RU2301437C1 - Mode of comparison of time scale - Google Patents
Mode of comparison of time scale Download PDFInfo
- Publication number
- RU2301437C1 RU2301437C1 RU2005138474/28A RU2005138474A RU2301437C1 RU 2301437 C1 RU2301437 C1 RU 2301437C1 RU 2005138474/28 A RU2005138474/28 A RU 2005138474/28A RU 2005138474 A RU2005138474 A RU 2005138474A RU 2301437 C1 RU2301437 C1 RU 2301437C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- voltage
- signal
- control
- oscillator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый способ относится к области средств связи и сигнализации и может быть использован для сличения шкал времени, разнесенных на большое расстояние и размещенных на транспортных средствах и наземном пункте управления и контроля, и для дистанционного контроля технического состояния транспортного средства и его местонахождения на наземном пункте управления и контроля.The proposed method relates to the field of communications and signaling and can be used to compare time scales spaced over a long distance and placed on vehicles and ground control and monitoring center, and for remote monitoring of the technical condition of the vehicle and its location at ground control point and control.
Известны способы синхронизации часов (авт. свид. №591799, 614416, 970300, 1180835, 1244632, 1278800; патенты РФ №2001423, 2003157, 2040035, 2177167; B.C.Губанов, А.М.Финкельштейн, П.А.Фридман. Введение в радиоастрономию. - М., 1983 и другие).Known methods for clock synchronization (ed. Certificate No. 591799, 614416, 970300, 1180835, 1244632, 1278800; RF patents No. 20041423, 2003157, 2040035, 2177167; BC Gubanov, A. M. Finkelshtein, P. A. Fridman. Introduction to radio astronomy. - M., 1983 and others).
Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является «Способ синхронизации часов» (патент №2003157, G04С 11/02, 1991), который и выбран в качестве прототипа.Of the known methods closest to the proposed one is the "Method of clock synchronization" (patent No. 2003157, G04C 11/02, 1991), which is selected as a prototype.
Указанный способ обеспечивает сличение шкал времени, разнесенных на большое расстояние, и основан на использовании дуплексного метода связи через геостационарный ИСЗ-ретранслятор.This method provides a comparison of time scales spaced over a long distance, and is based on the use of the duplex method of communication through a geostationary satellite repeater.
Основное достоинство дуплексного метода связи состоит в том, что в нем исключается длина трассы прохождения сигнала. Поэтому его точность в основном зависит от параметров бортового ретранслятора, типа используемого сигнала и техники измерения временных интервалов.The main advantage of the duplex communication method is that it eliminates the length of the signal path. Therefore, its accuracy mainly depends on the parameters of the onboard transponder, the type of signal used, and the technique for measuring time intervals.
Известный способ обеспечивает синхронизацию часов только между стационарными наземными пунктами, разнесенными на большое расстояние, с использованием геостационарного ИСЗ-ретранслятора.The known method provides clock synchronization only between stationary ground points spaced a long distance using a geostationary satellite repeater.
Однако на практике в ряде случаев возникает задача дистанционного наблюдения из центра управления и контроля за поведением подвижного объекта, работой его систем и действиями экипажа, а также дистанционного контроля за техническим состоянием подвижного объекта и его местонахождением.However, in practice, in some cases, the task of remote monitoring from the control and monitoring center for the behavior of a moving object, the operation of its systems and the actions of the crew, as well as remote monitoring of the technical condition of a moving object and its location, arises.
При этом в качестве подвижных объектов могут быть космические, воздушные, водные и наземные транспортные средства.At the same time, space, air, water and land vehicles can be used as moving objects.
Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем дистанционного управления и контроля за техническим состоянием подвижного объекта и его местонахождением в процессе передвижения.An object of the invention is to expand the functionality of the method by remote control and monitoring the technical condition of a moving object and its location during the movement.
Поставленная задача решается тем, что согласно способу синхронизации часов, основанному на одновременном приеме разнесенными пунктами шумовых СВЧ-сигналов с борта искусственного спутника Земли (ИСЗ), когерентном их преобразованием к видеочастоте, цифровой регистрации принятых сигналов и определении временной задержки прихода одного и того же сигнала в пункты синхронизации методом корреляционной обработки зарегистрированных сигналов, по величине которой производят сличение шкал времени, при этом в начальный момент времени t1 по часам первого пункта с помощью кодовой последовательности формируют шумовой СВЧ-сигнал, регистрируют его на этом же пункте, сформированный сигнал преобразуют в сигнал с частотой ω1, усиливают его по мощности, излучают усиленный сигнал в направление на ИСЗ-ретранслятор, в тот же момент времени t1 по часам второго пункта с помощью той же кодовой последовательности формируют такой же шумовой СВЧ-сигнал, регистрируют его на втором пункте, принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте ω1, переизлучают его на первый и второй пункты на частоте ω2 с сохранением фазовых соотношений, в произвольный момент времени t3 по часам второго пункта аналогично формируют и ретранслируют шумовой СВЧ-сигнал, сформированный сигнал преобразуют в сигнал на частоте ω1, усиливают его по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении того же ИСЗ-ретранслятора, в тот же момент времени t3 по часам первого пункта с помощью той же кодовой последовательности формируют такой же шумовой СВЧ-сигнал, регистрируют его на первом пункте, принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте ω1 и переизлучают его на первый и второй пункты на частоте ω2 с сохранением фазовых соотношений, первый пункт размещают на подвижном объекте, в качестве которого используют космическое, воздушное, водное или наземное транспортное средство, а второй наземный пункт используют в качестве центра управления и контроля, координаты которого определяют в результате прецизионной геодезической съемки, на подвижном объекте измеряют параметры, определяющие его техническое состояние, регистрируют их и преобразуют в модулирующий код, генерируют высокочастотное колебание на частоте ωс, манипулируют его по фазе модулирующим кодом, сформированный сложный сигнал с фазовой манипуляцией преобразуют по частоте с использованием напряжения первой промежуточной частоты ωпр1=ωс+ωг1, где ωг1 - частота первого гетеродина, усиливают его по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении на ИСЗ-ретранслятор, переизлучают его в центр управления и контроля на частоте ω1=ωпр1=-ωг2, где ωг2 - частота второго гетеродина, с сохранением фазовых соотношений, принимают сложный сигнал с фазовой манипуляцией в центре управления и контроля, усиливают его по мощности, преобразуют по частоте с использованием первого гетеродина, выделяют напряжение второй промежуточной частоты ωпр2=ω1-ωг1=ωс, перемножают его с напряжением второго гетеродина, выделяют сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ωг1 первого гетеродина, осуществляют его синхронное детектирование с использованием напряжения первого гетеродина в качестве опорного напряжения, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему коду, и анализируют его, аналогично осуществляют передачу дискретной информации из центра управления и контроля на подвижный объект, при этом на подвижном сложные сигналы с фазовой манипуляцией, излучают на частоте ω2, а в центре управления и контроля сложные сигналы с фазовой манипуляцией излучают на частоте ω2, а принимают на частоте ω1, одновременно на подвижном объекте принимают GPS-сигнал на частоте ω2, усиливают его по мощности, преобразуют по частоте с использованием напряжения второго гетеродина, выделяют напряжение второй промежуточной частоты ωпр2=ωг2-ω2, перемножают его с напряжением