные параметры, используемые в расчетах местоположения. При этом отсчеты квазидальности, фазы несущей и числа циклов несущей производятся сигналами собственных меток времени, используемых в приемнике-прототипе в качестве измерительных стробов, поступающих с соответствующего выхода формирователя 5.In N channels 3 (3 1 , 3 2 , ..., 3 N ) of correlator 2, digital correlation processing of the signals of N visible satellites of GPS and GLONASS systems is performed in a combination determined by commands coming from calculator 4. In the process of correlation processing of signals of N satellites in N channels 3, the temporal position of the peaks of the correlation functions of the pseudo-noise signals of the respective satellites is determined, the radio navigation parameters used in the location calculations are determined. In this case, the readings of quasidality, phase of the carrier and the number of cycles of the carrier are made by the signals of their own time stamps, used in the prototype receiver as measuring gates coming from the corresponding output of the shaper 5.

При осуществлении корреляционной обработки сигналов спутников в каждом из каналов 3 (31, 32,..., 3N) коррелятора 2 осуществляются следующие операции. С помощью коммутатора входных сигналов выбираются сигналы одной из систем (GPS или ГЛОНАСС). Далее, с помощью цифровых смесителей осуществляется выделение сигналов определенного спутника выбранной системы и перенос спектра этих сигналов на основную полосу частот (на нулевую частоту), для чего используются опорные сигналы, формируемые цифровым управляемым генератором несущей. Далее, цифровые демодуляторы (корреляторы) осуществляют корреляцию сигналов спутника с точной "P" (Punctual) и разностной "E-L" (Early-Late) или ранней "E" (Early) копиями опорного С/А кода GPS или ГЛОНАСС соответственно. Указанные копии кода вырабатываются программируемой линией задержки, которая под управлением вычислителя 4 изменяет интервал между ранней и поздней копиями С/А кода от 0,1 до 1 длительности символа С/А кода и, следовательно, формирует "узкий дискриминатор" ("узкий коррелятор") в системе слежения за кодом, как это описано, в частности, в [6, 7, 8]. Опорные псевдослучайные С/А коды сигналов спутников СРНС GPS или ГЛОНАСС вырабатываются в каждом из каналов 3 генератором опорного С/А кода, получающим для этого тактовую частоту кода 1,023 МГц для GPS и 0,511 МГц для ГЛОНАСС, формируемую цифровым управляемым генератором кода. Выбор вида вырабатываемой псевдослучайной кодовой последовательности и значения тактовой частоты кода осуществляется на основе данных, поступающих с вычислителя 4. Результаты корреляции накапливаются в соответствующих блоках накопления. Период накопления равен периоду С/А кода, т.е. 1 мс. Накопленные данные периодически считываются вычислителем 4, в котором реализуются все алгоритмы обработки сигналов, т. е. алгоритмы поиска сигналов, слежения за несущей и кодом, обработка служебной информации. В соответствии с результатами корреляционной обработки сигналов спутников в каналах 3 коррелятора 2 вычислитель 4 формирует данные для работы каналов 3, в том числе значения несущей частоты для цифрового управляемого генератора несущей и значения тактовой частоты кода для цифрового управляемого генератора кода. Работа программируемой линии задержки, генератора опорного С/А кода, коммутатора входных сигналов определяется данными, формируемыми регистром управления под воздействием команд, поступающих с вычислителя 4.When performing correlation processing of satellite signals in each of the channels 3 (3 1 , 3 2 , ..., 3 N ) of correlator 2, the following operations are performed. Using the input signal switch, the signals of one of the systems (GPS or GLONASS) are selected. Further, using digital mixers, the signals of a particular satellite of the selected system are extracted and the spectrum of these signals is transferred to the main frequency band (to the zero frequency), for which reference signals generated by a digital controlled carrier oscillator are used. Further, digital demodulators (correlators) correlate satellite signals with the exact "P" (Punctual) and differential "EL" (Early-Late) or early "E" (Early) copies of the reference C / A GPS or GLONASS code, respectively. These copies of the code are generated by a programmable delay line, which, under the control of calculator 4, changes the interval between early and late copies of the C / A code from 0.1 to 1 of the C / A code symbol duration and, therefore, forms a "narrow discriminator"("narrowcorrelator" ) in the code tracking system, as described, in particular, in [6, 7, 8]. The reference pseudo-random C / A codes of the SRNS GPS or GLONASS satellites are generated in each of the channels 3 by the reference C / A code generator, which receives for this a clock frequency of 1.023 MHz for GPS and 0.511 MHz for GLONASS generated by a digital controlled code generator. The type of the generated pseudo-random code sequence and the code clock frequency value are selected based on the data received from the calculator 4. The correlation results are accumulated in the corresponding accumulation units. The accumulation period is equal to the period of the C / A code, i.e. 1 ms The accumulated data is periodically read by the calculator 4, in which all signal processing algorithms are implemented, i.e., signal search algorithms, carrier and code tracking, and service information processing. In accordance with the results of the correlation processing of satellite signals in the channels 3 of the correlator 2, the calculator 4 generates data for the operation of the channels 3, including the carrier frequency for the digital controlled carrier generator and the code clock for the digital controlled code generator. The work of the programmable delay line, the reference C / A code generator, the input signal switch is determined by the data generated by the control register under the influence of the commands coming from the calculator 4.

Формирование собственной метки времени, используемой в прототипе в качестве измерительного строба, осуществляется с помощью формирователя 5 следующим образом. В регистр 7 периода по сигналам, формируемым вычислителем 4, записывается число, определяющее значение периода следования формируемых меток времени. Это число в момент времени, устанавливаемый выходным сигналом формируемой метки времени счетчика 6 (сигналом переполнения счетчика 6), загружается в счетчик 6. При этом момент загрузки синхронизируется с помощью формирователя 8. Синхронизация осуществляется тактовым сигналом, поступающим на первый вход формирователя 8 с тактового выхода (выхода тактового сигнала) радиочастотного преобразователя 1. После загрузки счетчик 6 заполняется импульсами тактового сигнала до тех пор, пока не наступит переполнение. При переполнении на выходе счетчика 6 формируется новый сигнал временной метки и рассмотренный процесс повторяется. The formation of its own timestamp, used in the prototype as a measuring strobe, is carried out using the shaper 5 as follows. In the register 7 of the period according to the signals generated by the calculator 4, a number is written that determines the value of the period of succession of the generated time stamps. This number at a point in time, set by the output signal of the generated time stamp of counter 6 (overflow signal of counter 6), is loaded into counter 6. At the same time, the load time is synchronized using shaper 8. Synchronization is carried out by a clock signal supplied to the first input of shaper 8 from the clock output (output of the clock signal) of the RF converter 1. After loading, the counter 6 is filled with pulses of the clock signal until overflow occurs. When overflowing at the output of counter 6, a new signal of the time stamp is formed and the considered process is repeated.

Таким образом, в приемнике-прототипе формируемый сигнал метки времени - измерительный строб - представляет собой собственную временную метку, формируемую исходя из решения навигационной задачи. Наличие этой метки позволяет осуществить внутреннюю синхронизацию процессов корреляционной обработки и навигационных измерений, в частности, по этой метке времени производится отсчет квазидальности, фазы несущей и числа циклов несущей. Thus, in the receiver-prototype, the generated timestamp signal — the measuring strobe — represents its own timestamp, formed based on the solution of the navigation problem. The presence of this mark allows for internal synchronization of the processes of correlation processing and navigation measurements, in particular, the quasidality, phase of the carrier, and the number of cycles of the carrier are counted by this time stamp.

Технические средства, используемые в приемнике-прототипе, не решают задачу обеспечения возможности привязки процессов обработки и решения навигационной задачи к внешним временным сигналам, что затрудняет использование приемника-прототипа в составе радиотехнических систем и комплексов, работающих с общей синхронизацией, в частности, в резервируемых каналах, работающих как в режиме "ведущего" канала, так и "ведомого". The technical means used in the prototype receiver do not solve the problem of ensuring the possibility of linking the processing processes and solving the navigation problem to external temporary signals, which makes it difficult to use the prototype receiver as part of radio engineering systems and complexes operating with general synchronization, in particular, in redundant channels operating both in the "master" channel and the "slave" mode.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение возможности осуществлять синхронизацию процессов корреляционной обработки и решения навигационной задачи относительно внешних временных сигналов (в качестве которых могут выступать, в частности, синхронизирующие сигналы "ведущего" канала при резервировании каналов или сигналы внешнего хранителя времени), обеспечение возможности определять уход шкалы времени внешнего хранителя времени, а также обеспечение возможности соотносить (в режиме реального времени) получаемые навигационные данные с временными сигналами, характеризующими работу внешних исполнительных устройств, например, фотоаппаратуры, используемой при аэрофотосъемке. The problem to which the claimed invention is directed is to provide the ability to synchronize the processes of correlation processing and solving the navigation problem with respect to external time signals (which can be, in particular, the synchronizing signals of the "leading" channel when reserving channels or signals of an external time saver) , providing the ability to determine the departure of the time scale of the external time keeper, as well as providing the ability to relate time) received navigation data with temporary signals characterizing the operation of external actuators, for example, cameras used in aerial photography.

Сущность изобретения заключается в том, что в интегрированном приемнике сигналов спутниковых радионавигационных систем, содержащем радиочастотный преобразователь, вход которого образует сигнальный вход интегрированного приемника, N канальный цифровой коррелятор, сигнальные и тактовые входы каждого из каналов которого соединены с соответствующими выходами радиочастотного преобразователя, вычислитель, связанный шиной обмена данными с каждым из каналов N канального цифрового коррелятора, а также формирователь сигналов меток времени, выход измерительных стробов которого связан с соответствующими входами каждого из каналов N канального цифрового коррелятора, управляющий вход связан шиной обмена данными с вычислителем, а тактовый вход связан с выходом тактового сигнала радиочастотного преобразователя, при этом формирователь сигналов меток времени содержит счетчик, первый вход которого является входом тактового сигнала, а выход - выходом сигналов собственной метки времени интегрированного приемника, регистр периода и формирователь сигнала загрузки периода, первый вход, выход и второй вход которого соединены соответственно с первым входом, вторым входом и выходом счетчика, причем третий вход счетчика соединен с выходом регистра периода, вход которого является управляющим входом формирователя сигналов меток времени, в формирователь сигналов меток времени дополнительно введены первый и второй блоки синхронизации, сигнальные входы которых являются входами сигналов первой и второй внешних меток времени интегрированного приемника, а тактовые входы соединены с первым входом счетчика, регистр временного положения второй внешней метки времени, коммутатор и регистр управления коммутатором, вход которого соединен шиной обмена данными с вычислителем, а выход - с управляющим входом коммутатора, выход которого является выходом измерительных стробов формирователя сигналов меток времени, при этом первый сигнальный вход коммутатора соединен с выходом счетчика, второй сигнальный вход коммутатора соединен с выходом первого блока синхронизации, выход второго блока синхронизации соединен с первым входом регистра временного положения второй внешней метки, другой вход которого связан с выходами разрядов счетчика, а выход является дополнительным выходом формирователя сигналов меток времени. The essence of the invention lies in the fact that in an integrated signal receiver of satellite radio navigation systems containing a radio frequency converter, the input of which forms the signal input of the integrated receiver, N channel digital correlator, the signal and clock inputs of each channel of which are connected to the corresponding outputs of the radio frequency converter, a calculator connected a bus for exchanging data with each of the channels N of the channel digital correlator, as well as a signal generator of time stamps, the output of the measurement gates of which is connected to the corresponding inputs of each channel N of the channel digital correlator, the control input is connected by a data exchange bus with the calculator, and the clock input is connected to the output of the clock signal of the radio-frequency converter, while the time stamp signal generator contains a counter, the first input of which is an input the clock signal, and the output is the output of the own timestamp signals of the integrated receiver, the period register and the period load signal shaper, the first the input, output and second input of which are connected respectively to the first input, second input and output of the counter, the third input of the counter connected to the output of the period register, the input of which is the control input of the time stamp signal generator, the first and second blocks are additionally introduced into the time stamp signal generator synchronization, the signal inputs of which are the inputs of the signals of the first and second external time stamps of the integrated receiver, and the clock inputs are connected to the first input of the counter, time register the position of the second external time stamp, the switch and the control register of the switch, the input of which is connected by the data exchange bus with the calculator, and the output is connected to the control input of the switch, the output of which is the output of the measuring gates of the time stamp signal generator, while the first signal input of the switch is connected to the output counter, the second signal input of the switch is connected to the output of the first synchronization unit, the output of the second synchronization unit is connected to the first input of the temporary position register of the second external label, the other input of which is connected with the outputs of the bits of the counter, and the output is an additional output of the signal generator of the time stamps.

