RU2465615C2 - Apparatus for determining coordinates and velocity of moving object (versions) - Google Patents
Apparatus for determining coordinates and velocity of moving object (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465615C2 RU2465615C2 RU2010152968/28A RU2010152968A RU2465615C2 RU 2465615 C2 RU2465615 C2 RU 2465615C2 RU 2010152968/28 A RU2010152968/28 A RU 2010152968/28A RU 2010152968 A RU2010152968 A RU 2010152968A RU 2465615 C2 RU2465615 C2 RU 2465615C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- pseudo
- signals
- input
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для определения координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта в режиме реального времени или в режиме постобработки ретранслированных с борта объекта сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. Изобретение может быть использовано для определения траекторий динамичных объектов в системах внешнетраекторных измерений.The invention relates to radio navigation and can be used to determine coordinates, speed and spatial orientation angles of a moving object in real time or in the post-processing mode of signals from global navigation satellite systems relayed from the object. The invention can be used to determine the trajectories of dynamic objects in external trajectory measurement systems.
Известна система определения параметров движения (координат и скорости) объекта по ретранслированным сигналам глобальных навигационных спутниковых систем [1], содержащая широкополосный аналоговый ретранслятор сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) и базовую станцию, содержащую приемник ретранслированных сигналов НКА и пилот-сигнала, демодулятор пилот-сигнала, блок обработки ретранслированных сигналов НКА, приемник прямых сигналов НКА, блок обработки прямых сигналов НКА и персональную ЭВМ. Система предназначена для определения траекторий динамичных объектов в системах внешнетраекторных измерений. Недостатком этой системы является невозможность определения углов пространственной ориентации динамичного объекта.A known system for determining the motion parameters (coordinates and speed) of an object from the relayed signals of global navigation satellite systems [1], comprising a broadband analog relay of signals from navigation spacecraft (NSC) of the global navigation satellite system (GNSS) and a base station containing a receiver of relayed signals from the NSC and pilot signal, pilot signal demodulator, relay satellite signal processing unit, direct satellite signal receiver, direct signal processor NK and personal computers. The system is designed to determine the trajectories of dynamic objects in external trajectory measurement systems. The disadvantage of this system is the inability to determine the spatial orientation angles of a dynamic object.
Наиболее близким техническим решением к данному изобретению, выбранным в качестве прототипа, является система определения параметров движения объекта, а именно координат и скорости, по ретранслированным сигналам глобальных навигационных спутниковых систем [2]. Система состоит из размещаемого на борту подвижного объекта ретранслятора сигналов, принятых от НКА, включающего антенну, приемник сигналов НКА, преобразователь частоты, входы которого соединены с выходами приемника сигналов НКА, генератора опорного сигнала, формирователя пилот сигнала, а выход подсоединен к входу передатчика, соединенного с передающей антенной.The closest technical solution to this invention, selected as a prototype, is a system for determining the parameters of the object’s movement, namely coordinates and speed, by relayed signals of global navigation satellite systems [2]. The system consists of a signal transponder placed on board a moving object received from a satellite, including an antenna, a satellite signal receiver, a frequency converter, the inputs of which are connected to the outputs of the satellite signal receiver, a reference signal generator, a pilot signal shaper, and the output is connected to the input of the transmitter connected with transmitting antenna.
Система предназначена для определения траекторий динамичных объектов в системах внешнетраекторных измерений по результатам когерентной обработки переизлученных сигналов, т.е. с учетом измерения параметров по фазе несущей этих сигналов. Система потенциально позволяет определять составляющие вектора скорости с достаточно высокой точностью (среднеквадратическое отклонение (СКО) менее 50 см/с). Недостатком этой системы является невозможность определения пространственной ориентации объекта по ретранслированным сигналам, что обусловлено определением навигационных параметров объекта относительно только одной точки объекта - места установки приемной антенны спутниковых сигналов.The system is designed to determine the trajectories of dynamic objects in external trajectory measurement systems based on the results of coherent processing of re-emitted signals, i.e. taking into account the measurement of the phase parameters of the carrier of these signals. The system potentially allows you to determine the components of the velocity vector with sufficiently high accuracy (standard deviation (RMS) less than 50 cm / s). The disadvantage of this system is the inability to determine the spatial orientation of the object from the relayed signals, which is due to the determination of the navigation parameters of the object relative to only one point of the object - the location of the receiving antenna of satellite signals.
Технической задачей данного изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет создания системы для определения координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта по ретранслированным сигналам глобальных навигационных спутниковых систем, которая решается путем введения в систему дополнительных антенн и блока мультиплексирования в составе ретранслятора, дающая возможность по измерениям разности фаз ретранслированных сигналов от основной и дополнительных антенн вычислять пространственную ориентацию объекта.The technical task of the present invention is to expand the functionality of the device by creating a system for determining the coordinates, speed and spatial orientation angles of a moving object from the relayed signals of global navigation satellite systems, which is solved by introducing additional antennas and a multiplexing unit into the system as part of the repeater, enabling measure the phase difference of the relayed signals from the primary and secondary antennas ranstvennuyu orientation of the object.
Разделение сигналов от основной и дополнительных антенн может быть реализовано различными вариантами: с помощью кодового или частотного, или временного разделения сигналов.The separation of signals from the primary and secondary antennas can be implemented in various ways: using code or frequency, or time separation of signals.