второго гетеродина, выделяют GPS-сигнал на частоте ωг1 первого гетеродина, осуществляют его синхронное детектирование с использованием частоты ωг1 первого гетеродина, выделяют низкочастотное напряжение, используют его для определения местонахождения подвижного объекта и передают информацию о местонахождении подвижного объекта в центр управления и контроля, в случае соответствия всех измеренных параметров условию нормальной эксплуатации подвижного объекта, а место нахождения подвижного объекта - плановому месту нахождения передачу дискретной информации с борта подвижного объекта в наземный центр управления и контроля осуществляют с заданной периодичностью, при превышении хотя бы одного из измеренных параметров заданного уровня или отклонения места нахождения подвижного объекта от планового места нахождения период между передачами сокращают, причем при создании аварийной ситуации дискретную информацию передают с борта подвижного объекта непрерывно, при возвращении контролируемых параметров к допустимым значениям, а также соответствия места нахождения подвижного объекта плановому месту нахождения период между передачей дискретной информации снова увеличивают.The problem is solved in that according to the method of clock synchronization, based on the simultaneous reception by separated points of noise microwave signals from an artificial Earth satellite (AES), coherently converting them to a video frequency, digitally recording the received signals and determining the time delay of arrival of the same signal paragraphs synchronization by correlation processing for the signals which produce the largest comparison of time scales, with the initial time t 1 hour the first item using the code sequence formed noise microwave signal, record it on the same point, the conditioned signal is converted into a signal with a frequency ω 1, increase its power emit the amplified signal in the direction of the satellite repeater in the same time t 1 by the clock of the second paragraph with the same code sequence form the same noise microwave signal, it is recorded in the second paragraph, taking onboard equipment satellite repeater signal at frequency ω 1, re-emit it to the first and second n nkty at frequency ω 2 while preserving phase relationships, at an arbitrary time point t 3, the clock of the second paragraph similarly formed and retransmit noise microwave signal generated signal is converted into a signal at the frequency ω 1, increase its power emit the amplified signal in the direction of the same satellite, at the same time t 3 according to the clock of the first point using the same code sequence form the same noise microwave signal, register it at the first point, take on-board equipment of the satellite-relay signal al at a frequency of ω 1 and re-emit it to the first and second points at a frequency of ω 2 while maintaining phase relationships, the first point is placed on a moving object, which is used as a space, air, water or land vehicle, and the second ground point is used as the control and monitoring center, the coordinates of which are determined as a result of precision geodetic surveying, on a moving object measure the parameters that determine its technical condition, register them and convert them into a modulating code, eneriruyut high frequency oscillation at frequency ω s, manipulate its phase modulating code generated complex signal with the phase shift keying is converted in frequency using the first intermediate frequency voltage ω pr1 = ω c + ω z1 where ω r1 - the frequency of the first local oscillator, amplify it by power emit the amplified signal toward the satellite repeater re-emit it to the control center and the control at the frequency ω 1 = ω = -ω pr1 r2 where r2 ω - frequency of the second local oscillator, while preserving phase relationships, receiving a complex signal with phase manipulation in the control and monitoring center, amplify it in power, convert it in frequency using the first local oscillator, isolate the voltage of the second intermediate frequency ω pr2 = ω 1 -ω g1 = ω s , multiply it with the voltage of the second local oscillator, isolate a complex signal with phase manipulation at a frequency ω g1 of the first local oscillator, carry out its synchronous detection using the voltage of the first local oscillator as a reference voltage, allocate a low-frequency voltage proportional to the modulating code, and analyze it, similarly transmit discrete information from the control and monitoring center to a moving object, while on the moving complex signals with phase shift keying emit at frequency ω 2 , and in the control and monitoring center complex signals with phase shift shift emit at frequency ω 2 and receiving at the frequency ω 1, simultaneously on the mobile object receiving GPS-signal at the frequency ω 2, increase its power, frequency-converted using a second local oscillator voltage, the second voltage is isolated interm hydrochloric np2 frequency ω = ω z2 -ω 2, multiplies it with the voltage of the second local oscillator emit GPS-signal at the frequency ω r1 of the first local oscillator, its synchronous detection is performed using a frequency ω r1 of the first local oscillator emit low-frequency voltage, is used to determine its location of the moving object and transmit information about the location of the moving object to the control and monitoring center, if all the measured parameters meet the condition for normal operation of the moving object, and the location is of a moving object — to a planned location, the transfer of discrete information from the board of the moving object to the ground control and monitoring center is carried out at a predetermined frequency, if at least one of the measured parameters of a given level is exceeded or the location of the moving object deviates from the planned location, the period between transfers is reduced, and when creating an emergency, discrete information is continuously transmitted from the board of the moving object, when the controlled parameters return to acceptable values, as well as the correspondence of the location of the moving object to the planned location, the period between the transmission of discrete information is again increased.
Геометрическая схема расположения подвижного объекта ПО, наземного центра управления и контроля ЦУК, спутников навигационной системы GPS, и ИСЗ-ретранслятора S изображена на фиг.1, где введены следующие обозначения: О - центр масс Земли; d - база интерферометра; r - радиус-вектор ИСЗ-ретранслятора, размещенного на геостационарной орбите. Частотная диаграмма, поясняющая преобразование сигналов, изображена на фиг.2. Структурная схема подвижного объекта ПО представлена на фиг.3. Структурная схема наземного центра управления и контроля ЦУК представлена на фиг.4. Временные диаграммы, поясняющие работу подвижного объекта, наземного центра управления и контроля и приемника GPS-сигналов, изображены на фиг.5, 6, 7. Временная диаграмма дуплексного метода сличения часов представлена на фиг.8, где введены следующие обозначения: S, А, В - шкала времени ИСЗ-ретранслятора, подвижного объекта ПО и наземного центра управления и контроля ЦУК соответственно.The geometric arrangement of the mobile software object, the ground control and monitoring center of the CCM, the GPS navigation system satellites, and the satellite repeater S is shown in Fig. 1, where the following notation is introduced: O is the center of mass of the Earth; d is the base of the interferometer; r is the radius vector of the satellite repeater placed in a geostationary orbit. A frequency diagram explaining signal conversion is depicted in FIG. 2. The block diagram of a moving software object is presented in figure 3. The structural diagram of the ground control center and control of the CMS is shown in Fig.4. Timing diagrams explaining the operation of a moving object, a ground control and monitoring center and a GPS receiver are shown in FIGS. 5, 6, 7. A timing diagram of the duplex clock comparison method is shown in FIG. 8, where the following notation is introduced: S, A, B is the time scale of the satellite repeater, the software mobile object, and the ground control and monitoring center of the CMS, respectively.