Сущность заявляемого изобретения, возможность его осуществления и промышленного использования поясняются чертежами, представленными на фиг. 1 - 5, где:
на фиг. 1 изображена обобщенная структурная схема приемника-прототипа;
на фиг. 2 представлена структурная схема заявляемого интегрированного приемника сигналов СРНС в рассматриваемом примере реализации;
на фиг. 3 представлена структурная схема радиочастотного преобразователя интегрированного приемника сигналов СРНС в рассматриваемом примере реализации;
на фиг. 4 представлена структурная схема одного канала N канального цифрового коррелятора заявляемого приемника сигналов СРНС в рассматриваемом примере реализации;
на фиг. 5 представлена схема, поясняющая прохождение измерительных стробов и тактового сигнала в канале N канального цифрового коррелятора заявляемого приемника сигналов СРНС в рассматриваемом примере реализации.
The essence of the claimed invention, the possibility of its implementation and industrial use are illustrated by the drawings shown in FIG. 1 - 5, where:
in FIG. 1 shows a generalized block diagram of a prototype receiver;
in FIG. 2 presents a structural diagram of the inventive integrated receiver of the SRNS signals in this example implementation;
in FIG. 3 is a structural diagram of a radio frequency converter of an integrated receiver of SRNS signals in the considered implementation example;
in FIG. 4 is a structural diagram of one channel N of a channel digital correlator of the inventive SRNS signal receiver in this implementation example;
in FIG. 5 is a diagram explaining the passage of the measurement gates and the clock signal in channel N of the channel digital correlator of the inventive SRNS signal receiver in the present implementation example.

Заявляемый интегрированный приемник сигналов СРНС в рассматриваемом примере реализации содержит, см. фиг. 2 - 5, радиочастотный преобразователь 1, вход которого образует сигнальный вход ("GPS - ГЛОНАСС - L1") интегрированного приемника, N канальный цифровой коррелятор 2, содержащий N каналов 3 (31, 32,..., 3N), сигнальные и тактовые входы которых соединены с соответствующими выходами ("GPS", "ГЛОНАСС", "Fт") радиочастотного преобразователя 1, вычислитель 4, связанный шиной обмена данными с каждым из N каналов 3 (31, 32,..., 3N) коррелятора 2, а также формирователь 5 сигналов меток времени, управляющий вход которого связан шиной обмена данными с вычислителем 4, тактовый вход связан с тактовым выходом (выходом тактового сигнала) радиочастотного преобразователя 1, а выход измерительных стробов ("Fи") связан с соответствующими входами каждого из N каналов 3 (31, 32,..., 3N) коррелятора 2.The inventive integrated receiver of the SRNS signals in this example implementation contains, see Fig. 2 - 5, the RF Converter 1, the input of which forms the signal input ("GPS - GLONASS - L1") of the integrated receiver, N channel digital correlator 2, containing N channels 3 (3 1 , 3 2 , ..., 3 N ), the signal and clock inputs of which are connected to the corresponding outputs ("GPS", "GLONASS", "FT") of the RF converter 1, transmitter 4, connected by a data exchange bus with each of N channels 3 (3 1 , 3 2 , ..., 3 N ) of the correlator 2, as well as the driver 5 signals of the timestamps, the control input of which is connected by a data exchange bus with the transmitter 4, the clock the stroke is connected with the clock output (clock output) of the RF converter 1, and the output of the measuring gates ("F") is connected with the corresponding inputs of each of the N channels 3 (3 1 , 3 2 , ..., 3 N ) of the correlator 2.

Формирователь 5 сигналов меток времени содержит счетчик 6, регистр 7 периода, формирователь 8 сигнала загрузки периода, первый 9 и второй 10 блоки синхронизации, регистр 11 временного положения второй внешней метки времени, коммутатор 12 и регистр 13 управления коммутатором. The time stamp signal generator 5 comprises a counter 6, a period register 7, a period load signal generator 8, the first 9 and second 10 synchronization blocks, a temporary position register 11 of the second external time stamp, the switch 12 and the switch control register 13.

Первый вход счетчика 6, являющийся входом тактового сигнала формирователя 5 сигналов меток времени, соединен с первым входом формирователя 8 сигнала загрузки периода и тактовыми входами первого 9 и второго 10 блоков синхронизации, сигнальные входы которых являются входами сигналов первой ("ВМВ1") и второй ("ВМВ2") внешних меток времени интегрированного приемника. Выход счетчика 6, являющийся выходом сигналов собственной метки времени ("MB") интегрированного приемника, соединен с вторым входом формирователя 8 сигнала загрузки периода и первым сигнальным входом коммутатора 12, выход которого является выходом измерительных стробов ("Fи") формирователя 5 сигналов меток времени, связанным с соответствующими входами каналов 3 коррелятора 2. Второй вход счетчика 6 соединен с выходом формирователя 8 сигнала загрузки периода. Третий вход счетчика 6 соединен с выходом регистра 7 периода, вход которого, являющийся управляющим входом формирователя 5 сигналов меток времени, связан шиной обмена данными с вычислителем 4. Вход регистра 13 управления коммутатором связан шиной обмена данными с вычислителем 4, а выход - с управляющим входом коммутатора 12. Второй сигнальный вход коммутатора 12 соединен с выходом первого блока синхронизации 9. Выход второго блока синхронизации 10 соединен с первым входом регистра 11 временного положения второй внешней метки времени, выход которого является дополнительным выходом формирователя 5 сигналов меток времени "tВМВ2" - выходом значений времени прихода второй внешней метки времени. Второй вход регистра 11 связан с выходами разрядов счетчика 6.The first input of the counter 6, which is the input of the clock signal of the shaper 5 of the timestamp signals, is connected to the first input of the shaper 8 of the load signal of the period and the clock inputs of the first 9 and second 10 synchronization blocks, the signal inputs of which are the inputs of the signals of the first ("WW1") and second ( "BMB2") of the external time stamps of the integrated receiver. The output of the counter 6, which is the output of the own timestamp ("MB") signals of the integrated receiver, is connected to the second input of the period load signal generator 8 and the first signal input of the switch 12, the output of which is the output of the measuring gates ("Fi") of the time stamp signal 5 associated with the corresponding inputs of the channels 3 of the correlator 2. The second input of the counter 6 is connected to the output of the driver 8 of the load signal period. The third input of the counter 6 is connected to the output of the register 7 of the period, the input of which, which is the control input of the shaper 5 of the timestamp signals, is connected by a data exchange bus with a calculator 4. The input of the switch control register 13 is connected by a data exchange bus with a computer 4, and the output is connected to a control input switch 12. The second signal input of switch 12 is connected to the output of the first synchronization block 9. The output of the second synchronization block 10 is connected to the first input of the temporary position register 11 of the second external time stamp, the output of which of the second is the additional output of the shaper 5 signals of the time stamps "t ВМВ2 " - the output of the values of the time of arrival of the second external time stamp. The second input of the register 11 is connected with the outputs of the bits of the counter 6.

В заявляемом интегрированном приемнике радиочастотный преобразователь 1 может быть выполнен, например, в соответствии со структурной схемой, представленной на фиг. 3. В обобщенном виде эта схема является известной, в частности, она соответствует обобщенной структурной схеме радиочастотного преобразователя приемника-прототипа [5] . В рассматриваемом примере реализации радиочастотный преобразователь 1 содержит (фиг. 3) входной блок 14, подключенный к его выходу блок 15 первого преобразования частоты сигналов GPS и ГЛОНАСС, а также подключенные к выходу блока 15 первый 16 и второй 17 каналы второго преобразования частоты сигналов соответственно GPS и ГЛОНАСС. К входу блока 14 подключается приемная антенна (на фиг. 3 не показана). В состав радиочастотного преобразователя 1 входит также аппаратура 18 формирования сигналов тактовой и гетеродинных частот. In the inventive integrated receiver, the radio frequency converter 1 can be performed, for example, in accordance with the structural diagram shown in FIG. 3. In a generalized form, this circuit is known, in particular, it corresponds to a generalized block diagram of the radio frequency converter of the prototype receiver [5]. In the present example of implementation, the RF converter 1 contains (Fig. 3) an input unit 14, a unit 15 for first converting the frequency of GPS and GLONASS signals connected to its output, and also channels 16 of the second signal frequency converting second and second GPS channels connected to the output of unit 15, respectively GPS and GLONASS. A receiving antenna is connected to the input of block 14 (not shown in FIG. 3). The composition of the radio frequency Converter 1 also includes equipment 18 for generating signals of clock and local oscillation frequencies.

Канал 16 второго преобразования частоты сигналов радиочастотного преобразователя 1 (канал второго преобразования частоты сигналов GPS) содержит последовательно соединенные фильтр 19, вход которого является входом канала, смеситель 20 и блок 21 аналого-цифрового преобразования, выход которого образует выход канала - выход преобразованных сигналов GPS. Channel 16 of the second frequency conversion signal of the RF converter 1 (channel of the second frequency conversion of GPS signals) contains a series-connected filter 19, the input of which is the channel input, mixer 20 and the analog-to-digital conversion unit 21, the output of which forms the channel output - the output of the converted GPS signals.