В случае кодового разделения поставленная задача достигается тем, что в устройстве для определения параметров движения объекта, состоящее из ретранслятора, размещаемого на борту подвижного объекта, и наземного измерителя, при этом ретранслятор содержит первую антенну для приема сигналов навигационных космических аппаратов (НКА), формирователь пилот-сигнала, блок преобразования по частоте и усиления сигналов, подключенный к передающей антенне для ретрансляции преобразованных по частоте сигналов НКА и излучения пилот-сигнала, первый опорный генератор, соединенный со входами опорных сигналов блока преобразования по частоте и усиления сигналов и формирователя пилот-сигнала, наземный измеритель содержит антенну для приема ретранслированных сигналов НКА и пилот-сигнала, подключенную к первому приемному блоку, антенну для приема прямых сигналов НКА, подключенную к входу второго приемного блока, и блок обработки сигналов, причем выходы первого и второго приемных блоков соединены соответственно с первым и вторым входами блока обработки сигналов, согласно изобретению, в ретранслятор введены N дополнительных антенн для приема сигналов НКА, где N≥1, и блок мультиплексирования для кодового разделения сигналов, первый вход которого соединен с первой антенной а N дополнительных входов - соответственно с выходами дополнительных антенн для приема сигналов НКА, вход опорного сигнала блока мультиплексирования сигналов соединен с выходом опорного генератора, а его выход подключен к входу блока преобразования по частоте и усиления сигналов, блок обработки сигналов наземного измерителя содержит блок оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, блок оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА, входы которых объединены и являются первым входом блока обработки сигналов, а также блок оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты прямых сигналов НКА, вход которого является вторым входом блока обработки сигналов, и вычислитель координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта, при этом первый выход блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, выходы блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА и блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты прямых сигналов НКА подсоединены соответственно к входам вычислителя координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта, а второй выход блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала соединен с вторым входом блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА.In the case of code separation, the task is achieved by the fact that in the device for determining the parameters of the object’s movement, consisting of a repeater placed on board a moving object and a ground-based meter, the repeater contains a first antenna for receiving signals from navigation spacecraft (SCA), a pilot shaper -signal, a frequency conversion and signal amplification unit connected to a transmitting antenna for relaying frequency-converted NKA signals and pilot radiation, the first the on-board generator connected to the inputs of the reference signals of the frequency conversion and signal amplification unit and the pilot signal shaper, the ground-based meter contains an antenna for receiving relay signals from the satellite and the pilot signal connected to the first receiver unit, an antenna for receiving direct signals from the satellite the input of the second receiving unit, and the signal processing unit, and the outputs of the first and second receiving units are connected respectively to the first and second inputs of the signal processing unit, according to the invention, in p N additional antennas for receiving NKA signals, where N≥1, and a multiplexing unit for code separation of signals, the first input of which is connected to the first antenna and N additional inputs, respectively, with outputs of additional antennas for receiving NKA signals, a reference signal of the multiplexing unit, are input the signal is connected to the output of the reference generator, and its output is connected to the input of the frequency conversion and signal amplification unit, the signal processing unit of the ground meter contains a pseudo-dose estimation unit of the delay and pseudo-Doppler frequency shift of the pilot signal, a unit for estimating the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift of relay signals of the NSC, the inputs of which are combined and are the first input of the signal processing unit, as well as a block for evaluating the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift of direct signals of the NSC, the input of which is the second input of the block signal processing, and a calculator of coordinates, speed and spatial orientation angles of the moving object, while the first output of the evaluation unit pseudo-delay and pseudo the Doppler frequency shift of the pilot signal, the outputs of the pseudo-delay estimation unit and the pseudo-Doppler frequency shift of the relay signals of the NSC and the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift block of the direct signals of the NSC are connected respectively to the inputs of the calculator of coordinates, speed and spatial orientation angles of the moving object, and the second output of the pseudo-delay estimation block and a pseudo-Doppler frequency shift of the pilot signal is connected to the second input of the pseudo-delay and pseudo-Doppler shift estimation unit ha of the frequencies of relayed signals of the NKA.
При этом блок мультиплексирования сигналов содержит N модуляторов, первый дополнительный сумматор сигналов и формирователь кодов, вход которого является входом опорного сигнала блока мультиплексирования сигналов, а его N выходов -подсоединены соответственно к управляющим входам модуляторов и к N входам первого сумматора сигналов, N дополнительных входов блока мультиплексирования сигналов соединены соответственно с входами модуляторов, выходы модуляторов и первый вход блока мультиплексирования сигналов подсоединены соответственно к N+1 дополнительным входам первого дополнительного сумматора сигналов, выход которого является выходом блока мультиплексирования сигналов, а вход пилот-сигнала первого дополнительного сумматора сигналов является входом сигнала формирователя пилот-сигнала блока мультиплексирования сигналов.The signal multiplexing unit contains N modulators, a first additional signal adder and a code generator, the input of which is the reference signal input of the signal multiplexing unit, and its N outputs are connected respectively to the control inputs of the modulators and to N inputs of the first signal adder, N additional inputs of the block the multiplexing signals are connected respectively to the inputs of the modulators, the outputs of the modulators and the first input of the block of multiplexing signals are connected respectively to N + 1 additional inputs of the first additional signal adder, the output of which is the output of the signal multiplexing unit, and the pilot signal input of the first additional signal adder is the signal input of the pilot shaper of the signal multiplexing unit.