Бортовая аппаратура подвижного объекта включает: 1.1 - стандарт частоты и времени, 1.2 - первый гетеродин, 1.3 - второй гетеродин, 1.4 - генератор псевдошумового сигнала, 1.5 - переключатель, 1.6 - элемент ИЛИ, 1.7 - первый смеситель, 1.8 - усилитель первой промежуточной частоты, 1.9 - первый усилитель мощности, 1.10 - дуплексер, 1.11 - приемопередающую антенну, 1.12 - второй усилитель мощности, 1.13 - второй смеситель, 1.14 - усилитель второй промежуточной частоты, 1.15, 1.16 - первый и второй клипперы, 1.17, 1.18 - первое и второе буферное запоминающее устройства, 1.19 - измеритель задержек и их производных, 1.20 - перемножитель, 1.21 - полосовой фильтр, 1.22 - фазовый детектор, 1.23 - бортовой контролер, 1.24 - задающий генератор, 1.25 - фазовый манипулятор, 26 - датчики, характеризующие техническое состояние подвижного объекта, 27 - бортовой регистратор, 1.28 - приемную антенну, 1.29 - усилитель мощности, 1.30 - смеситель, 1.31 - усилитель второй промежуточной частоты, 1.32 - перемножитель, 1.33 - полосовой фильтр, 1.34 - фазовый детектор.The on-board equipment of a moving object includes: 1.1 - frequency and time standard, 1.2 - first local oscillator, 1.3 - second local oscillator, 1.4 - pseudo-noise signal generator, 1.5 - switch, 1.6 - OR element, 1.7 - first mixer, 1.8 - first intermediate frequency amplifier, 1.9 - the first power amplifier, 1.10 - the duplexer, 1.11 - the transceiver antenna, 1.12 - the second power amplifier, 1.13 - the second mixer, 1.14 - the amplifier of the second intermediate frequency, 1.15, 1.16 - the first and second clippers, 1.17, 1.18 - the first and second buffer storage device, 1.19 - Zade meter rzhek and their derivatives, 1.20 - multiplier, 1.21 - bandpass filter, 1.22 - phase detector, 1.23 - on-board controller, 1.24 - master oscillator, 1.25 - phase manipulator, 26 - sensors characterizing the technical condition of the moving object, 27 - on-board recorder, 1.28 - receiving antenna, 1.29 - power amplifier, 1.30 - mixer, 1.31 - second intermediate frequency amplifier, 1.32 - multiplier, 1.33 - band-pass filter, 1.34 - phase detector.
Приемная антенна 1.28, усилитель 1.29 мощности, смеситель 1.30, усилитель 1.31 второй промежуточной частоты, перемножитель 1.32, полосовой фильтр 1.33 и фазовый детектор 1.34 образуют приемник GPS-сигналов.A receiving antenna 1.28, a power amplifier 1.29, a mixer 1.30, a second intermediate frequency amplifier 1.31, a multiplier 1.32, a bandpass filter 1.33, and a phase detector 1.34 form a GPS signal receiver.
Наземный центр управления и контроля содержит: 2.1 - стандарт частоты и времени, 2.2, 2.3 - первый и второй гетеродины, 27, 2.13 - первый и второй смесители, 2.4 - генератор псевдошумового сигнала, 25 - переключатель, 2.6 - элемент ИЛИ, 28 - усилитель первой промежуточной частоты, 2.9, 2.12 - усилители мощности, 2.10 - дуплексер, 2.11 - приемопередающую антенну, 2.14 - усилитель второй промежуточной частоты, 2.15, 2.16 - клипперы, 2.17, 2.18 - буферные запоминающие устройства, 2.19 - измеритель задержек и их производной, 2.20 - перемножитель, 2.21 - полосовой фильтр, 2.22 - фазовый детектор, 2.23 - наземный контроллер, 2.24 - задающий генератор, 2.25 - фазовый манипулятор.The ground control and control center contains: 2.1 - frequency and time standard, 2.2, 2.3 - first and second local oscillators, 27, 2.13 - first and second mixers, 2.4 - pseudo noise signal generator, 25 - switch, 2.6 - OR element, 28 - amplifier first intermediate frequency, 2.9, 2.12 - power amplifiers, 2.10 - duplexer, 2.11 - transceiver antenna, 2.14 - amplifier of the second intermediate frequency, 2.15, 2.16 - clippers, 2.17, 2.18 - buffer storage devices, 2.19 - delay meter and their derivative, 2.20 - multiplier, 2.21 - band-pass filter, 2.22 - phase detector, 2.23 - azemny controller, 2.24 - master oscillator, 2.25 - phase manipulator.
В качестве подвижного объекта используют космическое, воздушное, водное или наземное транспортное средство.As a moving object use a space, air, water or land vehicle.
Предлагаемый способ сличения шкал времени реализуют следующим образом. На первом шаге единичных измерений в момент времени t1 A по часам подвижного объекта ПО псевдошумовой сигнал α1 (фиг.8), созданный генератором 1.4 с помощью стандарта 1.1 частоты и времени, преобразуют с помощью гетеродина 1.2, смесителя 1.7 и усилителя 1.8 первой промежуточной частоты в сигнал с частотой ω1, усиливают с помощью усилителя 1.9 мощности и излучают через дуплексер 1.10 и приемопередающую антенну 1.11 в направлении ИСЗ-ретранслятора S. Вместе с тем этот же сигнал клиппируют в клиппере 1.15 тактовой частотой того же стандарта частоты 1.1 и записывают в буферное запоминающее устройство 1.17. Регистрация синхронизируется стандартом 1.1 частоты и времени.The proposed method of comparing time scales is implemented as follows. In the first step of single measurements at a time t 1 A by the clock of a moving software object, the pseudo-noise signal α 1 (Fig. 8), created by the generator 1.4 using the frequency and time standard 1.1, is converted using the local oscillator 1.2, mixer 1.7, and amplifier 1.8 of the first intermediate frequency signal with a frequency ω 1, is amplified by a power amplifier 1.9 and 1.10 radiate through the duplexer and a transceiver antenna in the direction 1.11 satellite repeater S. However, the same signal klippiruyut in Clipper 1.15 clocked at the same frequency standard records 1.1 and ayut in buffer memory 1.17. Registration is synchronized with frequency and time standard 1.1.
В тот же момент времени t1 A=t1 B по часам наземного центра управления и контроля ЦУК с помощью той же кодовой последовательности формируют такой же шумовой СВЧ-сигнал (сигнал β1), регистрируют, но не отправляют на регистрацию (переключатель 2.5 разомкнут). Принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте ω1 (сигнал α1), переизлучают его на подвижный объект и наземный центр управления и контроля на частоте ω2 с сохранением фазовых соотношений, принимают ретранслированный сигнал на обоих пунктах, преобразуют его в сигнал на видеочастоте, регистрируют в моменты времени t1 A и t2 B соответственно (сигналы α2, β2).At the same time t 1 A = t 1 B according to the clock of the ground-based control and monitoring center of the central control center, using the same code sequence, they generate the same noise microwave signal (signal β 1 ), register, but do not send for registration (switch 2.5 open ) Onboard equipment of the satellite repeater receives a signal at a frequency of ω 1 (signal α 1 ), re-emits it to a moving object and a ground control and monitoring center at a frequency of ω 2 with preserving phase relations, receives a relay signal at both points, converts it into a signal at a video frequency register at time t 1 A and t 2 B, respectively (signals α 2 , β 2 ).