Канал 17 второго преобразования частоты сигналов радиочастотного преобразователя 1 (канал второго преобразования частоты сигналов ГЛОНАСС) содержит последовательно соединенные фильтр 22, вход которого является входом канала, смеситель 23 и блок 24 аналого-цифрового преобразования, выход которого образует выход канала - выход преобразованных сигналов ГЛОНАСС. Channel 17 of the second frequency conversion of the signals of the RF converter 1 (channel of the second GLONASS signal frequency conversion) contains a series-connected filter 22, the input of which is the channel input, a mixer 23 and an analog-to-digital conversion unit 24, the output of which forms the channel output — the output of the converted GLONASS signals.

В радиочастотном преобразователе 1 блок 14, решающий задачу предварительной фильтрации входных сигналов GPS и ГЛОНАСС, содержит по крайней мере один полосовой фильтр; блок 15 радиочастотного преобразователя 1, решающий задачу первого преобразования частоты сигналов GPS и ГЛОНАСС, содержит по крайней мере один смеситель; в состав смесителей 20, 23 каналов 16, 17 входят усилители, например, усилители с регулируемым коэффициентом усиления, а блоки 21, 24 аналого-цифрового преобразования могут быть выполнены, например, в виде пороговых устройств, реализующих функцию двухбитовых квантователей по уровню. In radio frequency converter 1, block 14, which solves the problem of preliminary filtering the input GPS and GLONASS signals, contains at least one band-pass filter; unit 15 of the radio frequency Converter 1, solving the problem of the first frequency conversion of GPS and GLONASS signals, contains at least one mixer; the mixers 20, 23 of channels 16, 17 include amplifiers, for example, amplifiers with adjustable gain, and analog-to-digital conversion units 21, 24 can be performed, for example, in the form of threshold devices that implement the function of two-bit quantizers in level.

Аппаратура 18 формирования сигналов тактовой и гетеродинных частот содержит перестраиваемые синтезаторы частоты, работающие от опорного генератора. В состав аппаратуры 18, при необходимости, могут входить переключаемые делители (умножители) частоты, обеспечивающие в совокупности с синтезаторами формирование требуемой сетки тактовой и гетеродинных частот. При этом, выход сигнала первой гетеродинной частоты ("Fг1") аппаратуры 18 связан с опорным входом блока 15, образованным опорным входом соответствующего смесителя, выходы сигналов второй ("Fг2") и третьей ("Fг3") гетеродинных частот аппаратуры 18 связаны с опорными входами смесителей 20, 23 каналов 16, 17. Выход сигнала тактовой частоты ("Fт") аппаратуры 18, являющийся выходом тактового сигнала радиочастотного преобразователя 1, связан с соответствующими тактовыми входами каналов 3 коррелятора 2 и тактовым входом формирователя 5 сигналов меток времени (фиг. 2). Вход управляющего сигнала ("Uуп") аппаратуры 18 предназначен для сигналов, обеспечивающих, при необходимости, перестройку (переключение) элементов аппаратуры 18 (синтезаторов, делителей частоты). Вход управляющего сигнала подключается, например, к вычислителю 4 посредством шины обмена данными (на фигурах не показано).The apparatus 18 for generating clock and heterodyne signals contains tunable frequency synthesizers operating from a reference generator. The equipment 18, if necessary, may include switchable frequency dividers (multipliers), which, together with synthesizers, provide the formation of the required grid of clock and heterodyne frequencies. Moreover, the signal output of the first heterodyne frequency ("F g1 ") of the equipment 18 is connected to the reference input of block 15 formed by the reference input of the corresponding mixer, the signal outputs of the second ("F g2 ") and third ("F g3 ") heterodyne frequencies of the equipment 18 are connected to the reference inputs of the mixers 20, 23 of the channels 16, 17. The output of the clock signal ("FT") of the equipment 18, which is the output of the clock signal of the RF converter 1, is connected with the corresponding clock inputs of the channels 3 of the correlator 2 and the clock input of the driver 5 of the time stamp signals ( u. 2). The input control signal ("U up ") of the equipment 18 is intended for signals that provide, if necessary, the restructuring (switching) of the elements of the equipment 18 (synthesizers, frequency dividers). The input of the control signal is connected, for example, to the calculator 4 via the data exchange bus (not shown in the figures).

Выходы каналов 16 и 17, являющиеся выходами радиочастотного преобразователя 1, подключены к соответствующим сигнальным входам N канального цифрового коррелятора 2. The outputs of channels 16 and 17, which are the outputs of the RF converter 1, are connected to the corresponding signal inputs of the N channel digital correlator 2.

В заявляемом интегрированном приемнике каналы 3 N канального цифрового коррелятора 2 могут реализовываться, например, в соответствии со структурной схемой канала, представленной на фиг. 4. В обобщенном виде эта схема является известной, в частности, она соответствует обобщенной структурной схеме одного канала N канального цифрового коррелятора приемника-прототипа [5]. В рассматриваемом примере реализации канал 3 N канального цифрового коррелятора 2 содержит (фиг. 4) коммутатор 25 входных сигналов, блоки 26, 27, 28 и 29 накопления, цифровой управляемый генератор 30 несущей, регистр 31 управления, цифровой управляемый генератор 32 кода, генератор 33 опорного С/А кода (GPS и ГЛОНАСС), программируемую линию задержки 34, цифровые смесители 35 и 36 соответственно синфазного и квадратурного каналов корреляционной обработки, корреляторы (цифровые демодуляторы) 37, 38, 39, 40. In the inventive integrated receiver, the channels 3 N of the channel digital correlator 2 can be implemented, for example, in accordance with the channel block diagram shown in FIG. 4. In a generalized form, this scheme is known, in particular, it corresponds to a generalized structural scheme of one channel N of the channel digital correlator of the prototype receiver [5]. In the present example of implementation, channel 3 N of the channel digital correlator 2 contains (Fig. 4) an input signal switch 25, accumulation blocks 26, 27, 28 and 29, a digital controlled carrier generator 30, a control register 31, a digital controlled code generator 32, a generator 33 reference C / A code (GPS and GLONASS), programmable delay line 34, digital mixers 35 and 36, respectively, in-phase and quadrature channels of correlation processing, correlators (digital demodulators) 37, 38, 39, 40.

Выходы данных блоков накопления 26 - 29, входы-выходы данных цифрового управляемого генератора 30 несущей, регистра 31 управления, цифрового управляемого генератора 32 кода и генератора 33 опорного С/А кода связаны посредством шины обмена данными с вычислителем 4. Первый ("GPS") и второй ("ГЛОНАСС") сигнальные входы коммутатора 25, являющиеся сигнальными входами канала 3, подключены к соответствующим сигнальным выходам радиочастотного преобразователя 1. Тактовые входы блоков 26 - 29 накопления, цифрового управляемого генератора 30 несущей, цифрового управляемого генератора 32 кода, программируемой линии задержки 34, образующие тактовый вход (вход тактового сигнала) канала 3, подключены к тактовому выходу (выходу тактового сигнала) радиочастотного преобразователя 1. Входы измерительных стробов цифрового управляемого генератора 30 несущей, цифрового управляемого генератора 32 кода и генератора 33 опорного С/А кода, образующие вход измерительных стробов канала 3, подключены к выходу измерительных стробов формирователя 5 сигналов меток времени. Управляющий вход коммутатора 25 подключен к первому выходу регистра 31 управления. Второй и третий выходы регистра 31 управления подключены соответственно к управляющему входу программируемой линии задержки 34 и первому управляющему входу генератора 33 опорного С/А кода. Выход коммутатора 25 соединен с первыми входами цифровых смесителей 35 и 36, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам цифрового управляемого генератора 30 несущей. Выходы цифровых смесителей 35 и 36 соединены с первыми входами корреляторов (цифровых демодуляторов) 37, 38 и 39, 40 соответственно. Вторые входы корреляторов (цифровых демодуляторов) 37, 40 и 38, 39 соединены с соответствующими выходами программируемой линии задержки 34 - выходами точной "P" (Punctual) и разностной "E-L" (Early-Late) или ранней "E" (Early) копий опорного С/А кода. Сигнальный вход программируемой линии задержки 34 соединен с выходом генератора 33 опорного С/А кода, формирующего С/А код GPS или ГЛОНАСС в зависимости от команд, поступающих от вычислителя 4. Второй управляющий вход генератора 33 опорного С/А кода подключен к выходу цифрового управляемого генератора 32 кода. Выходы корреляторов 37 - 40 подключены соответственно ко входам блоков 26 - 29 накопления. The data outputs of the accumulation units 26 - 29, the data input-outputs of the digital controlled generator 30 of the carrier, the register 31, the digital controlled generator 32 of the code and the generator 33 of the reference C / A code are connected via a data bus with the transmitter 4. The first ("GPS") and the second (GLONASS) signal inputs of the switch 25, which are the signal inputs of channel 3, are connected to the corresponding signal outputs of the RF converter 1. The clock inputs of the storage units 26 - 29, the digital controlled carrier generator 30, and the digital control the inventive code generator 32, programmable delay line 34, forming the clock input (clock signal) of channel 3, are connected to the clock output (clock signal) of the RF converter 1. The inputs of the measuring gates of the digital controlled generator 30 of the carrier, the digital controlled generator 32 of the code and generator 33 reference C / A codes forming the input of the measuring gates of channel 3 are connected to the output of the measuring gates of the shaper 5 of the timestamp signals. The control input of the switch 25 is connected to the first output of the control register 31. The second and third outputs of the control register 31 are connected respectively to the control input of the programmable delay line 34 and the first control input of the generator 33 of the reference C / A code. The output of the switch 25 is connected to the first inputs of the digital mixers 35 and 36, the second inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the digital controlled carrier generator 30. The outputs of the digital mixers 35 and 36 are connected to the first inputs of the correlators (digital demodulators) 37, 38 and 39, 40, respectively. The second inputs of the correlators (digital demodulators) 37, 40 and 38, 39 are connected to the corresponding outputs of the programmable delay line 34 - outputs exact "P" (Punctual) and differential "EL" (Early-Late) or early "E" (Early) copies reference C / A code. The signal input of the programmable delay line 34 is connected to the output of the generator 33 of the reference C / A code, forming a C / A GPS or GLONASS code depending on the commands received from the calculator 4. The second control input of the generator 33 of the reference C / A code is connected to the digital controlled output 32 code generator. The outputs of the correlators 37 - 40 are connected respectively to the inputs of the blocks 26 - 29 accumulation.