В случае использования частотного метода разделения сигналов устройство для определения параметров движения объекта, состоящее из ретранслятора, размещаемого на борту подвижного объекта, и наземного измерителя, при этом ретранслятор содержит первую антенну для приема сигналов навигационных космических аппаратов (НКА), формирователь пилот-сигнала, блок преобразования по частоте и усиления сигналов, подключенный к передающей антенне для ретрансляции преобразованных по частоте сигналов НКА и излучения пилот-сигнала, опорный генератор, соединенный со входами опорных сигналов блока преобразования по частоте и усиления сигналов и формирователя пилот-сигнала, наземный измеритель содержит антенну для приема ретранслированных сигналов НКА и пилот-сигнала, подключенную к первому приемному блоку, антенну для приема прямых сигналов НКА, подключенную к входу второго приемного блока, и блок обработки сигналов, причем выходы первого и второго приемных блоков соединены соответственно с первым и вторым входами блока обработки сигналов, согласно изобретению, в ретранслятор введены N дополнительных антенн для приема сигналов НКА, где N≥1, и блок мультиплексирования содержащий N+1 смесителей, второй сумматор сигналов и синтезатор частот, при этом первые входы N+1 смесителей являются входами блока мультиплексирования сигналов, вторые входы -подсоединены соответственно к выходам синтезатора частот, а выходы N+1 смесителей соединены соответственно с входами второго сумматора сигналов, выход которого является выходом блока мультиплексирования сигналов, вход пилот-сигнала второго сумматора сигналов является входом сигнала формирователя пилот-сигнала блока мультиплексирования сигналов, а вход синтезатора частот является входом опорного сигнала блока мультиплексирования сигналов, первый вход которого соединен с первой антенной, а N дополнительных входов - соответственно с выходами дополнительных антенн для приема сигналов НКА, вход опорного сигнала блока мультиплексирования сигналов соединен с выходом опорного генератора, а его выход подключен к входу блока преобразования по частоте и усиления сигналов, блок обработки сигналов наземного измерителя содержит блок оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, блок оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА, входы которых объединены и являются первым входом блока обработки сигналов, а также блок оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты прямых сигналов НКА, вход которого является вторым входом блока обработки сигналов, и вычислитель координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта, при этом первый выход блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, выходы блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА и блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты прямых сигналов НКА подсоединены соответственно к входам вычислителя координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта, а второй выход блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала соединен с вторым входом блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА. блок мультиплексирования сигналов содержит N+1 смесителей, второй дополнительный сумматор сигналов и синтезатор частот, при этом первые входы N+1 смесителей соединены соответственно с входами блока мультиплексирования сигналов, вторые входы подсоединены соответственно к выходам синтезатора частот, а выходы N+1 смесителей соединены соответственно с входами второго дополнительного сумматора сигналов, выход которого является выходом блока мультиплексирования сигналов, вход пилот-сигнала второго дополнительного сумматора сигналов является входом сигнала формирователя пилот-сигнала блока мультиплексирования сигналов, а вход синтезатора частот является входом опорного сигнала блока мультиплексирования сигналов.In the case of using the frequency method of signal separation, a device for determining the parameters of the object’s motion, consisting of a repeater placed on board a moving object and a ground-based meter, the repeater contains a first antenna for receiving signals from navigation spacecraft (SCA), a pilot signal shaper, a block frequency conversion and signal amplification, connected to a transmitting antenna for relaying the frequency-converted NKA signals and pilot radiation, a reference generator, connected to the inputs of the reference signals of the frequency conversion and signal amplification unit and the pilot signal shaper, the ground-based meter contains an antenna for receiving relay signals of the satellite and the pilot signal connected to the first receiver unit, an antenna for receiving direct signals of the satellite, connected to the input of the second receiver unit, and a signal processing unit, and the outputs of the first and second receiving units are connected respectively to the first and second inputs of the signal processing unit, according to the invention, into the repeater there are N additional antennas for receiving NKA signals, where N≥1, and a multiplexing unit containing N + 1 mixers, a second signal adder and a frequency synthesizer, while the first inputs of N + 1 mixers are inputs of the signal multiplexing unit, the second inputs are connected respectively to the outputs of the frequency synthesizer, and the outputs N + 1 of the mixers are connected respectively to the inputs of the second signal adder, the output of which is the output of the signal multiplexing unit, the pilot signal input of the second signal adder is the signal input of the pilot signal former of the signal multiplexing unit, and the input of the frequency synthesizer is the input of the reference signal of the signal multiplexing unit, the first input of which is connected to the first antenna, and N additional inputs are respectively with the outputs of the additional antennas for receiving NKA signals, the reference signal input of the signal multiplexing unit connected to the output of the reference generator, and its output is connected to the input of the frequency conversion and signal amplification unit, the signal processing unit of the ground meter contains a unit for evaluating the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift of the pilot signal, a unit for evaluating the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift of relay signals of the NSC, the inputs of which are combined and are the first input of the signal processing unit, as well as a unit for evaluating the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift of the direct signals of the NSC, the input of which is the second input of the signal processing unit, and a calculator of coordinates, velocity and spatial orientation angles of the moving object, while the first output of the unit the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift tags of the pilot signal, the outputs of the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift block of the relay signals of the NSC and the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift block of the direct signals of the NSC are connected respectively to the inputs of the calculator of coordinates, speed and spatial orientation angles of the moving object, and the second output the pseudo-delay estimation block and the pseudo-Doppler frequency shift of the pilot signal is connected to the second input of the pseudo-delay estimation block ki and pseudo-Doppler frequency shift of relay signals of the spacecraft. the signal multiplexing unit contains N + 1 mixers, a second additional signal adder and a frequency synthesizer, while the first inputs of the N + 1 mixers are connected respectively to the inputs of the signal multiplexing unit, the second inputs are connected respectively to the outputs of the frequency synthesizer, and the outputs of N + 1 mixers are connected, respectively with the inputs of the second additional signal adder, the output of which is the output of the signal multiplexing unit, the pilot signal input of the second additional signal adder is Xia input signal shaper signal multiplexing pilot block, and the input of the frequency synthesizer is input to the signal multiplexing unit of the reference signal.
В случае использования временного метода разделения сигналов устройство для определения параметров движения объекта, состоящее из ретранслятора, размещаемого на борту подвижного объекта, и наземного измерителя, при этом ретранслятор содержит первую антенну для приема сигналов навигационных космических аппаратов (НКА), формирователь пилот-сигнала, блок преобразования по частоте и усиления сигналов, подключенный к передающей антенне для ретрансляции преобразованных по частоте сигналов НКА и излучения пилот-сигнала, опорный генератор, соединенный со входами опорных сигналов блока преобразования по частоте и усиления сигналов и формирователя пилот-сигнала, наземный измеритель содержит антенну для приема ретранслированных сигналов НКА и пилот-сигнала, подключенную к первому приемному блоку, антенну для приема прямых сигналов НКА, подключенную к входу второго приемного блока, и блок обработки сигналов, причем выходы первого и второго приемных блоков соединены соответственно с первым и вторым входами блока обработки сигналов, согласно изобретению, в ретранслятор введены N дополнительных антенн для приема сигналов НКА, где N≥1, и блок мультиплексирования, содержащий последовательно соединенные коммутатор сигналов и сумматор сигналов, входы коммутатора сигналов являются соответственно первым и N дополнительными входами блока мультиплексирования