На втором шаге (при передаче сигнала из центра управления и контроля) переключатель 1.5 должен быть разомкнут, а переключатель 2.5 замкнут и сигнал α3 из генератора 1.4 через клиппер 1.15 поступает на то же запоминающее устройство 1.17.At the second step (when transmitting a signal from the control and monitoring center), switch 1.5 must be open, and switch 2.5 is closed and signal α 3 from generator 1.4 is transmitted through clipper 1.15 to the same memory device 1.17.
В произвольный момент времени t3 B=t2 B+Θ по часам второго пункта аналогично формируют и регистрируют шумовой СВЧ-сигнал (сигнал β3). Принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте ω1 (сигнал α3), переизлучают его в пункты А и В на частоте ω2 с сохранением фазовых составляющих, принимают ретранслированный сигнал в обоих пунктах, преобразуют его в сигналы на видеочастоте, регистрируют в моменты времени t4 A и t4 B соответственно (сигналы α4 и β4).At an arbitrary point in time t 3 B = t 2 B + Θ, the noise of the microwave signal (β 3 signal) is similarly generated and recorded by the hours of the second point. Onboard equipment of the satellite repeater receives a signal at a frequency of ω 1 (signal α 3 ), re-emits it to points A and B at a frequency of ω 2 while maintaining phase components, receives a relay signal at both points, converts it to signals at a video frequency, records at times time t 4 A and t 4 B, respectively (signals α 4 and β 4 ).
Корреляционной обработкой двух пар зарегистрированных сигналов в перерыве между актами измерений в измерителях 1.19 и 2.19 определяют следующие временные задержки и их производные:The correlation processing of two pairs of registered signals in the interval between the measurement acts in meters 1.19 and 2.19 determines the following time delays and their derivatives:
τ1=β1⊗β2=t2 B-t1 B=а1+b1+(ΔИ A+ΔП B+ΔS)+Δt,τ 1 = β 1 ⊗ β 2 = t 2 B -t 1 B = a 1 + b 1 + (Δ AND A + Δ П B + ΔS) + Δt,
τ2=α3⊗α4=t4 A-t3 A=a3+b2+(ΔИ B+ΔП A+ΔS)-Δt,τ 2 = α 3 ⊗ α 4 = t 4 A -t 3 A = a 3 + b 2 + (Δ AND B + Δ П A + ΔS) -Δt,
τ3=α1⊗α2=t2 A-t1 A=а1+а2+(ΔИ B+ΔП A+ΔS),τ 3 = α 1 ⊗ α 2 = t 2 A -t 1 A = a 1 + a 2 + (Δ AND B + Δ П A + ΔS),
τ4=β3⊗β4=t4 B-t3 B=b2+b3+(ΔИ B+ΔП B+ΔS),τ 4 = β 3 ⊗ β 4 = t 4 B -t 3 B = b 2 + b 3 + (Δ AND B + Δ П B + ΔS),
где Fi - частота интерференции (i=1, 2, 3, 4);where F i is the frequency of interference (i = 1, 2, 3, 4);
aj, bj(j>1, 2, 3) - время распространения сигнала между ИСЗ и пунктами А и В соответственно;a j , b j (j> 1, 2, 3) - signal propagation time between the satellite and points A and B, respectively;
ΔB A, ΔИ B - задержки сигналов в излучающей аппаратуре обоих пунктов;Δ B A , Δ AND B - signal delays in the radiating equipment of both points;
ΔП A, ΔП B - задержки сигналов в приемно-регистрирующей аппаратуре;Δ P A , Δ P B - signal delay in the receiving and recording equipment;
ΔS - задержка сигналов в бортовой аппаратуре ИСЗ-ретранслятора;ΔS - signal delay in the onboard equipment of the satellite repeater;
Δt=tB-tA - искомая разность показаний часов в один и тот же физический момент.Δt = t B -t A is the desired difference in the clock readings at the same physical moment.
Полагая аj и bj линейными функциями с производными , , получимPutting a j and b j linear functions with derivatives , we get
гдеWhere
Δ′А,B, Δ′′А,B - задержки сигналов в атмосфере на частоте f1 и f2 соответственно;Δ ′ A, B , Δ ′ ′ A, B - signal delays in the atmosphere at a frequency f 1 and f 2, respectively;
ν - релятивистская поправка (эффект Саньяка);ν - relativistic correction (Sagnac effect);
ω - угловая скорость вращения Земли;ω is the angular velocity of the Earth;
с - скорость света;c is the speed of light;
D - площадь четырехугольника O′A′S′B′, образуемого в экваториальной плоскости центром масс Земли, проекциями пунктов А, В и ИСЗ-ретранслятора.D is the area of the quadrangle O′A′S′B ′, formed in the equatorial plane by the center of mass of the Earth, the projections of points A, B and the satellite repeater.
Поправку γ на подвижность ИСЗ-ретранслятора во время единичного измерения проще всего свести к нулю соответствующим выбором свободного параметра Θ:The correction γ for the mobility of the satellite repeater during a single measurement is most easily reduced to zero by the appropriate choice of the free parameter Θ:
который следует в начале измерений рассчитывать по приближенным эфемеридным данным, а затем уточнить по результатам текущих измерений.which should be calculated at the beginning of measurements by approximate ephemeris data, and then clarified by the results of current measurements.
Что касается поправки δ аппаратурные задержки, то ее можно найти путем калибровки по методу «нулевой базы». Атмосферная поправка ε также учитывается.As for the correction δ, hardware delays, it can be found by calibration using the “zero base” method. The atmospheric correction ε is also taken into account.
В пунктах А и В аппаратура работает одинаково, только порядок шагов в них обратный. Для вычисления разности показаний часов Δt достаточно обменяться между пунктами полученными цифровыми данными, что можно делать по обычным телефонным или телеграфным каналам связи. Результаты сличения поступают в бортовой 1.23 и наземный 2.23 контроллеры.In points A and B, the equipment works the same way, only the order of steps in them is the opposite. To calculate the difference of the clock readings Δt, it is enough to exchange the received digital data between the points, which can be done via ordinary telephone or telegraph communication channels. The results of the comparison are sent to the onboard 1.23 and ground 2.23 controllers.
В процессе движения подвижного объекта датчики 26, расположенные в различных местах транспортного средства (двигательный отсек, корпус, система управления, топливные баки и т.д.), передают информацию о состоянии контролируемых узлов транспортного средства бортовому регистратору 27, который может быть выполнен в виде средства записи на магнитную ленту, оптический носитель, бумажный носитель и т.д.In the process of moving a movable object,
Одновременно указанная информация поступает на второй вход бортового контроллера 1.23, на третий вход которого подается информация о местоположении подвижного объекта, полученная от приемника GPS-сигналов. Последний состоит из приемной антенны 1.18, усилителя 1.29 мощности, смесителя 1.30, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 1.3, усилителя 1.31 второй промежуточной частоты, перемножителя 1.32, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 1.3, полосового фильтра 1.33 и фазового детектора 1.34, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 1.2, а выход подключен к третьему входу бортового контроллера 1.23.At the same time, this information is fed to the second input of the on-board controller 1.23, to the third input of which information on the location of the moving object received from the GPS signal receiver is supplied. The latter consists of a receiving antenna 1.18, a power amplifier 1.29, a mixer 1.30, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 1.3, amplifier 1.31 of the second intermediate frequency, multiplier 1.32, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 1.3, band-pass filter 1.33 and phase detector 1.34, the second the input of which is connected to the output of the local oscillator 1.2, and the output is connected to the third input of the on-board controller 1.23.