Пример, иллюстрирующий прохождение тактового сигнала и измерительных стробов в канале 3 коррелятора 2, представлен на фиг. 5. Так, в цифровом управляемом генераторе 30 несущей измерительные стробы ("Fи") поступают на первые входы регистров 41 и 42, а тактовый сигнал ("Fт") - на первый вход накапливающего сумматора 43. Второй вход регистра 41 связан при этом с выходами разрядов накапливающего сумматора 43, второй вход регистра 42 - с выходом счетчика циклов 44, вход которого связан с выходом одного из разрядов накапливающего сумматора 43. Вход данных кода частоты несущей накапливающего сумматора 43, выход данных отсчета фазы несущей регистра 41 и выход данных отсчета числа циклов (периодов) несущей регистра 42, образующие вход-выход данных цифрового управляемого генератора 30 несущей, связаны шиной обмена данными с вычислителем 4. В цифровом управляемом генераторе 32 кода измерительные стробы ("Fи") поступают на первый вход регистра 45, а тактовый сигнал ("Fт") - на первый вход накапливающего сумматора 46. Второй вход регистра 45 при этом связан с выходами разрядов накапливающего сумматора 46, вход данных частоты С/А кода сумматора 46 и выход данных отсчета долей символа регистра 45, образующие вход-выход данных цифрового управляемого генератора 32 кода, связаны шиной обмена данными с вычислителем 4. В генераторе 33 опорного С/А кода измерительные стробы ("Fи") поступают на первые входы регистров 47 и 48. Второй вход регистра 47 при этом связан с выходом счетчика 49, второй вход регистра 48 - с выходом счетчика эпох 50. Входы счетчиков 49, 50 связаны с первым выходом генератора 51 псевдослучайной последовательности (ПСП), представляющим собой выход сигнала эпохи С/А кода (импульсов с периодом 1 мс). Второй выход генератора 51, являющийся выходом ПСП генератора 33 опорного С/А кода, связан с сигнальным входом программируемой линии задержки 34 (фиг. 4). Тактовые входы счетчика 49 и генератора ПСП 51, образующие второй управляющий вход генератора 33 опорного С/А кода, связаны с соответствующим выходом накапливающего сумматора 46 цифрового управляемого генератора 32 кода. Вход данных начальной фазы генератора 51 ПСП, вход данных начальной фазы счетчика эпох 50, выход данных отсчета числа символов регистра 47 и выход данных отсчета числа миллисекундных эпох регистра 48, образующие вход-выход данных генератора 33 опорного С/А кода, связаны шиной обмена данными с вычислителем 4. An example illustrating the passage of a clock signal and measuring gates in channel 3 of correlator 2 is shown in FIG. 5. So, in the digital controlled generator 30 of the carrier, measuring gates ("F") are supplied to the first inputs of registers 41 and 42, and a clock signal ("F") is supplied to the first input of accumulating adder 43. The second input of register 41 is connected with the outputs of the bits of the accumulating adder 43, the second input of the register 42 with the output of the cycle counter 44, the input of which is connected to the output of one of the bits of the accumulating adder 43. The data input of the carrier frequency code of the accumulating adder 43, the output of the phase reference data of the register register 41 and the output of the number counting data cyclo (periods) of the carrier register 42, forming the input-output data of the digital controlled generator 30 of the carrier, are connected by a data bus with the calculator 4. In the digital controlled generator 32 of the code measuring strobes ("Fi") are supplied to the first input of the register 45, and the clock signal ( "FT") - to the first input of the accumulating adder 46. The second input of the register 45 is connected with the outputs of the bits of the accumulating adder 46, the input of the frequency data C / A of the code of the adder 46 and the output of the data of the readout of the fractions of the register symbol 45, forming the input-output of the digital data management The current code generator 32 is connected by a data exchange bus with the calculator 4. In the reference C / A code generator 33, measuring strobes ("Fi") are supplied to the first inputs of the registers 47 and 48. The second input of the register 47 is connected with the output of the counter 49, the second the input of the register 48 is with the output of the epoch counter 50. The inputs of the counters 49, 50 are connected to the first output of the pseudo-random sequence generator (PSP) 51, which is the signal output from the C / A code era (pulses with a period of 1 ms). The second output of the generator 51, which is the output of the SRP generator 33 of the reference C / A code, is connected to the signal input of the programmable delay line 34 (Fig. 4). The clock inputs of the counter 49 and the generator PSP 51, forming the second control input of the generator 33 of the reference C / A code, are associated with the corresponding output of the accumulating adder 46 of the digital controlled code generator 32. The input data of the initial phase of the generator 51 PSP, the data input of the initial phase of the counter of epochs 50, the output of the data of the count of the number of characters of the register 47 and the output of the data of the count of the number of millisecond eras of the register 48, forming the input-output of the data of the generator 33 of the reference C / A code, are connected by a data exchange bus with calculator 4.

Составляющие заявляемый интегрированный приемник элементы, узлы, блоки являются известными элементами, узлами и блоками, практически используемыми в технике приема и корреляционной обработки сигналов СРНС. Components of the inventive integrated receiver elements, nodes, blocks are known elements, nodes and blocks, practically used in the technique of reception and correlation processing of SRNS signals.

Так, в радиочастотном преобразователе 1 входной блок 14 может быть реализован, например, на базе стандартных керамических фильтров; блок 15 первого преобразования частоты сигналов может быть реализован, например, на базе стандартного смесителя - микросхемы типа МС13142 фирмы MOTOROLA; фильтры 19, 22 могут быть реализованы в виде полосовых фильтров на поверхностно-акустических волнах (ПАВ), например, аналогично описанных в [9, с. 17-220]; смесители 20, 23 и входящие в их состав усилители с регулируемым коэффициентом усиления могут быть реализованы, например, с использованием микросхем типа UPC2753 фирмы NEC; блоки 21, 24 аналого-цифрового преобразования могут быть реализованы с использованием сдвоенных компараторов, например микросхем типа МАХ 962 фирмы MAXIM. So, in the RF Converter 1, the input unit 14 can be implemented, for example, on the basis of standard ceramic filters; block 15 of the first signal frequency conversion can be implemented, for example, on the basis of a standard mixer - microcircuit type MC13142 company MOTOROLA; filters 19, 22 can be implemented as band-pass filters on surface acoustic waves (SAWs), for example, similarly described in [9, p. 17-220]; mixers 20, 23 and their amplifiers with adjustable gain can be implemented, for example, using NEC type UPC2753 microcircuits; the analog-to-digital conversion units 21, 24 can be implemented using dual comparators, for example, MAXIM type IC chips 962.

Аппаратура 18 формирования сигналов тактовой и гетеродинных частот может быть реализована с использованием стандартных элементов, например, микросхемы типа TEMPUS-LVA фирмы MOTOROLA (термокомпенсированный кварцевый генератор с частотой 15,36 МГц) для реализации опорного генератора, микросхем типа MC13142 фирмы MOTOROLA (генератор, управляемый напряжением) и микросхем типа LMX2330 фирмы NATIONAL SEMICONDUCTOR (блок фазовой автоподстройки частоты) для реализации управляемых (переключаемых) синтезаторов частоты стандартной конфигурации [10, с. 2-3...2-14, фиг. 6], а также микросхем типа МС12095, МС 12093 фирмы MOTOROLA (делители частоты на два, четыре) для построения делителей частоты. Instrumentation 18 for generating clock and local oscillation signals can be implemented using standard elements, for example, TEMPUS-LVA microcircuits from MOTOROLA (thermally compensated quartz oscillator with a frequency of 15.36 MHz) for implementing a reference oscillator, microcircuits such as MC13142 from MOTOROLA (oscillator controlled voltage) and microcircuit type LMX2330 manufactured by NATIONAL SEMICONDUCTOR (phase locked loop) for implementing controlled (switched) frequency synthesizers of standard configuration [10, p. 2-3 ... 2-14, FIG. 6], as well as microcircuits of type MC12095, MS 12093 from MOTOROLA (frequency dividers into two, four) for constructing frequency dividers.

N канальный цифровой коррелятор 2 с рассмотренной структурой выполнения каналов 3 совместно с формирователем 5 сигналов меток времени при практической реализации может быть выполнен в виде СБИС (специализированной большой интегральной схемы) с использованием библиотек стандартных элементов, например фирм SAMSUNG ELECTRONICS или SGS TOMSON. The N channel digital correlator 2 with the considered structure of channels 3 execution together with the time stamp signal generator 5 can be implemented in the form of VLSI (specialized large integrated circuit) using standard element libraries, for example, SAMSUNG ELECTRONICS or SGS TOMSON.

Вычислитель 4 реализуется как микроЭВМ стандартной конфигурации, содержащая стандартные элементы - процессор, контроллер, оперативное, постоянное, перепрограммируемое постоянное запоминающие устройства, интерфейсы, порты ввода-вывода данных. Функционирование вычислителя 4 осуществляется по стандартным алгоритмам навигационного вычислителя многоканального приемника сигналов СРНС. Calculator 4 is implemented as a microcomputer of a standard configuration, containing standard elements - a processor, controller, operational, permanent, reprogrammable read-only memory devices, interfaces, data input-output ports. The functioning of the calculator 4 is carried out according to the standard algorithms of the navigation calculator of the multichannel receiver of SRNS signals.

Работу заявляемого интегрированного приемника СРНС рассмотрим на примере приема и обработки сигналов GPS и ГЛОНАСС, промодулированных кодами стандартной точности (С/А кодами) в диапазоне частот L1, для случая, когда сигналами ГЛОНАСС являются сигналы с литерными частотами i = 0 - 12 или i =-7 - 4, устанавливаемых в соответствие с [1]. The operation of the inventive integrated SRNS receiver will be considered using the example of receiving and processing GPS and GLONASS signals modulated with standard accuracy codes (C / A codes) in the frequency range L1, for the case when the GLONASS signals are signals with letter frequencies i = 0 - 12 or i = -7 - 4, set in accordance with [1].

Заявляемый интегрированный приемник работает следующим образом. The inventive integrated receiver operates as follows.

Принятые антенной сигналы GPS и ГЛОНАСС частотного диапазона L1 поступают на сигнальный вход радиочастотного преобразователя 1, то есть на вход входного блока 14 (фиг. 2, 3). Сигналы GPS диапазона L1 занимают частотные полосы (1571, 328 - 1579,512) МГц шириной ΔF = 8,184 МГц (по четыре лепестка в спектре сигнала в обе стороны от несущей для реализации "узкого коррелятора"), а сигналы ГЛОНАСС диапазона L1 занимают частотные полосы (1599,956 - 1610,794) МГц шириной ΔF = 10,838 МГц (случай литерных частот "0" - "12") и (1596,019 - 1606,294) МГц, ΔF = 10,2755 МГц (случай литерных частот "-7" - "4"). The GPS and GLONASS signals of the frequency range L1 received by the antenna are fed to the signal input of the RF converter 1, that is, to the input of the input unit 14 (Fig. 2, 3). GPS signals of the L1 range occupy frequency bands (1571, 328 - 1579.512) MHz with a width of ΔF = 8.184 MHz (four lobes in the signal spectrum on both sides of the carrier to implement a “narrow correlator”), and GLONASS signals of the L1 range occupy frequency bands (1599.956 - 1610.794) MHz ΔF = 10.838 MHz wide (case of letter frequencies "0" - "12") and (1596.019 - 1606.294) MHz, ΔF = 10.2755 MHz (case of letter frequencies " -7 "-" 4 ").

Входной блок 14 радиочастотного преобразователя 1 (фиг. 3) пропускает на свой выход сигналы GPS и ГЛОНАСС диапазона L1 указанных частот, т.е. частоты диапазона (1571,328 - 1610,794) МГц. The input unit 14 of the RF Converter 1 (Fig. 3) passes to its output GPS and GLONASS signals of the L1 range of the indicated frequencies, i.e. frequency range (1571.328 - 1610.794) MHz.