сигналов, а его вход управления является входом опорного сигнала блока мультиплексирования сигналов, второй вход сумматора сигналов является входом сигнала формирователя пилот-сигнала, а его выход - выходом блока мультиплексирования сигналов, первый вход которого соединен с первой антенной, а N дополнительных входов - соответственно с выходами дополнительных антенн для приема сигналов НКА, вход опорного сигнала блока мультиплексирования сигналов соединен с выходом опорного генератора, а его выход подключен к входу блока преобразования по частоте и усиления сигналов, блок обработки сигналов наземного измерителя содержит блок оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, блок оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА, входы которых объединены и являются первым входом блока обработки сигналов, а также блок оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты прямых сигналов НКА, вход которого является вторым входом блока обработки сигналов, и вычислитель координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта, при этом первый выход блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, выходы блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА и блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты прямых сигналов НКА подсоединены соответственно к входам вычислителя координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта, а второй выход блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала соединен с вторым входом блока оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА.In the case of using the temporary method of signal separation, a device for determining the parameters of the object’s movement, consisting of a repeater placed on board a moving object and a ground-based meter, the repeater contains a first antenna for receiving signals from navigation spacecraft (SCA), a pilot signal shaper, a block frequency conversion and signal amplification, connected to a transmitting antenna for relaying the frequency-converted NKA signals and pilot radiation, a reference generator, connected to the inputs of the reference signals of the frequency conversion and signal amplification unit and the pilot signal shaper, the ground-based meter contains an antenna for receiving relay signals of the satellite and the pilot signal connected to the first receiver unit, an antenna for receiving direct signals of the satellite, connected to the input of the second receiver unit, and a signal processing unit, and the outputs of the first and second receiving units are connected respectively to the first and second inputs of the signal processing unit, according to the invention, into the repeater There are N additional antennas for receiving NKA signals, where N≥1, and a multiplexing unit containing a signal switch and a signal adder connected in series, the signal switch inputs are the first and N additional inputs of the signal multiplexing unit, and its control input is the reference signal input of the block signal multiplexing, the second input of the signal adder is the signal input of the driver of the pilot signal, and its output is the output of the signal multiplexing unit, the first input to of which is connected to the first antenna, and N additional inputs, respectively, with the outputs of additional antennas for receiving satellite signals, the input signal of the signal multiplexing unit is connected to the output of the reference generator, and its output is connected to the input of the frequency conversion and signal amplification unit, the signal processing unit ground-based meter contains a unit for evaluating the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift of the pilot signal, a unit for evaluating the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift of the relay signal NKA, the inputs of which are combined and are the first input of the signal processing unit, as well as a unit for evaluating the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift of direct signals of the NKA, the input of which is the second input of the signal processing unit, and a calculator of coordinates, speed and spatial orientation angles of the moving object, while the first output of the evaluation unit of the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift of the pilot signal, the outputs of the evaluation unit of the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift of the relay signals of the NSC and the pseudo-delay estimation unit and the pseudo-Doppler frequency shift of the direct signals of the spacecraft are connected respectively to the inputs of the coordinate, velocity and spatial orientation angles of the moving object, and the second output of the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift estimator of the pilot signal is connected to the second input of the relay pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency relay NKA signals.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 приведена структурная схема устройства при кодовом способе разделения сигналов ретранслятора; на фиг.2 - структурная схема устройства при частотном способе разделения сигналов ретранслятора; на фиг.3 - структурная схема устройства при временном способе разделения сигналов ретранслятора на фиг.4 - структурная схема блока преобразования по частоте и усиления сигналов.Figure 1 shows the structural diagram of the device with a code method for separating the signals of the relay; figure 2 is a structural diagram of a device with a frequency method for separating the signals of the relay; figure 3 is a structural diagram of a device for a temporary method of separating the signals of the relay in figure 4 is a structural diagram of a unit for frequency conversion and signal amplification.
Устройство для определения координат и скорости подвижного объекта при кодовом способе разделения сигналов ретранслятора (фиг.1) состоит из ретранслятора, размещаемого на борту подвижного объекта, и наземного измерителя, при этом ретранслятор содержит первую антенну 1 и N дополнительных антенн 2-1, 2-2,…, 2-N для приема сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) 3, где N≥1, блок 4 мультиплексирования сигналов, содержащий N модуляторов 5-1, 5-2,…, 5-N, первый сумматор 6 сигналов и формирователь кодов 7, формирователь 8 пилот-сигнала, при этом вход формирователя кодов 7 является входом опорного сигнала блока 4 мультиплексирования, а его N выходов - подсоединены соответственно к управляющим входам модуляторов 5 и к N входам первого сумматора 6 сигналов, N дополнительных входов блока 4 мультиплексирования соединены соответственно с входами модуляторов 5, выходы модуляторов 5 и первый вход блока 4 мультиплексирования подсоединены соответственно к N+1 дополнительным входам первого сумматора 6 сигналов, выход которого является выходом блока 4 мультиплексирования, а первый вход первого сумматора 6 является входом сигнала формирователя 8 пилот-сигнала блока 4 мультиплексирования, формирователь 8 пилот-сигнала, блок 9 преобразования по частоте и усиления сигналов, подключенный к передающей антенне 10 для ретрансляции преобразованных по частоте сигналов НКА и излучения пилот-сигнала, первый опорный генератор 11, соединенный со входами опорных сигналов блока 9 преобразования по частоте и усиления сигналов и формирователя 8 пилот-сигнала, наземный измеритель содержит антенну 12 для приема ретранслированных сигналов НКА и пилот-сигнала, подключенную к первому приемному блоку 13, антенну 14 для приема прямых сигналов НКА, подключенную к входу второго приемного блока 15, и блок 16 обработки сигналов, причем выходы первого и второго приемных блоков 13, 15 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 16 обработки сигналов, первый вход блока 4 мультиплексирования сигналов соединен с первой антенной 1, а N дополнительных входов - соответственно с выходами дополнительных антенн 2, вход опорного сигнала блока 4 мультиплексирования сигналов соединен с выходом опорного генератора 11, а его выход подключен к входу блока 9 преобразования по частоте и усиления сигналов. Блок 16 обработки сигналов наземного измерителя (фиг.1) содержит блок 17 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, блок 18 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы ретранслированных сигналов НКА, входы которых объединены и являются первым входом