В состав Глобальной навигационной системы GPS (Global Positioning System) входят космический сегмент, состоящий из 24 ИСЗ, сеть наземных станций наблюдения за их работой и пользовательский сегмент - навигационные приемники GPS-сигналов.The Global Positioning System (GPS) includes a space segment consisting of 24 satellites, a network of ground-based monitoring stations for their operation, and a user segment — GPS receivers.
Каждый GPS-спутник излучает на частоте ω2=1575 МГц специальный навигационный сигнал в виде бинарного фазоманипулированного (ФМн) сигнала, манипулированного по фазе псевдослучайной последовательностью длиной 1023 символа (фиг.7, а):Each GPS satellite emits at a frequency of ω 2 = 1575 MHz a special navigation signal in the form of a binary phase-manipulated (PSK) signal, phase-manipulated pseudorandom sequence with a length of 1023 characters (Fig. 7, a):
uc(t)=Uccos[ω2t+φk(t)+φ2], 0≤t≤Tc,u c (t) = U c cos [ω 2 t + φ k (t) + φ 2 ], 0≤t≤T c ,
где φk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с псевдослучайной последовательностью длительностью N=1023.where φ k (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the law of phase manipulation in accordance with a pseudo-random sequence of duration N = 1023.
Данный сигнал принимается антенной 1.28 и через усилитель 1.29 мощности поступает на первый вход смесителя 1.30, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 1.3This signal is received by the antenna 1.28 and through the power amplifier 1.29 is fed to the first input of the mixer 1.30, the second input of which supplies the local oscillator voltage 1.3
uг2(t)=Uг2cos(ωг2t+φг2).u g2 (t) = U g2 cos (ω g2 t + φ g2 ).
На выходе смесителя 1.30 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 1.31 выделяется напряжение второй промежуточной частоты (фиг.7, б)At the output of the mixer 1.30, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 1.31 distinguishes the voltage of the second intermediate frequency (Fig.7, b)
uпр2(t)=Uпр2cos[ωпр2t-φk(t)+φпр2], 0≤t≤Tc,u CR2 (t) = U CR2 cos [ω CR2 t-φ k (t) + φ CR2 ], 0≤t≤T c ,
где Where
K1 - коэффициент передачи смесителя;K 1 - gear ratio of the mixer;
ωпр2=ωг2-ω2 - вторая промежуточная частота; np2 ω = ω z2 -ω 2 - the second intermediate frequency;
ωпр2=φ2-φг2,ω CR2 = φ 2 -φ g2 ,
которое поступает на первый вход перемножителя 1.32. На второй вход последнего подается напряжение uг2(t) гетеродина 1.3. На выходе перемножителя образуется напряжение (фиг.7, в)which goes to the first input of the multiplier 1.32. The second input of the latter is supplied with voltage u g2 (t) of the local oscillator 1.3. At the output of the multiplier a voltage is generated (Fig. 7, c)
u1(t)=U1cos[ωг1t+φk(t)+φг1], 0≤t≤Tc,u 1 (t) = U 1 cos [ω g1 t + φ k (t) + φ g1 ], 0≤t≤T c ,
где Where
К2 - коэффициент передачи перемножителя;K 2 is the transmission coefficient of the multiplier;
ωг1=ωг2-ωпр2,w r1 r2 = ω -ω WP2,
которое представляет собой ФМн-сигнал на частоте ωг1 гетеродина 1.2 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 1.34. На второй (опорный) вход фазового детектора 1.34 в качестве опорного напряжения подается напряжение гетеродина 1.2which is an FMN signal at a frequency ω g1 of the local oscillator 1.2 and is fed to the first (information) input of the phase detector 1.34. The local oscillator voltage 1.2 is applied to the second (reference) input of the phase detector 1.34 as a reference voltage
uг1(t)=Uг1cos(ωг1+φг1).u g1 (t) = U g1 cos (ω g1 + φ g1 ).
В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 1.3 образуется низкочастотное напряжение (фиг.7, г)As a result of synchronous detection at the output of the phase detector 1.3, a low-frequency voltage is generated (Fig. 7, d)
uн(t)=Uнcosφk(t),u n (t) = U n cosφ k (t),
где Where
К3 - коэффициент передачи фазового детектора,K 3 - the transfer coefficient of the phase detector,
которое поступает на третий вход бортового контроллера 1.23, где определяется местоположение подвижного объекта (широта и долгота). Для этого достаточно присутствия в зоне радиовидимости трех спутников. Точность определения местоположения подвижного объекта - 50...80 м.which goes to the third input of the on-board controller 1.23, where the location of the moving object (latitude and longitude) is determined. For this, the presence of three satellites in the radio visibility zone is sufficient. The accuracy of determining the location of a moving object is 50 ... 80 m.
Один из основных методов повышения точности определения местонахождения подвижного объекта и устранения ошибок, связанных с введением режима селективного доступа, основан на применении известного в радионавигации принципа дифференциальных навигационных измерений.One of the main methods for increasing the accuracy of determining the location of a moving object and eliminating errors associated with the introduction of selective access mode is based on the application of the principle of differential navigation measurements, known in radio navigation.
Дифференциальный режим позволяет установить координаты транспортного средства с точностью до 5 м в динамической навигационной обстановке и до 2 м в статике.The differential mode allows you to set the coordinates of the vehicle with an accuracy of 5 m in a dynamic navigation environment and up to 2 m in static.