С выхода блока 14 сигналы GPS и ГЛОНАСС частотного диапазона L1 поступают на вход блока 15 первого преобразования частоты сигналов, где преобразуются по частоте с помощью смесителя, на опорный вход которого поступает сигнал первой гетеродинной частоты ("Fг1"), синтезируемый в аппаратуре 18. В первом режиме работы заявляемого приемника (при приеме сигналов ГЛОНАСС с литерными частотами i = 0 - 12) значение первой гетеродинной частоты Fг1(1) = 1412 МГц. Во втором режиме (при приеме сигналов ГЛОНАСС с литерными частотами i = -7 - 4) значение первой гетеродинной частоты Fг1(2) = 1408 МГц. Переключение режимов формирования гетеродинных частот, в том числе первой гетеродинной частоты Fг1, в аппаратуре 18 осуществляется по управляющему сигналу ("Uуп"), поступающему, например, с вычислителя 4. При этом осуществляется переключение режима работы соответствующего синтезатора, формирующего сигнал первой гетеродинной частоты: Fг1(1) или Fг1(2).From the output of block 14, GPS and GLONASS signals of the frequency range L1 are fed to the input of block 15 of the first signal frequency conversion, where they are converted in frequency using a mixer, to the reference input of which a signal of the first heterodyne frequency ("F g1 ") is synthesized in apparatus 18. In the first mode of operation of the inventive receiver (when receiving GLONASS signals with letter frequencies i = 0 - 12), the value of the first heterodyne frequency F g1 (1) = 1412 MHz. In the second mode (when receiving GLONASS signals with letter frequencies i = -7 - 4), the value of the first heterodyne frequency F g1 (2) = 1408 MHz. Switching the formation modes of the heterodyne frequencies, including the first heterodyne frequency F g1 , in the apparatus 18 is carried out by a control signal ("U up "), received, for example, from the calculator 4. At the same time, the operation mode of the corresponding synthesizer generating the signal of the first heterodyne is switched frequencies: F g1 (1) or F g1 (2).

В результате первого преобразования частоты сигналы GPS занимают полосу частот (159,328 - 167,512) МГц для первого режима работы и полосу частот (163,328 - 171,512) МГц для второго режима работы, а сигналы ГЛОНАСС занимают полосу частот (187,956 - 198,794) МГц для первого режима работы и полосу частот (188,019 - 198,294) МГц для второго режима работы. As a result of the first frequency conversion, GPS signals occupy the frequency band (159.328 - 167.512) MHz for the first mode of operation and the frequency band (163.328 - 171.512) MHz for the second mode of operation, and GLONASS signals occupy the frequency band (187.956 - 198.794) MHz for the first mode of operation and a frequency band (188.019 - 198.294) MHz for the second mode of operation.

Преобразованные на первую промежуточную частоту в блоке 15 радиочастотного преобразователя 1 сигналы GPS и ГЛОНАСС поступают на входы первого 16 и второго 17 каналов второго преобразования частоты сигналов, т.е. на входы фильтров 19 и 22 (фиг. 3). Каждый из этих фильтров осуществляет полосовую фильтрацию сигналов соответствующей системы, а именно, фильтр 19 - фильтрацию сигналов GPS в диапазоне частот (159,328 - 171,512) МГц, а фильтр 22 - фильтрацию сигналов ГЛОНАСС в диапазоне частот (187,956 - 198,794) МГц. The GPS and GLONASS signals converted to the first intermediate frequency in block 15 of the RF converter 1 are fed to the inputs of the first 16 and second 17 channels of the second signal frequency conversion, i.e. to the inputs of the filters 19 and 22 (Fig. 3). Each of these filters performs band-pass filtering of the signals of the corresponding system, namely, filter 19 - filtering GPS signals in the frequency range (159.328 - 171.512) MHz, and filter 22 - filtering GLONASS signals in the frequency range (187.956 - 198.794) MHz.

Отфильтрованные от внеполосных помех преобразованные на первую промежуточную частоту сигналы GPS с выхода фильтра 19 поступают на сигнальный вход смесителя 20, где осуществляется второе преобразование частоты сигналов GPS. Filtered from out-of-band interference, the GPS signals converted to the first intermediate frequency from the output of the filter 19 are fed to the signal input of the mixer 20, where the second frequency conversion of the GPS signals is performed.

Отфильтрованные от внеполосных помех преобразованные на первую промежуточную частоту сигналы ГЛОНАСС с выхода фильтра 22 поступают на сигнальный вход смесителя 23, где осуществляется второе преобразование частоты сигналов ГЛОНАСС. Filtered from out-of-band interference, the GLONASS signals converted to the first intermediate frequency from the output of the filter 22 are fed to the signal input of the mixer 23, where the second frequency conversion of the GLONASS signals is performed.

Для второго преобразования частоты сигналов GPS, осуществляемого в смесителе 20 канала 16, используется сигнал второй гетеродинной частоты ("Fг2"), синтезируемый в аппаратуре 18. В первом режиме работы приемника частота сигнала второй гетеродинной частоты устанавливается Fг2(1) = 179 МГц, а во втором - Fг2(2) = 183 МГц. Переключение режимов формирования второй гетеродинной частоты Fг2 в аппаратуре 18 осуществляется по управляющему сигналу ("Uуп"), поступающему, например, с вычислителя 4. При этом осуществляется переключение режима работы соответствующего синтезатора, формирующего сигнал второй гетеродинной частоты: Fг2(1) или Fг2(2).For the second frequency conversion of GPS signals carried out in the mixer 20 of channel 16, the second heterodyne frequency signal ("F g2 ") is used, which is synthesized in the apparatus 18. In the first operating mode of the receiver, the frequency of the second heterodyne frequency signal is set to F g2 (1) = 179 MHz and in the second - F g2 (2) = 183 MHz. Switching the formation modes of the second heterodyne frequency F g2 in the apparatus 18 is carried out by the control signal ("U up "), received, for example, from the calculator 4. In this case, the operation mode of the corresponding synthesizer generating the signal of the second heterodyne frequency is switched: F g2 (1) or F g2 (2).

Для второго преобразования частоты сигналов ГЛОНАСС, осуществляемого в смесителе 23 канала 17, используется сигнал третьей гетеродинной частоты ("Fг3"), формируемой в аппаратуре 18, например, путем деления на восемь частоты сигнала первой гетеродинной частоты. Таким образом, в первом режиме Fг3(1) = 1/8 • Fг1(1) = 176,5 МГц, а во втором - Fг3(2) = 1/8 • Fг1(2) = 176 МГц.For the second frequency conversion of the GLONASS signals, carried out in the mixer 23 of the channel 17, the third heterodyne frequency signal ("F g3 ") is used, which is generated in the apparatus 18, for example, by dividing the first heterodyne frequency signal by eight frequencies. Thus, in the first mode, F g3 (1) = 1/8 • F g1 (1) = 176.5 MHz, and in the second, F g3 (2) = 1/8 • F g1 (2) = 176 MHz.

В результате второго преобразования частоты сигналы GPS занимают полосу частот (13,99 - 22,17) МГц для первого режима работы и полосу частот (10,99 - 19,17) МГц для второго режима работы, а сигналы ГЛОНАСС занимают полосу частот (11,46 - 22,29) МГц для первого режима работы и полосу частот (12,02 - 22,29) МГц для второго режима работы. As a result of the second frequency conversion, GPS signals occupy the frequency band (13.99 - 22.17) MHz for the first mode of operation and the frequency band (10.99 - 19.17) MHz for the second mode of operation, and GLONASS signals occupy the frequency band (11 , 46 - 22.29) MHz for the first mode of operation and the frequency band (12.02 - 22.29) MHz for the second mode of operation.

Преобразованные на вторую промежуточную частоту сигналы GPS и ГЛОНАСС в каждом из каналов 16 и 17 второго преобразования частоты сигналов усиливаются с помощью усилителей с регулируемыми коэффициентами усиления, входящих в состав смесителей 20 и 23, после чего подвергаются аналого-цифровому преобразованию в блоках 21 и 24 (фиг. 3). The GPS and GLONASS signals converted to the second intermediate frequency in each of the channels 16 and 17 of the second signal frequency conversion are amplified using amplifiers with adjustable amplification factors included in the mixers 20 and 23, after which they undergo an analog-to-digital conversion in blocks 21 and 24 ( Fig. 3).

В практических схемах аналого-цифровое преобразование в блоках 21 и 24 может заключаться, например, в двухбитовом квантовании по уровню с помощью соответствующих пороговых устройств - например, сдвоенных компараторов типа МАХ 962 фирмы MAXIM. При таком аналого-цифровом преобразовании для сигналов, формируемых блоками 21 и 24, характерным является наличие несущей, которая "снимается" далее в каналах 3 N канального цифрового коррелятора 2, а именно, в цифровых смесителях 35 и 36 (фиг. 4). In practical circuits, the analog-to-digital conversion in blocks 21 and 24 can consist, for example, in two-bit level quantization using appropriate threshold devices - for example, MAXIM type dual comparators type MAX 962. With this analog-to-digital conversion, the signals generated by blocks 21 and 24 are characterized by the presence of a carrier, which is “removed” further in channels 3 N of the channel digital correlator 2, namely, in digital mixers 35 and 36 (Fig. 4).

Сформированные таким образом в радиочастотном преобразователя 1 сигналы GPS и ГЛОНАСС с выходов каналов 16 и 17 поступают на первые ("GPS") и вторые ("ГЛОНАСС") сигнальные входы каждого из каналов 3 N канального цифрового коррелятора 2 (фиг. 4). The GPS and GLONASS signals thus generated in the RF converter 1 from the outputs of channels 16 and 17 are fed to the first ("GPS") and second ("GLONASS") signal inputs of each of the channels 3 N of the channel digital correlator 2 (Fig. 4).

На тактовые входы (входы тактового сигнала) каждого из каналов 3 цифрового коррелятора 2 при этом поступает тактовый сигнал ("Fт"). Формирование тактового сигнала осуществляется в аппаратуре 18 радиочастотного преобразователя 1 (фиг. 3). В практических схемах формирование тактового сигнала может осуществляться, например, из сигнала третьей гетеродинной частоты путем деления этой частоты на восемь, т.е. Fт = 1/8 • Fг3, с последующим формированием сигнала типа "меандр". При таком формировании тактового сигнала значение тактовой частоты, т.е. частоты временной дискретизации при цифровой обработке сигналов в каналах 3 коррелятора 2, составляет величину Fт ≈ 22 МГц. Таким образом, значение тактовой частоты Fт и значение полос частот преобразуемых сигналов GPS и ГЛОНАСС находятся между собой в примерном соотношении 2 : 1, что позволяет осуществить цифровую обработку сигналов без потерь навигационной информации.At the same time, the clock inputs (clock signal inputs) of each channel 3 of the digital correlator 2 receive a clock signal ("FT"). The formation of the clock signal is carried out in the apparatus 18 of the radio frequency Converter 1 (Fig. 3). In practical schemes, the formation of a clock signal can be carried out, for example, from a signal of the third heterodyne frequency by dividing this frequency by eight, i.e. FT = 1/8 • F g3 , followed by the formation of a signal of the "meander" type. With this formation of the clock signal, the value of the clock frequency, i.e. the frequency of time sampling during digital signal processing in channels 3 of correlator 2 is Ft ≈ 22 MHz. Thus, the value of the clock frequency FT and the value of the frequency bands of the converted GPS and GLONASS signals are in an approximate ratio of 2: 1, which allows digital processing of signals without loss of navigation information.