блока 16 обработки сигналов, блок 19 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы прямых сигналов НКА, вход которого является вторым входом блока 16 обработки сигналов, и вычислитель 20 координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта, при этом первый выход блока 17 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, выход блока 18 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы ретранслированных сигналов НКА и блока 19 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы прямых сигналов НКА подсоединены соответственно к входам вычислителя 20 координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта. N дополнительных выходов блока 17 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала подсоединены соответственно к N дополнительным входам блока 18 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы ретранслированных сигналов НКА.A device for determining the coordinates and speed of a moving object in the code method for separating the signals of the relay (Fig. 1) consists of a relay placed on board the moving object and a ground meter, while the relay contains the first antenna 1 and N additional antennas 2-1, 2- 2, ..., 2-N for receiving signals from navigation spacecraft (NSC) 3, where N≥1, signal multiplexing unit 4, containing N modulators 5-1, 5-2, ..., 5-N, the
Устройство для определения координат и скорости подвижного объекта при частотном способе разделения сигналов ретранслятора (фиг.2) состоит из ретранслятора, размещаемого на борту подвижного объекта, и наземного измерителя, при этом ретранслятор содержит первую антенну 1 и N дополнительных антенн 2-1, 2-2,…, 2-N для приема сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) 3, где N≥1, блок 4 мультиплексирования сигналов, содержащий N+1 смесителей 21-1, 21-2,…, 21-N+1, второй сумматор 22 сигналов и синтезатор 23 частот, при этом первые входы N+1 смесителей 21 соединены соответственно с входами блока 4 мультиплексирования сигналов, вторые входы - подсоединены соответственно к выходам синтезатора 23 частот, а выходы N+1 смесителей 21 соединены соответственно с входами второго сумматора 22 сигналов, выход которого является выходом блока 4 мультиплексирования сигналов, вход пилот-сигнала второго сумматора 22 является входом сигнала формирователя 8 пилот-сигнала блока 4 мультиплексирования, а вход синтезатора 23 частот является входом опорного сигнала блока 4 мультиплексирования, формирователь 8 пилот-сигнала, блок 9 преобразования по частоте и усиления сигналов, подключенный к передающей антенне 10 для ретрансляции преобразованных по частоте сигналов НКА и излучения пилот-сигнала, первый опорный генератор 11, соединенный со входами опорных сигналов блока 9 преобразования по частоте и усиления сигналов и формирователя 8 пилот-сигнала, наземный измеритель содержит антенну 12 для приема ретранслированных сигналов НКА и пилот-сигнала, подключенную к первому приемному блоку 13, антенну 14 для приема прямых сигналов НКА, подключенную к входу второго приемного блока 15, и блок 16 обработки сигналов, причем выходы первого и второго приемных блоков 13, 15 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 16 обработки сигналов, первый вход блока 4 мультиплексирования сигналов соединен с первой антенной 1, а N дополнительных входов - соответственно с выходами дополнительных антенн 2, вход опорного сигнала блока 4 мультиплексирования сигналов соединен с выходом опорного генератора 11, а его выход подключен к входу блока 9 преобразования по частоте и усиления сигналов. Блок 16 обработки сигналов наземного измерителя (фиг.2) содержит блок 17 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, блок 18 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы ретранслированных сигналов НКА, входы которых объединены и являются первым входом блока 16 обработки сигналов, блок 19 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы прямых сигналов НКА, вход которого является вторым входом блока 16 обработки сигналов, и вычислитель 20 координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта, при этом выход блока 17 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, выход блока 18 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы ретранслированных сигналов НКА и блока 19 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы прямых сигналов НКА подсоединены соответственно к входам вычислителя 20 координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта. Выход блока 17 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала подсоединен также к дополнительному входу блока 18 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы ретранслированных сигналов НКА.A device for determining the coordinates and speed of a moving object in the frequency method of separating the signals of the repeater (figure 2) consists of a relay placed on board the moving object, and a ground meter, while the relay contains the first antenna 1 and N additional antennas 2-1, 2- 2, ..., 2-N for receiving signals from navigation spacecraft (NSC) 3, where N≥1, signal multiplexing unit 4, containing N + 1 mixers 21-1, 21-2, ..., 21-N + 1, the second an adder 22 signals and a synthesizer 23 frequencies, while the first inputs of N + 1 mixers 21 with respectively, are connected to the inputs of the signal multiplexing unit 4, the second inputs are connected respectively to the outputs of the frequency synthesizer 23, and the outputs N + 1 of the mixers 21 are connected respectively to the inputs of the second signal adder 22, the output of which is the output of the signal multiplexing unit 4, the pilot signal input of the second the adder 22 is the signal input of the driver 8 of the pilot signal unit 4 multiplexing, and the input of the synthesizer 23 frequencies is the input of the reference signal unit 4 multiplexing, the driver 8 pilot Nal, frequency conversion and signal amplification unit 9, connected to a transmitting antenna 10 for relaying the frequency-converted NKA signals and pilot signal radiation, the first reference generator 11 connected to the inputs of the reference signals of the frequency conversion and signal amplification unit 9 and shaper 8 the pilot signal, the ground-based meter contains an antenna 12 for receiving relayed signals from the satellite and a pilot signal connected to the first receiving unit 13, an antenna 14 for receiving direct signals from the satellite, connected to the input of the second the first receiving unit 15, and the signal processing unit 16, the outputs of the first and second receiving units 13, 15 are connected respectively to the first and second inputs of the signal processing unit 16, the first input of the signal multiplexing unit 4 is connected to the first antenna 1, and N additional inputs are respectively, with the outputs of the additional antennas 2, the input of the reference signal of the signal multiplexing unit 4 is connected to the output of the reference generator 11, and its output is connected to the input of the frequency conversion and signal amplification unit 9. The ground meter signal processing unit 16 (Fig. 2) comprises a pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift estimator 17, a pseudo-delay, pseudo-Doppler frequency and pseudo-phase shifter 18 of the NSC relay signals estimator, the inputs of which are combined and are the first input of the signal processing unit 16, a unit 19 for evaluating the pseudo-delay, pseudo-Doppler frequency shift, and pseudo-phase of direct signals of the satellite, the input of which is the second input of the signal processing unit 16, and the computer 20 coordinates, speed and angles spatial orientation of the moving object, while the output of the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift estimation unit 17, the output of the pseudo-delay, pseudo-Doppler frequency and pseudo-phase relay relay SCA 18 and the pseudo-delay, pseudo-Doppler frequency shift and direct pseudo-phase SCA 19 estimation signal are connected respectively to the inputs of the calculator 20 coordinates, speed and spatial orientation angles of the moving object. The output of the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift estimator 17 of the pilot signal is also connected to the additional input of the pseudo-delay, pseudo-Doppler frequency shift and pseudo-phase relay relay signals parser 18.