Бортовой контроллер 1.23, выполненный с возможностью программирования времени между сеансами радиосвязи в зависимости от величины измеренных датчиками 26 параметров. С обусловленной периодичностью (например, 30 мин) через бортовой сегмент спутниковой связи, ИСЗ-ретранслятор и наземный сегмент спутниковой связи передает полученную информацию (местонахождение, протокол событий, техническое состояние, суть внештатной ситуации, если она возникла, а также полную траекторию передвижения за межсеансный промежуток) в наземный центр управления и контроля.On-board controller 1.23, configured to program the time between radio sessions, depending on the magnitude of the parameters measured by the
С этой целью задающий генератор 1.24 генерирует высокочастотное колебание (фиг.5, а)To this end, the master oscillator 1.24 generates a high-frequency oscillation (Fig.5, a)
uс1(t)=Uс1cos(ωс1t+φс1), 0≤t≤Tс,u c1 (t) = U c1 cos (ω t +
которое поступает на первый вход фазового манипулятора 1.25. На второй вход последнего подается с выхода бортового контроллера 1.23 модулирующий код M1(t) (фиг.5, б), содержащий информацию о техническом состоянии подвижного объекта и его местоположении. На выходе фазового манипулятора 1.25 формируется сложный ФМн-сигнал (фиг.5,в)which goes to the first input of the phase manipulator 1.25. The second input of the latter is fed from the output of the on-board controller 1.23 modulating code M 1 (t) (Fig. 5, b) containing information about the technical condition of the moving object and its location. At the output of the phase manipulator 1.25, a complex QPSK signal is generated (Fig. 5, c)
u2(t)=U2cos[ωct+φk(t)+φc], 0≤t≤Tc,u 2 (t) = U 2 cos [ω c t + φ k (t) + φ c ], 0≤t≤T c ,
где φk1(t)={0, π} - манипуляционная составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M1(t) (фиг.5, б), причем φk1(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (K=1, 2,...N-1);where φ k1 (t) = {0, π} is the manipulation component of the phase, which displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M 1 (t) (Fig. 5, b), and φ k1 (t) = const at kτ e <t <(k + 1) τ e and can change stepwise at t = kτ e , i.e. at the borders between elementary premises (K = 1, 2, ... N-1);
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Tc1(Tc1=Nτэ),τ e , N is the duration and number of chips that make up the signal of duration T c1 (T c1 = Nτ e ),
который через элемент ИЛИ 1.6 поступает на первый вход первого смесителя 1.7. На второй смеситель 1.7 с выхода первого гетеродина 1.2 подается напряжение uг1(t). Элемент ИЛИ 1.6 обеспечивает очередность поступления на первый вход смесителя 1.7 псевдошумового СВЧ-сигнала с выхода генератора 1.6 и ФМн-сигнала с выхода фазового детектора 1.25. На выходе смесителя 1.7 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 1.8 выделяется напряжение только первой промежуточной (суммарной) частоты (фиг.5, г)which through the element OR 1.6 enters the first input of the first mixer 1.7. The second mixer 1.7 from the output of the first local oscillator 1.2 is supplied with voltage u g1 (t). The OR 1.6 element provides the sequence of receipt at the first input of the mixer 1.7 of the pseudo-noise microwave signal from the output of the generator 1.6 and the PSK signal from the output of the phase detector 1.25. At the output of mixer 1.7, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 1.8 is allocated voltage only the first intermediate (total) frequency (figure 5, g)
uпр1(t)=Uпр1cos[ωпр1t+φk1(t)+φпр1], 0≤t≤Тс1,u CR1 (t) = U CR1 cos [ω CR1 t + φ k1 (t) + φ CR1 ], 0≤t≤T c1 ,
где Where
ωпр1=ωc+ωг1 - первая промежуточная (суммарная) частота;ω pr1 = ω c + ω g1 - the first intermediate (total) frequency;
φпр1=φс+φг1,φ pr1 = φ s + φ g1 ,
которое после усиления в усилителе 1.9 мощности через дуплексер 1.10 поступает в приемопередающую антенну 1.11, излучается ею в эфир в направлении ИСЗ-ретранслятора, переизлучается им на этой же частоте с сохранением фазовых соотношений, принимается антенной 2.11 наземного центра управления и контроля и через дуплексер 2.10 и усилитель 2.12 мощности поступает на первый вход смесителя 2.13, на второй вход которого подается напряжение uu1(t) гетеродина 2.3. На выходе смесителя 2.13 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 2.14 выделяется напряжение второй промежуточной (разностной) частоты (фиг.5,д)which after amplification in the power amplifier 1.9 through the duplexer 1.10 enters the transceiver antenna 1.11, it is broadcasted in the direction of the satellite, relayed by it at the same frequency while maintaining phase relationships, it is received by the antenna 2.11 of the ground control and control center and through the duplexer 2.10 and the power amplifier 2.12 is supplied to the first input of the mixer 2.13, the second input of which is supplied with the voltage u u1 (t) of the local oscillator 2.3. At the output of the mixer 2.13, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 2.14 allocated voltage of the second intermediate (differential) frequency (Fig.5, d)
uпр3(t)=Uпр3cos[ωпр2t+φk1(t)+φпр3], 0≤t≤Tс1,u CR3 (t) = U CR3 cos [ω CR2 t + φ k1 (t) + φ CR3 ], 0≤t≤T c1 ,
где Where
ωпр2=ωпр1-ωг1 - вторая промежуточная (разностная) частота;ω pr2 = ω pr1 -ω g1 - the second intermediate (difference) frequency;
φпр3=φпр1-φг1,φ pr3 = φ pr1 -φ g1 ,
которое поступает на первый вход перемножителя 2.20. На второй вход перемножителя 2.20 подается напряжение uг2(t) гетеродина 2.2. На выходе перемножителя 2.20 образуется напряжение (фиг.5, е)which goes to the first input of the multiplier 2.20. The voltage u g2 (t) of the local oscillator 2.2 is supplied to the second input of the multiplier 2.20. At the output of the multiplier 2.20, a voltage is generated (Fig. 5, e)
u3(t)=U3cos[ωг1t-φk1(t)+φг1], 0≤t≤Tс1,u 3 (t) = U 3 cos [ω g1 t-φ k1 (t) + φ g1 ], 0≤t≤T s1 ,
где Where
ωг1=ωпр=ωг2-ωпр2 - промежуточная частота, d1 = ω ω ave = ω z2 -ω np2 - intermediate frequency,
которое выделяется полосовым фильтром 2.21 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 2.22. На второй (опорный) вход фазового детектора 2.22 подается напряжение Uг1(t) гетеродина 2.3 в качестве опорного напряжения. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 2.22 образуется низкочастотное напряжение (фиг.5, ж)which is allocated by the band-pass filter 2.21 and arrives at the first (information) input of the phase detector 2.22. The voltage U g1 (t) of the local oscillator 2.3 is supplied to the second (reference) input of the phase detector 2.22 as a reference voltage. As a result of synchronous detection at the output of the phase detector 2.22, a low-frequency voltage is generated (figure 5, g)
uн1(t)=Uн1cosφk1(t),u н1 (t) = U н1 cosφ k1 (t),
где Where
которое поступает на второй вход наземного контроллера 2.23.which goes to the second input of the ground controller 2.23.
По результатам анализа ситуации наземным контроллером 2.23 на наземном центре управления и контроля принимается соответствующее решение, например об отключении неисправного двигателя, или формируется рекомендации экипажу по действиям при развитии нештатных ситуаций.Based on the results of the analysis of the situation by the ground controller 2.23 at the ground control and control center, an appropriate decision is made, for example, to turn off the faulty engine, or recommendations are made to the crew on actions in case of emergency situations.
Для передачи указанных команд в наземном контроллере 2.23 формируется модулирующий код М2(t) (фиг.6, б), который поступает на второй вход фазового манипулятора 2.25. На первый вход последнего подается высокочастотное колебание с выхода задающего генератора 2.24 (фиг.6, а)To transmit these commands in the ground controller 2.23, a modulating code M 2 (t) is generated (Fig.6, b), which is fed to the second input of the phase manipulator 2.25. At the first input of the latter is fed a high-frequency oscillation from the output of the master oscillator 2.24 (Fig.6, a)
uc2(t)=Uc2cos(ωct+φc2), 0≤t≤Tc2.u c2 (t) = U c2 cos (ω c t + φ c2 ), 0≤t≤T c2 .
