RU2474838C1 - Electronic device for rapid recovery of pseudorange measurements - Google Patents
Electronic device for rapid recovery of pseudorange measurements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474838C1 RU2474838C1 RU2011134929/07A RU2011134929A RU2474838C1 RU 2474838 C1 RU2474838 C1 RU 2474838C1 RU 2011134929/07 A RU2011134929/07 A RU 2011134929/07A RU 2011134929 A RU2011134929 A RU 2011134929A RU 2474838 C1 RU2474838 C1 RU 2474838C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- module
- adder
- register
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области создания портативных навигационных приемников, а также средств автономного контроля навигационных сигналов спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS.The invention relates to the field of creating portable navigation receivers, as well as means for autonomous monitoring of navigation signals of GLONASS / GPS satellite systems.
Известно, что измерения, проводимые навигационным приемником, представляют собой сдвиг фаз (псевдодальность измеренная) псевдослучайной последовательности бит (ПСП), обозначим его Δφ, а для решения навигационной задачи необходимо получить величину, характеризующую истинную дальность от приемника до навигационного аппарата с точностью до величины сдвига шкалы времени приемника относительно шкалы времени аппарата. Данная величина называется псевдодальностью и определяется по формуле:It is known that measurements made by a navigation receiver are a phase shift (measured pseudorange) of a pseudo-random bit sequence (PSP), we denote it by Δφ, and to solve a navigation problem, it is necessary to obtain a value characterizing the true distance from the receiver to the navigation device accurate to the shift value time scales of the receiver relative to the time scale of the apparatus. This value is called pseudorange and is determined by the formula:
где:Where:
- R - диапазон однозначности измерений;- R - range of measurement unambiguity;
- K - такое натуральное число, что 0≤L-L'<R, где- K is a natural number such that 0≤L-L '<R, where
- L' - истинная дальность от навигационного спутника до приемника в момент измерения.- L 'is the true range from the navigation satellite to the receiver at the time of measurement.
Диапазон однозначности измерений определяется длиной периода ПСП. Задача определения L' называется задачей восстановления измерений псевдодальности. Возможно два пути решения данной задачи:The measurement uniqueness range is determined by the length of the SRP period. The problem of determining L 'is called the problem of restoring pseudorange measurements. There are two possible ways to solve this problem:
- определение К каждый раз при поступлении очередного измерения;- determination of K each time a new measurement is received;
- однократное определение K (в начале приема) и дальнейшее непрерывное отслеживание измерений Δφ с целью уточнения величины К.- a single determination of K (at the beginning of reception) and further continuous monitoring of Δφ measurements in order to clarify K.
Первый способ на сегодняшний день является стандартным подходом и реализован во многих навигационных GPS/ГЛОНАСС приемниках, например в навигационных приемниках производства КБ «НАВИС». Данный способ характеризуется более простой реализацией, однако при обработке потока измерений с высоким темпом требует существенных вычислительных ресурсов и, соответственно, высоких энергозатрат.The first method today is a standard approach and is implemented in many GPS / GLONASS navigation receivers, for example, in navigation receivers produced by the Navis Design Bureau. This method is characterized by a simpler implementation, however, when processing a measurement stream at a high rate, it requires significant computational resources and, accordingly, high energy costs.
Второй способ позволяет существенно снизить потребность в вычислительных ресурсах навигационного приемника, однако для надежной работы данного способа необходимо, чтобы в потоке измерений было относительно мало потерь.The second method can significantly reduce the need for computing resources of the navigation receiver, however, for reliable operation of this method it is necessary that there are relatively few losses in the measurement stream.
В заявленном электронном устройстве оперативного восстановления измерений псевдодальности реализован второй подход.In the claimed electronic device for the operational recovery of pseudorange measurements, a second approach is implemented.