Устройство для определения координат и скорости подвижного объекта при временном способе разделения сигналов ретранслятора (фиг.3) состоит из ретранслятора, размещаемого на борту подвижного объекта, и наземного измерителя, при этом ретранслятор содержит первую антенну 1 и N дополнительных антенн 2-1, 2-2,…, 2-N для приема сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) 3, где N≥1, блок 4 мультиплексирования сигналов, содержащий коммутатор 24 сигналов и третий сумматор 25 сигналов, входы коммутатора 24 сигналов соединены соответственно с входами блока 4 мультиплексирования сигналов, вход управления коммутатора 24 сигналов является входом опорного сигнала блока 4 мультиплексирования, второй вход третьего сумматор 25 является входом сигнала формирователя пилот-сигнала, а его выход - выходом блока 4 мультиплексирования сигналов, формирователь 8 пилот-сигнала, блок 9 преобразования по частоте и усиления сигналов, подключенный к передающей антенне 10 для ретрансляции преобразованных по частоте сигналов НКА и излучения пилот-сигнала, первый опорный генератор 11, соединенный со входами опорных сигналов блока 9 преобразования по частоте и усиления сигналов и формирователя 8 пилот-сигнала, наземный измеритель содержит антенну 14 для приема ретранслированных сигналов НКА и пилот-сигнала, подключенную к первому приемному блоку 13, антенну 14 для приема прямых сигналов НКА, подключенную к входу второго приемного блока 15, и блок 16 обработки сигналов, причем выходы первого и второго приемных блоков 13, 15 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 16 обработки сигналов, первый вход блока 4 мультиплексирования сигналов соединен с первой антенной 1, а N дополнительных входов - соответственно с выходами дополнительных антенн 2, вход опорного сигнала блока 4 мультиплексирования сигналов соединен с выходом опорного генератора 11, а его выход подключен к входу блока 9 преобразования по частоте и усиления сигналов. Блок 16 обработки сигналов наземного измерителя (фиг.3) содержит блок 17 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, блок 18 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы ретранслированных сигналов НКА, входы которых объединены и являются первым входом блока 16 обработки сигналов, блок формирования тактовых синхроимпульсов 26 блок 19 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы прямых сигналов НКА, вход которого является вторым входом блока 16 обработки сигналов, и вычислитель 20 координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта, при этом первый выход блока 17 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, выход блока 18 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы ретранслированных сигналов НКА и блока 19 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы прямых сигналов НКА подсоединены соответственно к входам вычислителя 20 координат, скорости и углов пространственной ориентации подвижного объекта. Второй выход блока 17 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала подсоединен к входу блок формирования тактовых синхроимпульсов 26, выход которого подсоединен к дополнительному входу блока 18 оценки псевдозадержки, псевдодоплеровского сдвига частоты и псевдофазы ретранслированных сигналов НКА.A device for determining the coordinates and speed of a moving object with a temporary method for separating the signals of the repeater (Fig. 3) consists of a relay placed on board the moving object and a ground meter, while the relay contains the first antenna 1 and N additional antennas 2-1, 2- 2, ..., 2-N for receiving signals from navigation spacecraft (NSC) 3, where N≥1, a signal multiplexing unit 4, comprising a signal switch 24 and a third signal adder 25, the inputs of the signal switch 24 are connected respectively to the inputs of the signal multiplexing unit 4, the control input of the signal switch 24 is the input of the reference signal of the multiplexing unit 4, the second input of the third adder 25 is the signal input of the pilot shaper, and its output is the output of the signal multiplexing unit 4, pilot shaper 8, conversion unit 9 in frequency and amplification of the signals connected to the transmitting antenna 10 for relaying the frequency converted signals from the satellite and the radiation of the pilot signal, the first reference generator 11 connected to the inputs of of the signals of the frequency conversion and signal amplification unit 9 and the pilot signal generator 8, the ground-based meter comprises an antenna 14 for receiving relayed signals from the satellite and a pilot signal connected to the first receiver unit 13, an antenna 14 for receiving direct signals from the satellite, connected to the input the second receiving unit 15, and the signal processing unit 16, the outputs of the first and second receiving units 13, 15 are connected respectively to the first and second inputs of the signal processing unit 16, the first input of the signal multiplexing unit 4 with union of the first antenna 1, and N additional inputs - respectively to the outputs of two additional antennas, a reference signal multiplexing unit 4 a signal input connected to the output of the reference oscillator 11, and its output connected to an input unit 9 for converting the frequency and amplifying signals. The ground meter signal processing unit 16 (FIG. 3) comprises a pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift estimator 17, a pseudo-delay, pseudo-Doppler frequency and pseudo-phase shifter 18 of the NSC relay signals evaluating unit, the inputs of which are combined and are the first input of the signal processing unit 16, a clock sync generation unit 26; a pseudo-delay, pseudo-Doppler frequency shift and pseudo-phase direct signal estimation unit 19, the input of which is the second input of the signal processing unit 16 s, and a calculator 20 of coordinates, velocity and spatial orientation angles of the moving object, with the first output of the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift block 17 of the pilot signal, the output of the pseudo-delay, 18 pseudo-Doppler frequency shift and pseudo-phase relay signals of the RCA and the pseudo-delay estimation block 19 , pseudo-Doppler frequency shift and pseudophase direct signals of the satellite are connected respectively to the inputs of the computer 20 coordinates, speed and spatial orientation angles of the moving object. The second output of the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift estimator 17 of the pilot signal is connected to the input of the clock clock generating unit 26, the output of which is connected to the additional input of the pseudo-delay, pseudo-Doppler frequency shift, and pseudophase relay relay signals parsing unit 18.
Блок 9 преобразования по частоте и усиления сигналов (фиг.4) выполнен в виде последовательно соединенных первого дополнительного смесителя 27, вход которого является входом блока 9 преобразования по частоте и усиления сигналов, первого фильтра 28 промежуточной частоты, второго дополнительного смесителя 29 и усилителя 30, выход которого является выходом блока 9 преобразования по частоте и усиления сигналов, при этом вход опорного сигнала блока 9 преобразования по частоте и усиления сигналов соединен с вторыми входами первого и второго дополнительных смесителей 27, 29.The frequency conversion and signal amplification unit 9 (Fig. 4) is made in the form of a series-connected first
Навигационные сигналы, принимаемые ретранслятором и наземным измерителем, излучаются созвездием НКА 3.The navigation signals received by the repeater and ground-based meter are emitted by the constellation NKA 3.
Для разделения сигналов общих НКА, принятых разными бортовыми антеннами ретранслятора, могут быть использованы известные методы разделения сигналов:To separate the signals of common satellite, received by different onboard antennas of the repeater, known methods of signal separation can be used:
временное, частотное или кодовое разделение.time, frequency or code division.
При кодовом способе разделения совокупность сигналов, принятых разными приемными антеннами 1, 2, подвергается дополнительной манипуляции по фазе кодовой последовательностью, индивидуальной для каждого приемного канала. Для упрощения последующей обработки сигналов в наземном измерителе (НИ) путем снятия дополнительной кодовой модуляции в аппаратуре ретранслятора могут дополнительно формироваться специальные пилот-сигналы. Для разделения этих сигналов может быть использована модуляция по фазе кодовыми последовательностями синхронно с сигналами НКА аналогичными. В аппаратуре наземного измерителя путем совместной обработки сигналов НКА 3 и пилот-сигнала (ПС) осуществляется снятие дополнительной кодовой модуляции. Далее путем обработки совокупности ретранслированных сигналов осуществляется измерение параметров траектории и углов пространственной ориентации объекта.With the code separation method, the set of signals received by different receiving antennas 1, 2 is subjected to additional phase manipulation by a code sequence individual for each receiving channel. To simplify the subsequent processing of signals in a ground-based meter (NI) by removing additional code modulation, special pilot signals can be additionally generated in the equipment of the repeater. To separate these signals, phase modulation by code sequences can be used synchronously with the analogous NKA signals. In the equipment of the ground-based meter by the joint processing of the NKA 3 signals and the pilot signal (PS), additional code modulation is removed. Then, by processing the set of relayed signals, the parameters of the trajectory and the angles of the spatial orientation of the object are measured.