На выходе фазового манипулятора 2.25 формируется сложный ФМн-сигнал (фиг.6, б)At the output of the phase manipulator 2.25, a complex QPSK signal is generated (Fig.6, b)
u4(t)=U4cos[ωct+φki2(t)+φc2] 0≤t≤Tc2,u 4 (t) = U 4 cos [ω c t + φ ki2 (t) + φ c2 ] 0≤t≤T c2 ,
который через элемент ИЛИ 2.6 поступает на первый вход смесителя 2.7. На второй вход смесителя 2.7 подается напряжение uг2(t) гетеродина 2.2. На выходе смесителя 2.7 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 2.8 выделяется напряжение промежуточной частоты (фиг.6, г)which through the element OR 2.6 enters the first input of the mixer 2.7. The voltage u g2 (t) of the local oscillator 2.2 is supplied to the second input of the mixer 2.7. At the output of the mixer 2.7, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 2.8 allocated voltage of the intermediate frequency (Fig.6, g)
u5(t)=U5cos[ωпрt-φk2(t)+φ4], 0≤t≤Tc2,u 5 (t) = U 5 cos [ω pr t-φ k2 (t) + φ 4 ], 0≤t≤T c2 ,
где Where
ωпр=ωг2-ωc=ω2 - промежуточная частота;ω CR = ω g2 -ω c = ω 2 - intermediate frequency;
φ4=φс-φг2,φ 4 = φ s -φ g2 ,
которое после усиления в усилителе 2.9 мощности через дуплексер 2.10 поступает в приемопередающую антенну 2.11, излучается ею в направление ИСЗ-ретранслятора на частоте ω2, переизлучается бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора с сохранением фазовых соотношений, принимается антенной 1.11 подвижного объекта и через дуплексер 1.10 и усилитель 1.12 мощности поступает на первый вход смесителя 1.13, на второй вход которого подается напряжение uг2(t) гетеродина 1.3. На выходе смесителя 1.13 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 1.14 выделяется напряжение второй промежуточной частоты (фиг.6, д)which, after amplification in the power amplifier 2.9 through the duplexer 2.10, enters the transceiver antenna 2.11, is emitted by it in the direction of the artificial satellite repeater at the frequency ω 2 , is reradiated by the onboard equipment of the artificial satellite repeater with preserving phase relations, it is received by the antenna 1.11 of the moving object and through the duplexer 1.10 and the amplifier 1.12 power is supplied to the first input of the mixer 1.13, the second input of which is supplied with the voltage u g2 (t) of the local oscillator 1.3. At the output of the mixer 1.13, voltages of combination frequencies are formed. Amplifier 1.14 distinguishes the voltage of the second intermediate frequency (Fig.6, d)
u6(t)=U6cos[ωпр2t-φk2(t)+φ6], 0≤t≤Tc2,u 6 (t) = U 6 cos [ω pr2 t-φ k2 (t) + φ 6 ], 0≤t≤T c2 ,
где Where
ωпр2=ωг2-ω2 - вторая промежуточная частота; np2 ω = ω z2 -ω 2 - the second intermediate frequency;
φ6=φ4-φu2,φ 6 = φ 4 -φ u2 ,
которое поступает на первый вход перемножителя 1.20. На второй вход последнего подается напряжение uг2(t) гетеродина 1.3. На выходе перемножителя 1.20 образуется напряжение (фиг.6, е)which goes to the first input of the multiplier 1.20. The second input of the latter is supplied with voltage u g2 (t) of the local oscillator 1.3. At the output of the multiplier 1.20 a voltage is generated (Fig.6, e)
u7(t)=U7cos[ωпрt+φk2(t)+φ7] 0≤t≤Tc2,u 7 (t) = U 7 cos [ω pr t + φ k2 (t) + φ 7 ] 0≤t≤T c2 ,
где Where
ωпр=ωг2-ωпр2=ωпр - промежуточная частота; straight ω = ω z2 -ω np2 = ω ave - intermediate frequency;
φ7=φ6-φг2,φ 7 = φ 6 -φ g2 ,
которое выделяется полосовым фильтром 1.21 и поступает на первый вход фазового детектора 1.22. На второй (опорный) вход фазового детектора 1.22 подается напряжение uг1(t) в качестве опорного напряжения. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 1.22 образуется низкочастотное напряжение (фиг.6, ж)which is allocated by the band-pass filter 1.21 and arrives at the first input of the phase detector 1.22. The second (reference) input of the phase detector 1.22 is supplied with voltage u g1 (t) as the reference voltage. As a result of synchronous detection at the output of the phase detector 1.22, a low-frequency voltage is generated (Fig.6, g)
uн2(t)=Uн2cosφk2(t),u n2 (t) = U n2 cosφ k2 (t),
где Where
которое поступает на четвертый вход бортового контроллера 1.23, где реализуются команды и рекомендации наземного центра управления и контроля.which goes to the fourth input of the on-board controller 1.23, where the commands and recommendations of the ground control and monitoring center are implemented.
В случае соответствия всех измеренных датчиками 26 параметров условиям нормальной эксплуатации подвижного объекта, а места нахождения подвижного объекта - плановому места нахождения передача дискретной информации с борта подвижного объекта в наземный центр управления и контроля происходит с заданной периодичностью (например, один раз в 30 мин).If all the parameters measured by the
При превышении хотя бы одного из измеренных параметров заданного уровня или отклонения места нахождения подвижного объекта от планового места нахождения период между передачами сокращается.If at least one of the measured parameters of a given level is exceeded or the location of the moving object deviates from the planned location, the period between transfers is reduced.
При создании аварийной ситуации дискретную информацию с борта подвижного объекта передают непрерывно.When creating an emergency, discrete information from the board of a moving object is transmitted continuously.
Режим передачи дискретной информации бортовым контроллером 1.23 может быть также изменен решением командного состава подвижного объекта или наземным центром управления и контроля.The mode of transmission of discrete information by the on-board controller 1.23 can also be changed by a decision of the command staff of a moving object or by a ground control and control center.
При возвращении контролируемых параметров к допустимым значениям, а также соответствия места нахождения подвижного объекта плановому месту нахождения период между передачей дискретной информации будет снова увеличен.When the controlled parameters return to acceptable values, as well as the correspondence of the location of the moving object to the planned location, the period between the transmission of discrete information will again be increased.
Таким образом, предлагаемый способ синхронизации часов по сравнению с прототипом обеспечивает не только сличение удаленных шкал времени, но и дистанционное управление и контроль за техническим состоянием подвижного объекта и его местонахождением в процессе передвижения. Это достигается применением метода дуплексной радиосвязи с использованием сложных сигналов с фазовой манипуляцией.Thus, the proposed method of clock synchronization in comparison with the prototype provides not only the comparison of remote time scales, but also remote control and monitoring of the technical condition of the moving object and its location during the movement. This is achieved by using the duplex radio communication method using complex signals with phase shift keying.
Указанные сигналы открывают новые возможности в технике передачи дискретной информации. Они позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.These signals open up new possibilities in the technique of transmitting discrete information. They allow you to apply a new type of selection - structural selection. This means that there is a new opportunity to separate signals operating in the same frequency band and at the same time intervals.