В каналах 3 (31, 32,..., 3N) коррелятора 2 осуществляется цифровая корреляционная обработка сигналов N видимых спутников систем GPS и ГЛОНАСС в сочетании, определяемом командами, поступающими с вычислителя 4. В процессе корреляционной обработки сигналов N спутников в N каналах 3 определяется временное положение пиков корреляционных функций псевдошумовых сигналов соответствующих N спутников, определяются радионавигационные параметры, используемые в расчетах местоположения. При этом отсчеты квазидальности, фазы несущей и числа циклов несущей производятся измерительными стробами, поступающими с соответствующего выхода формирователя 5 с частотой от 1 Гц до 10 Гц.In channels 3 (3 1 , 3 2 , ..., 3 N ) of correlator 2, digital correlation processing of the signals of N visible satellites of GPS and GLONASS systems is carried out in a combination determined by commands coming from calculator 4. In the process of correlation processing of signals of N satellites in N channels 3 determines the temporal position of the peaks of the correlation functions of the pseudo-noise signals of the corresponding N satellites, determines the radio navigation parameters used in the location calculations. In this case, readings of quasidality, phase of the carrier and the number of cycles of the carrier are made by measuring gates coming from the corresponding output of the shaper 5 with a frequency from 1 Hz to 10 Hz.

При осуществлении корреляционной обработки сигналов спутников в каждом из каналов 3 (31, 32, . .., 3N) коррелятора 2 (фиг. 4, 5) осуществляются следующие операции.When performing correlation processing of satellite signals in each of the channels 3 (3 1 , 3 2 , ..., 3 N ) of the correlator 2 (Fig. 4, 5), the following operations are performed.

С помощью коммутатора 25 входных сигналов выбираются сигналы одной из систем (GPS или ГЛОНАСС), поступающие на сигнальные входы канала 3 с соответствующих выходов радиочастотного преобразователя 1 (в рассматриваемом примере реализации - в виде двухбитовых квантованных сигналов). При этом коммутатор 25 по команде, формируемой регистром 31 управления под воздействием управляющих сигналов, поступающих из вычислителя 4, выбирает, какой из двух сигналов (GPS или ГЛОНАСС) будет обрабатываться в данном канале 3. Цифровой управляемый генератор 30 несущей вырабатывает синфазную и квадратурную составляющие фазы несущей частоты опорного сигнала, которые перемножаются с входным сигналом в цифровых смесителях 35 и 36. Цифровые смесители 35 и 36 канала 3 обеспечивают выделение сигнала данной литеры (ГЛОНАСС) или сигнала данного спутника (GPS) и перенос спектра этого сигнала на основную полосу частот (на нулевую частоту). Тем самым, в результате перемножения сигналов в цифровых смесителях 35 и 36 осуществляется "снятие" несущей синфазной и квадратурной составляющих обрабатываемого сигнала и перенос спектра сигнала на нулевую частоту. Using the switch 25 input signals, the signals of one of the systems (GPS or GLONASS) are selected, which are fed to the signal inputs of channel 3 from the corresponding outputs of the RF converter 1 (in this example, in the form of two-bit quantized signals). At the same time, the switch 25, according to the command generated by the control register 31 under the influence of control signals coming from the calculator 4, selects which of the two signals (GPS or GLONASS) will be processed in this channel 3. A digital controlled carrier generator 30 generates in-phase and quadrature components carrier frequency of the reference signal, which are multiplied with the input signal in digital mixers 35 and 36. Digital mixers 35 and 36 of channel 3 provide the allocation of the signal of this letter (GLONASS) or the signal of this satellite and (GPS) and transfer the spectrum of this signal to baseband (zero-frequency). Thus, as a result of the multiplication of signals in digital mixers 35 and 36, the carrier is removed from the in-phase and quadrature components of the processed signal and the spectrum of the signal is transferred to zero frequency.

Цифровой управляемый генератор 30 несущей управляется сигналами вычислителя 4, в частности, от вычислителя 4 поступают данные кода частоты несущей. Эти данные преобразуются в накапливающем сумматоре 43 (фиг. 5) и из них с помощью регистра 41, счетчика циклов 44 и регистра 42 формируются данные отсчета фазы несущей и данные отсчета числа циклов (периодов) несущей при осуществлении процесса слежения за сигналом и замыкании петель слежения за частотой и фазой несущей входного сигнала. Преобразование в накапливающем сумматоре 43 осуществляется в соответствии с тактовым сигналом ("Fт"), а формирование отсчетов в регистрах 41 и 42 - в соответствии с измерительными стробами ("Fи"). The digital controlled carrier generator 30 is controlled by the signals of the calculator 4, in particular, the carrier frequency code data is received from the calculator 4. These data are converted in the accumulating adder 43 (Fig. 5) and from them, using the register 41, the cycle counter 44 and the register 42, the data of the carrier phase reference and the data of the number of carrier cycles (periods) are generated during the process of tracking the signal and closing the tracking loops behind the frequency and phase of the carrier of the input signal. The conversion in the accumulating adder 43 is carried out in accordance with the clock signal ("FT"), and the formation of samples in registers 41 and 42 in accordance with the measuring gates ("F").

После "снятия" несущей в цифровых смесителях 35 и 36 синфазная и квадратурные составляющие сигнала коррелируются в корреляторах 37 - 40 с копиями опорного С/А кода, формируемых с помощью следующих блоков: цифрового управляемого генератора 32 кода, генератора 33 опорного С/А кода и программируемой линии задержки 34. After the carrier has been “removed” in digital mixers 35 and 36, the in-phase and quadrature components of the signal are correlated in the correlators 37–40 with copies of the reference C / A code generated using the following blocks: digital controlled 32 code generator, 33 reference C / A code generator and programmable delay line 34.

Цифровой управляемый генератор 32 кода генерирует тактовый сигнал С/А кода - 1,023 МГц для GPS и 0,511 МГц для ГЛОНАСС, который затем поступает на соответствующий вход генератора 33 опорного С/А кода. Формирование тактового сигнала С/А кода осуществляется с помощью накапливающего сумматора 46 (фиг. 5), при этом связанный с ним регистр 45 формирует данные отсчета долей символа, которые в качестве сигнала обратной связи поступают в вычислитель 4. Данные конкретного значения тактовой частоты С/А кода поступают в накапливающий сумматор 46 с вычислителем 4. Работа накапливающего сумматора 46 осуществляется в соответствии с тактовым сигналом ("Fт"), формирование регистром 45 отсчетов долей символа - в соответствии с измерительными стробами ("Fи"). The digital controlled code generator 32 generates a C / A code clock signal of 1.023 MHz for GPS and 0.511 MHz for GLONASS, which is then fed to the corresponding input of the reference C / A code generator 33. The clock signal C / A code is generated using the accumulating adder 46 (Fig. 5), while the associated register 45 generates data fractions of the symbol fractions, which are fed into the calculator 4 as a feedback signal. Data of a specific value of the clock frequency C / And the code goes into the accumulating adder 46 with the calculator 4. The accumulating adder 46 operates in accordance with the clock signal ("Фт"), the register forms 45 samples of fractions of the symbol in accordance with the measuring strobe ("Фи").

Опираясь на тактовый сигнал С/А кода, поступающий с выхода цифрового управляемого генератора 32 кода, генератор 33 опорного С/А кода генерирует опорный С/А код для обработки в данном канале 3 сигнала соответствующего спутника соответствующей системы. Генерируемый генератором 33 опорный С/А код уникален для каждого из спутников GPS, использующих кодовое разделение сигналов, и одинаков для всех спутников ГЛОНАСС, использующих частотное разделение сигналов. Формирование определенного вида кода, то есть определенного вида псевдослучайной кодовой последовательности (ПСП), осуществляется в соответствии с данными о начальных фазах, поступающими от вычислителя 4 на генератор 51 ПСП и счетчик эпох 50 (фиг. 5). Сигналы обратной связи при этом формируются из сигналов эпохи генератора 51 ПСП - с помощью счетчика 49 и регистра 47 (отсчеты числа символов), а также из сигналов счетчика 50 эпох с помощью регистра 48 (отсчет числа миллисекундных эпох). Формирование отсчетов регистрами 47 и 48 осуществляется в соответствии с измерительными стробами ("Fи"). Based on the C / A code clock coming from the output of the digital controlled code generator 32, the C / A reference code generator 33 generates a C / A reference code for processing the signal of the corresponding satellite of the corresponding system in this channel 3. The reference C / A code generated by the generator 33 is unique for each of the GPS satellites using code division of signals, and the same for all GLONASS satellites using frequency division of signals. The formation of a certain type of code, that is, a certain type of pseudo-random code sequence (PSP), is carried out in accordance with the data on the initial phases coming from the calculator 4 to the generator 51 PSP and the epoch counter 50 (Fig. 5). Feedback signals are formed from the signals of the era of the generator 51 PSP - using the counter 49 and register 47 (samples of the number of characters), as well as from the signals of the counter 50 eras using the register 48 (counting the number of millisecond eras). The formation of samples by registers 47 and 48 is carried out in accordance with the measuring gates ("Fi").

Сформированный генератором 33 опорный С/А код поступает на программируемую линию задержки 34. Программируемая линия задержки 34 осуществляет временной сдвиг опорного С/А кода, формируя на своих двух выходах точную "P" (пунктуальную) и разностную "E-L" (раннюю-минус-позднюю) копию опорного С/А кода. Точная "Р" (пунктуальная) копия опорного С/А кода подается на вторые входы корреляторов 37 и 40, а разностная "E-L" (ранняя-минус-поздняя) копия опорного С/А кода - на вторые входы корреляторов 38 и 39. Работа программируемой линии задержки 34 осуществляется под действием управляющих сигналов, формируемых регистром 31 управления, управляемого вычислителем 4. При этом осуществляется изменение интервала между ранней и поздней копиями С/А кода от 0,1 до 1 длительности символа С/А кода, тем самым формируется "узкий дискриминатор" ("узкий коррелятор") в системе слежения за кодом [6, 7, 8]. The reference C / A code generated by the generator 33 enters the programmable delay line 34. The programmable delay line 34 performs a time shift of the reference C / A code, forming the exact “P” (punctual) and differential “EL” (early-minus- late) copy of the reference C / A code. An exact "P" (punctual) copy of the reference C / A code is supplied to the second inputs of the correlators 37 and 40, and a differential "EL" (early-minus-late) copy of the reference C / A code is fed to the second inputs of the correlators 38 and 39. Operation programmable delay line 34 is carried out under the action of control signals generated by the control register 31 controlled by the calculator 4. In this case, the interval between the early and late copies of the C / A code is changed from 0.1 to 1 duration of the C / A code symbol, thereby forming " narrow discriminator "(" narrow correlator ") in systems code tracking of [6, 7, 8].