При частотном способе разделения сигналы общих НКА, принятые разными приемными антеннами ретранслятора, переносятся на разные литерные частоты с сохранением формы спектра сигналов.With the frequency separation method, the signals of common NKA received by different receiving antennas of the repeater are transferred to different letter frequencies while maintaining the shape of the signal spectrum.
При временном способе разделения сигналы общих НКА, принятых разными приемными антеннами 1, 2, поступают на тракт преобразования и усиления через переключатель (мультиплексор), который последовательно коммутирует сигналы НКА с разных антенн через фиксированный известный интервал времени порядка 10…50 мс. В аппаратуре ретранслятора при этом также формируется ПС в виде модулированного широкополосной кодовой последовательностью синусоидального сигнала. Коммутация сигналов НКА, принятых разными антеннами ретранслятора, синхронизирована с границами кодовой последовательности ПС.In the temporary separation method, the signals of common NKA received by different receiving antennas 1, 2 are fed to the conversion and amplification path through a switch (multiplexer), which sequentially commutates the NKA signals from different antennas through a fixed known time interval of the order of 10 ... 50 ms. At the same time, in the repeater equipment, a PS is also formed in the form of a sinusoidal signal modulated by a broadband code sequence. The switching of the signals of the NKA received by different antennas of the repeater is synchronized with the boundaries of the code sequence of the MS.
Устройство работает следующим образом. Определение координат объекта осуществляется методом совместной обработки псевдодальномерных измерений по ретранслированным и прямым сигналам НКА. В блоке 18 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА блока 16 обработки сигналов НИ осуществляется измерение псевдодальностей ретранслированных сигналов НКА, принятых антенной 12 и приемным блоком 13 переизлученных сигналов НКА и ПС. Пусть 
где Rip - дальность между i-м НКА и Р; RpA - дальность между Р и НИ; τap - аппаратная задержка сигнала в Р; D'A - смещение шкалы времени НИ относительно системной шкалы времени, пересчитанное в единицы длины.where R ip - the distance between the i-th NKA and P; R pA is the distance between P and NI; τ ap - hardware signal delay in P; D ' A - NI timeline offset relative to the system timeline, calculated in units of length.
Также в блоке 15 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты прямых сигналов НКА 3 осуществляется измерение псевдодальностей прямых сигналов НКА, принятых антенной 14 и приемным блоком 15 прямых сигналов НКА. Пусть также 
где RiA - дальность между i-м НКА и НИ.where R iA is the distance between the i-th NKA and NI.
В блоке 18 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА производятся псевдодальномерные измерения не менее чем по 4-м ретранслированным сигналам НКА, и в блоке 19 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты прямых сигналов НКА производятся псевдодальномерные измерения по одному и более прямым сигналам НКА. В вычислителе 20 путем решения системы уравнений вида:In block 18 for evaluating the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift of relayed signals of the NSCs, pseudo-range measurements are made based on at least 4 relay signals of the NSCs, and in block 19 for estimating pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift of direct signals of the NSCs, pseudo-ranging measurements are made for one or more direct signals of the NSCs. In the calculator 20 by solving a system of equations of the form:
определяются координаты объекта, смещение шкалы времени НИ относительно системной шкалы времени и величина аппаратурной задержки в Р.the coordinates of the object, the offset of the NI timeline relative to the system timeline, and the amount of hardware delay in R. are determined
При решении системы (1) в вычислителе 20 координаты НИ полагаются известными. При неизвестных координатах НИ в блоке 19 первичной обработки прямых сигналов НКА необходимо производить псевдодальномерные измерения не менее чем по 4-м прямым сигналам НКА.When solving system (1) in the calculator 20, the NI coordinates are assumed to be known. With unknown coordinates of the NI in block 19 of the primary processing of direct signals from the satellite, it is necessary to make pseudo-range measurements at least 4 direct signals of the satellite.
Определение компонент вектора скорости объекта можно осуществить методом совместной обработки псевдоскоростных (псевдодоплеровских) измерений по ретранслированным и прямым сигналам НКА и ПС. В блоке 18, где осуществляется первичная обработка ретранслированных сигналов НКА, осуществляется измерение радиальных псевдоскоростей ретранслированных сигналов НКА и ПС, принятых антенной 12 и приемным блоком 13. Пусть 
где 
Пусть также 
где 
Пусть также 
где 
В блоке 18 осуществляются измерения радиальных псевдоскоростей не менее чем по трем ретранслированным сигналам НКА и ПС, и в блоке 19 производятся измерения радиальной псевдоскорости по одному и более прямым сигналам НКА. В вычислителе 20 путем решения системы уравнений вида:In block 18, radial pseudo-velocities are measured with at least three relay signals from the satellite and PS, and in block 19, radial pseudo-speeds are measured from one or more direct signals of the satellite. In the calculator 20 by solving a system of equations of the form:
определяются компоненты вектора скорости объекта, скорость ухода шкалы времени НИ относительно системной шкалы времени (производная по времени величины D'A) и отклонение частоты ОГ 11 Р. Использование псевдодоплеровских измерений по ПС позволяет снизить минимальное необходимое число наблюдаемых НКА до 3-х при определении скорости объекта.the components of the object’s velocity vector are determined, the speed of the NI time scale deviation relative to the system time scale (time derivative of the D A A value) and the exhaust gas frequency deviation are 11 R. Using pseudo-Doppler measurements on the PS allows reducing the minimum required number of observed spacecraft to 3 when determining the speed object.
Определение углов пространственной ориентации объекта можно осуществить с помощью обработки фазовых измерений по ретранслированным сигналам НКА. В блоке оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА 18 блока 16 обработки сигналов НИ осуществляется измерение псевдофаз ретранслированных сигналов НКА и ПС, принятых антенной 12 и приемным устройством 13 переизлученных сигналов НКА и ПС. Пусть 
где 
Далее составляются разности измеренных по ретранслированному сигналу i-го НКА псевдофаз 
В вычислителе 20 путем обработки разностей фаз вида (3), составленным не менее чем по двум НКА (при известных координатах ретранслятора) известными методами вычисляются углы пространственной ориентации.In the calculator 20 by processing phase differences of the form (3), compiled by at least two satellite (with known coordinates of the repeater), the angles of spatial orientation are calculated by known methods.