К числу других проблем, от решения которых в значительной мере зависит дальнейший прогресс средств радиосвязи, следует отнести проблему установления надежной связи в каналах при наличии многолучевого характера распространения радиоволн. Наличие многолучевого характера распространения радиоволн приводит к искажению принимаемых сигналов, что затрудняет прием и снижает достоверность передачи информации.Among other problems, the solution of which largely determines the further progress of radio communications, should include the problem of establishing reliable communication in channels in the presence of a multipath nature of the propagation of radio waves. The presence of the multipath nature of the propagation of radio waves leads to a distortion of the received signals, which complicates the reception and reduces the reliability of the transmission of information.
Попытки преодолеть вредное влияние многолучевости предпринимаются уже давно. К ним можно отнести разнесенный прием, селекцию сигналов по времени и углу прихода, корректирующее кодирование и некоторые другие методы. Однако все они не дают принципиального решения проблемы.Attempts to overcome the harmful effects of multipath have been made for a long time. These include diversity reception, signal selection by time and angle of arrival, corrective coding, and some other methods. However, all of them do not provide a fundamental solution to the problem.
Сложный ФМн-сигнал благодаря своим хорошим корреляционным свойствам может быть «свернут» в узкий импульс, длительность которого обратно пропорциональна используемой ширине полосы частот. Выбирая такую полосу частот, чтобы длительность «свернутого» импульса была меньше времени запаздывания, можно осуществить раздельный прием импульсов, приходящих в точку приема различными путями, а суммируя их энергию, можно, кроме того, повысить помехоустойчивость приема сложных ФМн-сигналов. Тем самым указанная проблема получает принципиальное разрешение.Due to its good correlation properties, a complex QPSK signal can be “folded” into a narrow pulse, the duration of which is inversely proportional to the used bandwidth. Choosing such a frequency band so that the duration of the “folded” pulse is less than the delay time, it is possible to separately receive pulses arriving at the receiving point in various ways, and by summing their energy, it is also possible to increase the noise immunity of complex QPSK signals. Thus, the indicated problem gets a fundamental solution.
С точки зрения обнаружения сложные ФМн-сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.From the point of view of detection, complex QPSK signals have high energy and structural secrecy.
Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала. Она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time and spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, a complex QPSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex QPSK signal is by no means small. It is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point in this area the signal power is less than the power of noise and interference.
Структурная скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.The structural secrecy of complex QPSK signals is due to the wide variety of their shapes and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing of complex QPSK signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiver.
Предлагаемый способ может быть использован для контроля выполнения рейсов воздушными и морскими транспортными средствами, для контроля учений авиации дальнего действия и морского флота, при полете пилотируемых космических кораблей и искусственных спутников Земли, для обеспечения испытаний авиационной и морской техники за пределами видимости средств испытательных баз, для контроля за работой малоопытных экипажей и изношенной техники.The proposed method can be used to control the execution of flights by air and sea vehicles, to control the exercises of long-range aviation and the navy, during the flight of manned spaceships and artificial satellites of the Earth, to ensure testing of aviation and marine equipment beyond the sight of the facilities of test bases, for control over the work of inexperienced crews and worn equipment.
Использование предлагаемого способа позволяет принимать решения по действию в нештатных ситуациях в момент их возникновения, передавать на борт подвижного объекта рекомендации по действиям при развитии нештатных ситуаций, выдавать указания службам спасения при неблагоприятном развитии нештатных ситуаций, выдавать точное целеуказание на поиск потерпевшего аварию транспортного средства. Тем самым функциональные возможности способа расширены.Using the proposed method allows you to make decisions on actions in emergency situations at the time of their occurrence, transmit recommendations on how to deal with emergency situations on board a moving object, give instructions to emergency services in the event of an emergency, give an accurate target designation for finding a vehicle that has crashed. Thus, the functionality of the method is expanded.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138474/28A RU2301437C1 (en) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | Mode of comparison of time scale |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138474/28A RU2301437C1 (en) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | Mode of comparison of time scale |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2301437C1 true RU2301437C1 (en) | 2007-06-20 |
Family
ID=38314423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005138474/28A RU2301437C1 (en) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | Mode of comparison of time scale |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2301437C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507555C2 (en) * | 2012-03-05 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук | Method of calibrating time scale |
RU2547662C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-04-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Method of comparison of time scales and device for its implementation |
RU2604852C1 (en) * | 2015-07-30 | 2016-12-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Device for time scales comparing and synchronizing |
RU2640455C2 (en) * | 2015-10-20 | 2018-01-09 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Device for timescales comparison |
RU2779276C1 (en) * | 2021-11-03 | 2022-09-05 | Акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" | System for correcting the time scales of a group of remote clocks |
-
2005
- 2005-12-09 RU RU2005138474/28A patent/RU2301437C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507555C2 (en) * | 2012-03-05 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук | Method of calibrating time scale |
RU2547662C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-04-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Method of comparison of time scales and device for its implementation |
RU2604852C1 (en) * | 2015-07-30 | 2016-12-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Device for time scales comparing and synchronizing |
RU2640455C2 (en) * | 2015-10-20 | 2018-01-09 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Device for timescales comparison |
RU2779276C1 (en) * | 2021-11-03 | 2022-09-05 | Акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" | System for correcting the time scales of a group of remote clocks |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2590903C2 (en) | Method and system for radio beacon geolocalisation in alarm and rescue system | |
US11346957B2 (en) | Trilateration-based satellite location accuracy for improved satellite-based geolocation | |
US20100201570A1 (en) | Interference Power Measurement | |
US5969674A (en) | Method and system for determining a position of a target vehicle utilizing two-way ranging | |
US5935196A (en) | Technique for the use of GPS for high orbiting satellites | |
US8451166B2 (en) | Distributed distance measurement system for locating a geostationary satellite | |
WO2007030384A2 (en) | Spot locator | |
EP2845326A1 (en) | Terrestrial position and timing system | |
RU2389054C1 (en) | Method for collation of time scales and device for its implementation | |
RU2301437C1 (en) | Mode of comparison of time scale | |
Onrubia et al. | DME/TACAN impact analysis on GNSS reflectometry | |
KR20070052066A (en) | Gps signal repeater apparatus and gps receiver apparatus of stationary orbit satellite, and method for positioning determination of stationary orbit satellite using it | |
US10948566B1 (en) | GPS-alternative method to perform asynchronous positioning of networked nodes | |
RU2310221C1 (en) | Device for synchronizing clock | |
RU2535653C1 (en) | Clock synchronisation method and device therefor | |
RU2367910C1 (en) | Method for building of orbit-based functional addition to global navigation system | |
Levanon et al. | Random error in ARGOS and SARSAT satellite positioning systems | |
Navrátil et al. | Exploiting terrestrial positioning signals to enable a low-cost passive radar | |
JPS6310397B2 (en) | ||
RU2383914C1 (en) | Method of synchronising watches and device for realising said method | |
Bouhanna et al. | Relative range estimation using SDR for space traffic management | |
JP2000180528A (en) | Method for measuring position of mobile object and its system | |
CA2741844C (en) | System for positioning a geostationary satellite | |
RU2507555C2 (en) | Method of calibrating time scale | |
RU2539914C1 (en) | Clock synchronisation method and device therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071210 |