Результаты корреляционной обработки обрабатываемого сигнала, осуществляемой в корреляторах 37 - 40, накапливаются в блоках 26 - 29 накопления на интервале времени, равном длительности эпохи кода (1 мс), а затем считываются вычислителем 4 и используются для замыкания петель слежения за кодом и несущей обрабатываемого сигнала. The results of the correlation processing of the processed signal carried out in the correlators 37–40 are accumulated in the accumulation blocks 26–29 over a time interval equal to the duration of the code era (1 ms), and then are read by the calculator 4 and used to close the tracking loops for the code and the carrier of the processed signal .

Формирование измерительных стробов - сигналов временных меток с частотой от 1 Гц до 10 Гц, используемых для формирования отсчетов данных в цифровом генераторе 30 несущей, цифровом управляемом генераторе 32 кода и генераторе 33 опорного С/А кода, осуществляется с помощью формирователя 5 сигналов меток времени следующим образом. The formation of measuring gates - timestamp signals with a frequency of 1 Hz to 10 Hz, used to generate data samples in a digital carrier generator 30, a digital controlled code generator 32, and a reference C / A code generator 33 is carried out using the time stamp generator 5 as follows way.

В регистр 7 периода (фиг. 2) по сигналам, формируемым вычислителем 4, записывается число, определяющее значение периода следования формируемых собственных меток времени ("MB"). Это число в момент времени, устанавливаемый выходным сигналом метки времени счетчика 6 (сигналом переполнения этого счетчика), записывается (загружается) в счетчик 6. При этом момент загрузки синхронизируется в формирователе 8 тактовым сигналом, поступающим на первый вход формирователя 8 с тактового выхода радиочастотного преобразователя 1. Назначение формирователя 8 в этом процессе - привязать (синхронизировать) выходной сигнал переполнения счетчика 6 (т.е. сигнал метки времени "MB") к тактовому сигналу Fт, обеспечив тем самым правильную (четкую) запись периода в счетчик 6. После указанной загрузки счетчик 6 заполняется импульсами тактового сигнала до тех пор, пока не наступит его переполнение. При переполнении на выходе счетчика 6 формируется новый сигнал метки времени "MB" и рассмотренный процесс повторяется. In the register 7 of the period (Fig. 2), according to the signals generated by the calculator 4, a number is recorded that determines the value of the period of succession of the generated own time labels ("MB"). This number at the time set by the output signal of the time stamp of counter 6 (overflow signal of this counter) is written (loaded) to counter 6. In this case, the load time is synchronized in the shaper 8 by a clock signal supplied to the first input of the shaper 8 from the clock output of the RF converter 1. The purpose of the shaper 8 in this process is to bind (synchronize) the output signal of the counter 6 overflow (that is, the timestamp signal "MB") to the clock signal FT, thereby ensuring the correct (clear uy) recording the period in counter 6. After the indicated load, counter 6 is filled with pulses of the clock signal until it overflows. When overflowing at the output of the counter 6, a new time stamp signal "MB" is generated and the considered process is repeated.

Сигнал формируемой метки времени "MB" поступает на соответствующий выход формирователя 5, образуя выходной сигнал - сигнал собственной метки времени заявляемого интегрированного приемника. The signal of the generated time stamp "MB" is supplied to the corresponding output of the driver 5, forming an output signal - a signal of its own time stamp of the claimed integrated receiver.

Кроме этого, сформированный счетчиком 6 сигнал собственной метки времени поступает на первый сигнальный вход коммутатора 12, на второй сигнальный вход которого поступает сигнал с выхода блока синхронизации 9. В простейшем случае блок синхронизации 9 представляет собой D-триггер, формирующий на своем выходе сигнал, фронт которого соответствует фронту тактового сигнала, а частота следования - частоте сигнала первой внешней метки времени ("ВМВ1"), например 1 Гц. Сигнал первой внешней метки времени представляет собой, например, сигнал внешней шкалы времени или сигнал резервного приемного устройства, работающего в едином комплексе с данным приемным устройством. Режим работы коммутатора 12 при этом определяется управляющим сигналом, поступающим с регистра 13, связанным шиной обмена данными с вычислителем 4. В зависимости от установленного режима работы, коммутатор 12 пропускает на свой выход сигнал собственной метки времени ("MB"), формируемый счетчиком 6, либо сигнал первой внешней метки времени ("ВМВ1"), синхронизированный с тактовым сигналом в блоке 9 синхронизации. Сигналы временных меток ("MB" или "ВМВ1") в качестве измерительных стробов с выхода коммутатора 12 поступают на входы измерительных стробов каналов 3 коррелятора 2. Тем самым обеспечивается возможность работы коррелятора 2 как по сигналу собственной метки времени ("MB"), так и по сигналу первой внешней метки времени ("ВМВ1"), при этом переключение с одной временной метки на другую происходит без скачка фазы сигналов, поступающих с выхода коммутатора 12 в качестве измерительных стробов. In addition, the self-timestamp signal generated by the counter 6 is fed to the first signal input of the switch 12, the second signal input of which receives a signal from the output of the synchronization unit 9. In the simplest case, the synchronization unit 9 is a D-trigger that generates a signal at its output, the front which corresponds to the front of the clock signal, and the repetition rate to the signal frequency of the first external time stamp ("WW1"), for example 1 Hz. The signal of the first external time stamp is, for example, a signal of an external time scale or a signal of a standby receiving device operating in a single complex with this receiving device. The operation mode of the switch 12 is determined by the control signal coming from the register 13, connected by the data exchange bus with the calculator 4. Depending on the established operating mode, the switch 12 passes to its output a signal of its own time stamp ("MB") generated by the counter 6, or the signal of the first external time stamp ("BMB1"), synchronized with the clock signal in block 9 synchronization. The timestamp signals (“MB” or “BMB1”) as measuring gates from the output of the switch 12 are fed to the inputs of the measuring gates of channels 3 of the correlator 2. This makes it possible to operate the correlator 2 both by the signal of its own time stamp (“MB”), and according to the signal of the first external time stamp (“WW1”), while switching from one time stamp to another occurs without phase jump of the signals coming from the output of the switch 12 as measuring gates.

Сигналы, характеризующие состояние счетчика 6, с выходов разрядов счетчика 6 поступают на соответствующий вход регистра 11 временного положения второй внешней метки времени. На другой вход регистра 11 поступает сигнал, сформированный блоком 10 синхронизации. Блок 10 выполнен аналогично блоку 9 и формирует на своем выходе сигнал, фронт которого соответствует фронту тактового сигнала, а частота - частоте сигнала второй внешней метки времени ("ВМВ2"). Сигнал второй внешней метки времени ("ВМВ2") представляет собой, например, сигнал внешнего хранителя времени, для которого требуется определить уход временной шкалы относительно временной шкалы приемника, или внешнего исполнительного устройства, работу которого нужно соотнести в режиме реального времени с проводимыми навигационными измерениями. Под действием сигнала, поступающего с выхода блока 10 синхронизации, фиксируется текущее состояние регистра 11 и формируется соответствующий этому состоянию отсчет ("tВМВ2") времени прихода сигнала второй внешней временной метки ("ВМВ2"). Формируемые таким образом отсчеты ("tВМВ2") поступают на дополнительный выход формирователя 5 сигналов меток времени. При необходимости эти отсчеты могут использоваться в вычислителе 4 (на фигурах эта связь не показана).The signals characterizing the status of the counter 6, from the outputs of the bits of the counter 6 are fed to the corresponding input of the register 11 of the temporary position of the second external time stamp. At another input of the register 11 receives a signal generated by the block 10 synchronization. Block 10 is made similar to block 9 and generates a signal at its output, the front of which corresponds to the front of the clock signal, and the frequency - to the frequency of the signal of the second external time stamp ("WW2"). The signal of the second external time stamp (“BMB2”) is, for example, the signal of an external time keeper, for which it is necessary to determine the departure of the time scale relative to the time scale of the receiver, or an external actuator, the operation of which must be correlated in real time with the navigational measurements. Under the action of the signal coming from the output of the synchronization unit 10, the current state of the register 11 is recorded and a countdown ("t BMB2 ") of the arrival time of the second external timestamp signal ("BMB2") is formed. The samples thus formed ("t BMB2 ") are supplied to the additional output of the shaper 5 signals of time stamps . If necessary, these samples can be used in the calculator 4 (this relationship is not shown in the figures).

Таким образом, в заявляемом приемнике формируемый сигнал метки времени "MB" представляет собой, как и в прототипе, собственную временную метку, формируемую исходя из решения навигационной задачи, а формируемый измерительный строб представляет собой либо собственную метку времени "MB", либо внешнюю метку времени "ВМВ1", синхронизированную по фронту с тактовым сигналом, что позволяет осуществлять синхронизацию процессов корреляционной обработки и навигационных измерений либо относительно собственной шкалы времени (как в прототипе), либо относительно внешней шкалы времени. При этом, сигналы собственной метки времени "MB", поступающие на выход заявляемого приемника, обеспечивают возможность осуществлять временную привязку внешних шкал времени к внутренней шкале времени приемника. Thus, in the inventive receiver, the generated timestamp signal "MB" represents, as in the prototype, its own timestamp generated on the basis of the solution of the navigation problem, and the generated measuring strobe is either its own timestamp "MB" or an external timestamp "VMV1", synchronized in front with a clock signal, which allows synchronization of the processes of correlation processing and navigation measurements, either relative to its own time scale (as in the prototype), or rel regarding the external timeline. At the same time, the signals of the own time stamp "MB", which are output at the output of the inventive receiver, provide the ability to temporarily link the external time scales to the internal time scale of the receiver.

Таким образом в заявляемом устройстве решается поставленная задача обеспечения возможности синхронизировать процессы корреляционной обработки и решения навигационной задачи относительно внешних временных сигналов, в качестве которых могут выступать, в частности, синхронизирующие сигналы резервного канала (резервного приемника) или сигналы внешнего хранителя времени. Обеспечивается возможность определения расхождения временных шкал приемника и внешнего хранителя времени, а также обеспечивается возможность соотносить (в режиме реального времени) получаемые навигационные данные с временными сигналами, характеризующими работу внешних исполнительных устройств, например, фотоаппаратуры, используемой при аэрофотосъемке. Thus, the claimed device solves the task of providing the ability to synchronize the processes of correlation processing and solving the navigation problem relative to external time signals, which can be, in particular, the synchronizing signals of the backup channel (backup receiver) or signals of an external time saver. It is possible to determine the discrepancy between the time scales of the receiver and the external time saver, and it is also possible to correlate (in real time) the received navigation data with the time signals characterizing the operation of external actuators, for example, photo equipment used in aerial photography.