Блок 17 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты пилот-сигнала, блок 18 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты ретранслированных сигналов НКА и блок 19 оценки псевдозадержки и псевдодоплеровского сдвига частоты прямых сигналов НКА могут быть реализованы по схемам, приведенным в [3]с использованием известной элементной базы. Блоки 1, 2, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 и 20 могут быть реализованы с использованием известной аппаратуры и элементной базы и правил ее построения.The pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift estimator 17 of the pilot signal, the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift estimator of the relay signals of the NSC and the pseudo-delay and pseudo-Doppler frequency shift estimation of the direct NSCs 19, can be implemented according to the schemes given in [3] using the well-known elementary base. Blocks 1, 2, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, and 20 can be implemented using known equipment and components and the rules for its construction.
Источники информацииInformation sources
1. Когерентный ретранслятор для переизлучения сигналов НКА GPS с широкополосным пилот-сигналом: пат. США №5729235, C01S 1/00, опубл. 17.03.1998.1. Coherent repeater for re-emission of GPS satellite signals with a broadband pilot signal: US Pat. US No. 5729235, C01S 1/00, publ. 03/17/1998.
2. Михайлицкий В.П., Гребенников А.В., Мыкольников Я.В., Кушнир А.А., Павлов B.C. Аппаратура канала ретрансляции сигналов спутниковых радионавигационных систем для подвижных объектов. // Вестник МГТУ. Серия «Приборостроение». Специальный выпуск «Радиолокация, спутниковая навигация и связь, радиоастрономия», 2009, с.144-150 (прототип).2. Mikhaylitsky V. P., Grebennikov A. V., Mykolnikov Y. V., Kushnir A. A., Pavlov B. C. The equipment of the channel for relaying signals from satellite radio navigation systems for mobile objects. // Bulletin of MSTU. Series "Instrument Making". Special issue "Radar, satellite navigation and communications, radio astronomy", 2009, p.144-150 (prototype).
3. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. / Под ред. А.И.Перова, В.Н.Харисова. - М.: Радиотехника, 2005, стр.414, 417, 420, 422, 423-425.3. GLONASS. The principles of construction and operation. / Ed. A.I. Perova, V.N.Kharisova. - M .: Radio engineering, 2005, p. 414, 417, 420, 422, 423-425.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010152968/28A RU2465615C2 (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Apparatus for determining coordinates and velocity of moving object (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010152968/28A RU2465615C2 (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Apparatus for determining coordinates and velocity of moving object (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010152968A RU2010152968A (en) | 2012-06-27 |
| RU2465615C2 true RU2465615C2 (en) | 2012-10-27 |
Family
ID=46681675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010152968/28A RU2465615C2 (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Apparatus for determining coordinates and velocity of moving object (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2465615C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2681836C1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-03-13 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Method for determining spatial coordinates and angular position of a remote object |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2036431C1 (en) * | 1992-02-21 | 1995-05-27 | Израиль Лейбович Гилль | Method of determination of coordinates of mobile objects and device for its implementation |
| RU2143123C1 (en) * | 1998-09-02 | 1999-12-20 | Ооо "Спирит Корп" | Gear determining relative position of moving object by signals of satellite radio navigation systems with high accuracy |
| EP1379894B1 (en) * | 2001-02-22 | 2010-06-02 | SiRF Technology, Inc. | Memory reduction method for a dsp-based gps processor |
-
2010
- 2010-12-24 RU RU2010152968/28A patent/RU2465615C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2036431C1 (en) * | 1992-02-21 | 1995-05-27 | Израиль Лейбович Гилль | Method of determination of coordinates of mobile objects and device for its implementation |
| RU2143123C1 (en) * | 1998-09-02 | 1999-12-20 | Ооо "Спирит Корп" | Gear determining relative position of moving object by signals of satellite radio navigation systems with high accuracy |
| EP1379894B1 (en) * | 2001-02-22 | 2010-06-02 | SiRF Technology, Inc. | Memory reduction method for a dsp-based gps processor |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. /Под ред. А.И.ПЕРОВА, В.Н.ХАРИСОВА. - М.: Радиотехника, 2005, с.414, 417, 420, 422, 423-425. * |
| МИХАЙЛИЦКИЙ В.П., ГРЕБЕННИКОВ А.В., МЫКОЛЬНИКОВ Я.В., КУШНИР А.А., ПАВЛОВ B.C. Аппаратура канала ретрансляции сигналов спутниковых радионавигационных систем для подвижных объектов. - Вестник МГТУ. Серия «Приборостроение». Специальный выпуск «Радиолокация, спутниковая навигация и связь, радиоастрономия», 2009, с.144-150. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2681836C1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-03-13 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Method for determining spatial coordinates and angular position of a remote object |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010152968A (en) | 2012-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2017268026B2 (en) | Position estimation in a low earth orbit satellite communications system | |
| US8255160B2 (en) | Integrated mobile terminal navigation | |
| CN101099089B (en) | Method and apparatus for increasing coherent integration length while receiving positioning signal | |
| EP3803461B1 (en) | Anti-spoofing system for gnss receivers | |
| US8775076B2 (en) | Position calculating method and position calculating device | |
| US20110109506A1 (en) | Simulating Phase-Coherent GNSS Signals | |
| JP2011247758A (en) | Position calculation method and position calculation device | |
| CN104597458A (en) | Receiver board card and navigation receiver | |
| US20090091494A1 (en) | Positioning apparatus and positioning system | |
| US20100194633A1 (en) | Position calculating method and position calculating device | |
| Krysik et al. | Doppler-only tracking in GSM-based passive radar | |
| JP2010060303A (en) | Positioning apparatus | |
| US20230023372A1 (en) | Multi-staged pipelined gnss receiver | |
| CN104730551A (en) | Space-ground bistatic differential interferometry baseline coordinate and deformation quantity measurement method | |
| US10534087B1 (en) | Differential vector phase locked loop GPS reception method | |
| CN110161545B (en) | Positioning system and positioning signal generation method thereof | |
| CN104407326B (en) | Radio-frequency autonomous relative attitude measurement system applied between cluster objects | |
| JP2009079975A (en) | Positioning system | |
| RU2465615C2 (en) | Apparatus for determining coordinates and velocity of moving object (versions) | |
| RU2533202C2 (en) | Method and system for positioning of mobile terminal inside buildings based on glonass-type signal | |
| JP6047944B2 (en) | Receiver and correlation integration processing method | |
| US9541650B2 (en) | Satellite positioning method, satellite pseudorange calculation apparatus and satellite pseudorange calculation method | |
| US10705226B2 (en) | Positioning device and positioning method | |
| RU2478979C1 (en) | Range radiotechnical system of short-range navigation of aircrafts | |
| US20120188126A1 (en) | Synthetic Aperture Antenna Device for Transmitting Signals of a Satellite Navigation System Comprising a Carrier and Means for Determining its Trajectory |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201225 |