Из уровня техники известен (см. патент США на изобретение US 7911378, опубл. 19.12.2008) метод и система, которая имеет множество спутников Global Navigational Satellite System GNSS и систему нарастания, метод включает шаги приобретения исходного кода измерения псевдодальности и исходное измерение проходимой фазы от сигнала, передаваемого со спутника GNSS в системе GNSS, получение кода исправлений от системы нарастания, использование кода исправления для правки исходного кода измерения псевдодальности и исходной измерения проходимой фазы для уменьшения ошибок в сигнале, чтобы иметь в результате скорректированный код измерения псевдодальности и скорректированное измерение проходимой фазы и использование доминирующего кода измерения в фильтре, который вырабатывает аппозицию и оценку неопределённости.The method and system that has many Global Navigational Satellite System GNSS satellites and a slew system are known (see US patent for invention US 7,911,378, publ. 19.12.2008), the method includes the steps of acquiring the source code for measuring the pseudorange and the initial measurement of the passable phase from a signal transmitted from a GNSS satellite to the GNSS system, obtaining a correction code from a rise system, using a correction code to edit the source code for measuring the pseudorange and the initial measurement of the passable phase to reduce errors in the signal e, to result in a corrected pseudorange measurement code and an adjusted measurement of the passable phase and the use of the dominant measurement code in the filter, which produces an apposition and uncertainty estimate.
Недостатком изобретения является то, что восстановление измерений псевдодальности осуществляется программным способом, а для этого требуются большие энергозатраты и большие вычислительные мощности.The disadvantage of the invention is that the restoration of pseudorange measurements is carried out programmatically, and this requires large energy costs and large computing power.
Техническим результатом заявленного изобретения является:The technical result of the claimed invention is:
- восстановление измерений псевдодальности при потерях сигнала вплоть до нескольких десятков минут, последовательно формируемых измерительным каналом навигационного приемника, в реальном времени;- restoration of pseudorange measurements with signal losses up to several tens of minutes, sequentially generated by the measuring channel of the navigation receiver, in real time;
- уменьшение габаритов (площади, размеров) устройства вследствие уменьшения количества функциональных элементов, что делает возможным ее использование в составе современных навигационных приемников систем ГЛОНАСС/GPS;- reducing the dimensions (area, size) of the device due to the reduction in the number of functional elements, which makes it possible to use it as part of modern navigation receivers of GLONASS / GPS systems;
- уменьшение энергопотребления;- reduction of energy consumption;
- повышение темпа обработки потока измерений;- increase the pace of processing the measurement stream;
- повышение быстродействия навигационных приемников за счет эффективного аппаратного решения задачи восстановления измерений псевдодальности.- improving the performance of navigation receivers due to the effective hardware solution of the problem of restoring pseudorange measurements.
Технический результат достигается тем, что электронное устройство оперативного восстановления измерений псевдодальности состоит из первого и второго регистра с функцией сброса, первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого регистра, одного инвертора, первого, второго, третьего и четвертого сумматора, одного умножителя, модуля прогноза, модуля коррекции и модуля обновления памяти, при этом выход первого регистра с функций сброса соединен со вторым входом модуля прогноза и с первым входом второго регистра с функцией сброса, выход второго регистра с функцией сброса соединен с четвертым входом модуля прогноза, выход четвертого регистра соединен с седьмым входом модуля прогноза, выход первого регистра является входом второго регистра, выход которого соединен с инвертором, выход инвертора соединен со вторым входом первого сумматора, выход первого регистра соединен с первым входом первого сумматора и третьим входом модуля прогноза, выход первого сумматора соединен с пятым входом модуля прогноза, выход третьего регистра соединен с шестым входом модуля прогноза, первый выход модуля прогноза соединен с первым входом второго сумматора, а второй и третий выход модуля прогноза соединены со вторым и третьим входами модуля коррекции соответственно, первый вход модуля коррекции соединен со вторым входом электронного устройства, выход третьего регистра соединен с четвертым входом модуля коррекции, выход модуля коррекции соединен со вторым входом второго сумматора, выходы первого и второго регистров с функцией сброса соединены с первым и вторым входами модуля обновления памяти соответственно, выход третьего сумматора соединен с третьим входом модуля обновления памяти, выход пятого регистра соединен с четвертым входом модуля обновления памяти, первый выход модуля обновления памяти соединен со вторыми входами первого и второго регистров с функцией сброса, а второй выход модуля обновления памяти соединен с первым входом первого регистра