Из рассмотренного видно, что заявляемое изобретение осуществимо, промышленно применимо, решает поставленную техническую задачу и имеет перспективы по использованию в качестве интегрированного приемника сигналов GPS и ГЛОНАСС, работающего в составе радиотехнических систем и комплексов с общей синхронизацией, в частности, в резервируемых каналах. From the above it can be seen that the claimed invention is feasible, industrially applicable, solves the technical problem and has prospects for using GPS and GLONASS signals as an integrated receiver, operating as part of radio engineering systems and complexes with common synchronization, in particular, in redundant channels.

Источники информации
1. "Глобальная Навигационная Спутниковая Система - ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ. КНИЦ ВКС Россия", 1995.
Sources of information
1. "Global Navigation Satellite System - GLONASS. Interface control document. KNITS VKS Russia", 1995.

2. "Global Position System. Standard Positioning Service. Signal Specification." США, 1993. 2. "Global Positioning System. Standard Positioning Service. Signal Specification." USA, 1993.

3. Global Positioning System (GPS) Receiver RF Front End. Analog-Digitl Converter. Rockwell International Proprietary Information Order Number. May 31, 1995. 3. Global Positioning System (GPS) Receiver RF Front End. Analog-Digitl Converter. Rockwell International Proprietary Information Order Number. May 31, 1995.

4. Сетевые спутниковые радионавигационные системы / В.С.Шебшаевич, П.П. Дмитриев, Н.В.Иванцевич и др. // М., Радио и связь, 1993. 4. Network satellite radio navigation systems / V.S.Shebshaevich, P.P. Dmitriev, N.V. Ivantsevich et al. // M., Radio and Communications, 1993.

5. Riley S., Howard N., Aardoom E., Daly P., Silvestrin P. "A Combined GPS/GLONASS High Precision Receiver for Spase Applications"/ Proc. jf ION GPS-95, Palm Springs, CA, US, Sept. 12-15, 1995, p. 835-844. 5. Riley S., Howard N., Aardoom E., Daly P., Silvestrin P. "A Combined GPS / GLONASS High Precision Receiver for Spase Applications" / Proc. jf ION GPS-95, Palm Springs, CA, US, Sept. 12-15, 1995, p. 835-844.

6. A. J. Van Dierendonck., Pat. Fenton and Tom Ford. Theory and Performance of Narrow Correlator Spacing in a GPS Reciever. Navigation: Jornal of The Institute of Navigation, Vol. 39, No. 3, 1982. 6. A. J. Van Dierendonck., Pat. Fenton and Tom Ford. Theory and Performance of Narrow Correlator Spacing in a GPS Reciever. Navigation: Jornal of The Institute of Navigation, Vol. 39, No. 3, 1982.

7. Патент США N 5390207, кл. G 01 S 5/02, H 04 В 7/185, опубл. 14.02.95. (Fenton, A. J. Van Dierendonck, "Pseudorandom noise ranging receiver which compensates for multipath distortion by dynamically adjusting the time delay spacing between early and late correlators"). 7. US patent N 5390207, CL. G 01 S 5/02, H 04 V 7/185, publ. 02/14/95. (Fenton, A. J. Van Dierendonck, "Pseudorandom noise ranging receiver which compensates for multipath distortion by dynamically adjusting the time delay spacing between early and late correlators").

8. Патент США N 5495499, кл. H 04 L 9/00, опубл. 27.02.96. (Fenton, A.J. Van Dierendonck, "Pseudorandom noise ranging receiver which compensates for multipath distortion by dynamically adjusting the time delay spacing between early and late correlators"). 8. US Patent N 5495499, cl. H 04 L 9/00, publ. 02/27/96. (Fenton, A.J. Van Dierendonck, "Pseudorandom noise ranging receiver which compensates for multipath distortion by dynamically adjusting the time delay spacing between early and late correlators").

9. Радиоприемные устройства / Банков В.Н., Барулин Л.Г., Жодзишский М.И. и др. // М., Радио и связь, 1984. 9. Radio receivers / Banks V.N., Barulin L.G., Zhodzishsky M.I. and others // M., Radio and communication, 1984.

10. Professional Products IС Handbook May 1991. GEC Plessey Semiconductors. 10. Professional Products IC Handbook May 1991. GEC Plessey Semiconductors.

Claims (1)

Интегрированный приемник сигналов спутниковых радионавигационных систем, содержащий радиочастотный преобразователь, вход которого образует сигнальный вход интегрированного приемника, N канальный цифровой коррелятор, сигнальные и тактовые входы каждого из каналов которого соединены с соответствующими выходами радиочастотного преобразователя, вычислитель, связанный шиной обмена данными с каждым из каналов N канального цифрового коррелятора, а также формирователь сигналов меток времени, выход измерительных стробов которого связан с соответствующими входами каждого из каналов N канального цифрового коррелятора, управляющий вход связан шиной обмена данными с вычислителем, а тактовый вход связан с выходом тактового сигнала радиочастотного преобразователя, при этом формирователь сигналов меток времени содержит счетчик, первый вход которого является входом тактового сигнала, а выход - выходом сигналов собственной метки времени интегрированного приемника, регистр периода и формирователь сигнала загрузки периода, первый вход, выход и второй вход которого соединены соответственно с первым входом, вторым входом и выходом счетчика, причем третий вход счетчика соединен с выходом регистра периода, вход которого является управляющим входом формирователя сигналов меток времени, отличающийся тем, что в формирователь сигналов меток времени дополнительно введены первый и второй блоки синхронизации, сигнальные входы которых являются входами сигналов первой и второй внешних меток времени интегрированного приемника, а тактовые входы соединены с первым входом счетчика, регистр временного положения второй внешней метки времени, коммутатор и регистр управления коммутатором, вход которого соединен шиной обмена данными с вычислителем, а выход - с управляющим входом коммутатора, выход которого является выходом измерительных стробов формирователя сигналов меток времени, при этом первый сигнальный вход коммутатора соединен с выходом счетчика, второй сигнальный вход коммутатора соединен с выходом первого блока синхронизации, выход второго блока синхронизации соединен с первым входом регистра временного положения второй внешней метки, другой вход которого связан с выходами разрядов счетчика, а выход является дополнительным выходом формирователя сигналов меток времени. An integrated receiver of signals from satellite radio navigation systems, comprising a radio frequency converter, the input of which forms the signal input of an integrated receiver, an N channel digital correlator, the signal and clock inputs of each channel of which are connected to the corresponding outputs of the radio frequency converter, and a computer connected to the data exchange bus with each channel N channel digital correlator, as well as a signal generator of time stamps, the output of the measuring gates of which is connected with the corresponding inputs of each channel N of the channel digital correlator, the control input is connected by a data exchange bus with a computer, and the clock input is connected to the output of the clock signal of the RF converter, while the time stamp signal generator contains a counter, the first input of which is the input of the clock signal, and the output is the output of the own timestamp signals of the integrated receiver, the period register and the period load signal driver, the first input, the output and the second input of which are connected to responsibly with the first input, the second input and the output of the counter, and the third input of the counter is connected to the output of the period register, the input of which is the control input of the time stamp signal generator, characterized in that the first and second synchronization blocks, signal inputs are additionally introduced into the time stamp signal generator which are the inputs of the signals of the first and second external time stamps of the integrated receiver, and the clock inputs are connected to the first input of the counter, the temporary position register is the second out the time stamp, the switch and the control register of the switch, the input of which is connected by the data exchange bus with the calculator, and the output is the control input of the switch, the output of which is the output of the measuring gates of the time stamp signal generator, while the first signal input of the switch is connected to the output of the counter, the second the signal input of the switch is connected to the output of the first synchronization block, the output of the second synchronization block is connected to the first input of the temporary position register of the second external mark, the other input d which is connected to the outputs of counter bits and output an additional output of the time stamp signal.
RU99109174A 1999-04-27 1999-04-27 Integrated receiver of signals of satellite radio navigation systems RU2146378C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109174A RU2146378C1 (en) 1999-04-27 1999-04-27 Integrated receiver of signals of satellite radio navigation systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109174A RU2146378C1 (en) 1999-04-27 1999-04-27 Integrated receiver of signals of satellite radio navigation systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2146378C1 true RU2146378C1 (en) 2000-03-10

Family

ID=20219299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99109174A RU2146378C1 (en) 1999-04-27 1999-04-27 Integrated receiver of signals of satellite radio navigation systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2146378C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446412C2 (en) * 2006-12-28 2012-03-27 Сентр Насьональ Д'Этюд Спатьяль (С.Н.Е.С) Method and apparatus for receiving binary offset carrier modulated radio-navigation signal
RU2660126C1 (en) * 2017-09-22 2018-07-05 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Method for forming glonass group navigation signal

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Riley S., Howard N., Aardoom E., Daby P., Silvestrin P "A Combined GPS/GLONASS High Precision Receiver for Spase Applications", Proc.jfION GPS-95, Palm Springs, CA, US, Sept, 12-15, 1995, p.835-844. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446412C2 (en) * 2006-12-28 2012-03-27 Сентр Насьональ Д'Этюд Спатьяль (С.Н.Е.С) Method and apparatus for receiving binary offset carrier modulated radio-navigation signal
RU2660126C1 (en) * 2017-09-22 2018-07-05 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Method for forming glonass group navigation signal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6069583A (en) Receiver for a navigation system, in particular a satellite navigation system
US6441780B1 (en) Receiver for pseudo-noise signals from a satellite radio-navigation systems
US6967992B1 (en) Method and apparatus for receiving GPS/GLONASS signals
US5192957A (en) Sequencer for a shared channel global positioning system receiver
US5148452A (en) Global positioning system digital receiver
US4894842A (en) Precorrelation digital spread spectrum receiver
US8401546B2 (en) Universal acquisition and tracking apparatus for global navigation satellite system (GNSS)
CA2328310C (en) Fast acquisition, high sensitivity gps receiver
US5850420A (en) Wideband receiver for the measurement of distance by pseudo-random code signals
KR101073408B1 (en) Apparatus and method for correlating in satellite tracking device
AU714888B2 (en) Multipath error reduction in a spread spectrum receiver for ranging applications
JP4099351B2 (en) Radio frequency signal receiver comprising means for correcting the action of a multipath signal and method of operating the receiver
CA2096019A1 (en) Gps receiver
GB2153177A (en) Digital navstar receiver
EP1964275A1 (en) Performing a correlation in reception of a spread spectrum signal
KR100835483B1 (en) Radiofrequency signal receiver with means for improving the reception dynamic of said signals
US8362952B2 (en) Memory reduction in GNSS receiver
RU2178894C1 (en) Satellite radio-navigation receiver
RU2146378C1 (en) Integrated receiver of signals of satellite radio navigation systems
WO2000011491A2 (en) Split c/a code receiver
RU2167431C2 (en) Receiver of signals of satellite radio navigation systems
CA2573666A1 (en) A method for code alignment for dsss signal processing
KR100810802B1 (en) A method of generating a time shifted signal
EP1724600B1 (en) A system and method for acquisition of signals
Fantino et al. Design of a reconfigurable low-complexity tracking loop for Galileo signals

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110428