с функцией сброса и является выходом электронного устройства, выход второго сумматора соединен с входом четвертого регистра и с первым входом четвертого сумматора, выход шестого регистра является вторым входом четвертого сумматора, выход которого, в свою очередь, соединен со вторым входом умножителя, первым входом которого является выход третьего регистра, выход умножителя соединен со вторым входом третьего сумматора, первым входом которого является второй вход электронного устройства, первый вход электронного устройства соединен с первым входом модуля прогноза и входов первого регистра, при этом модуль прогноза предназначен для вычисления прогнозируемого на следующий такт измерения псевдодальности, модуль коррекции предназначен для коррекции значения К при длительных потерях сигнала, где К - натуральное число, которое определяется однократно в начале приема, модуль обновления памяти предназначен для контроля за достоверностью поступающих измерений псевдодальности. Модуль прогноза состоит из одного регистра, первого, второго и третьего инвертора, первого, второго, третьего и четвертого умножителя, первого, второго, третьего и четвертого сумматора, модуля вычисления -1 степени, при этом первый вход модуля прогноза соединен с первым входом второго сумматора, вторым входом которого является выход второго инвертора, второй вход модуля прогноза соединен со вторым входом третьего сумматора и первым входом первого сумматора, вторым входом которого является выход первого инвертора, третий вход модуля прогноза соединен с входом второго инвертора, четвертый вход модуля прогноза соединен с входом первого инвертора, пятый вход модуля прогноза соединен с модулем вычисления -1 степени, шестой вход модуля прогноза соединен со вторым входом третьего умножителя, первым входом которого является седьмой вход модуля прогноза, выход первого сумматора соединен с первым входом первого умножителя, вторым входом которого является выход модуля вычисления -1 степени, выход первого умножителя является вторым выходом модуля прогноза и первым входом второго умножителя, вторым входом которого является выход второго сумматора, выход второго умножителя соединен с первым входом третьего сумматора, выход третьего умножителя соединен с входом третьего инвертора, выход которого соединен со вторым входом четвертого сумматора, первым входом которого является выход третьего сумматора, выход четвертого сумматора является третьим выходом модуля прогноза и первым входом четвертого умножителя, вторым входом которого является выход регистра, выход четвертого умножителя является первым выходом модуля прогноза. Модуль коррекции состоит из первого, второго и третьего регистра, одного инвертора, одного сумматора, одного модуля деления на 4, одного модуля вычисления остатка от деления, первого и второго компаратора, первого, второго, третьего и четвертого элементов конъюнкции, одного элемента дизъюнкции и одного элемента отрицания, при этом первый вход модуля коррекции соединен с инвертором, второй вход модуля коррекции соединен со вторым входом второго компаратора, третий вход модуля коррекции соединен с первым входом модуля вычисления остатка от деления, четвертый вход модуля коррекции соединен со вторым входом модуля вычисления остатка от деления и с входом модуля деления на 4, выход первого инвертора и выход модуля вычисления остатка от деления соединены с первым и вторым входами сумматора соответственно, выход модуля деления на 4 соединен со вторым входом первого компаратора, первым входом которого является выход сумматора, выход первого регистра соединен с первым входом второго компаратора, выход первого компаратора является первыми входами для первого и второго элементов конъюнкции, вторым входом первого элемента конъюнкции является выход второго компаратора, а вторым входом второго элемента конъюнкции является выход элемента отрицания, входом которого является выход второго компаратора, выход первого элемента конъюнкции соединен со вторым входом третьего элемента конъюнкции, первым входом которого является выход второго регистра, выход второго элемента конъюнкции соединен со вторым входом четвертого элемента конъюнкции, первым входом которого является выход третьего регистра, выходы третьего и четвертого элементов конъюнкции являются первым и вторым входами элемента дизъюнкции соответственно, выход которой является выходом модуля коррекции. Модуль обновления памяти состоит из одного регистра, одного инвертора, первого и второго сумматора, первого, второго, третьего и четвертого компаратора, первого, второго и третьего элементов конъюнкции, одного элемента дизъюнкции и одного элемента отрицания, при этом первый вход модуля обновления памяти соединен с первым входом первого компаратора, второй вход модуля обновления памяти соединен с первым входом второго компаратора, третий вход модуля обновления памяти является первыми входами для второго и третьего элементов конъюнкции, третьего и четвертого компараторов, четвертый вход модуля обновления памяти соединен с входом инвертора и вторым входом первого сумматора, вторыми входами для первого и второго компаратора является выход регистра, выходы первого и второго компараторов соединены с первым и вторым входами первого элемента конъюнкции соответственно, выход которого соединен со вторым входом второго элемента конъюнкции, в свою очередь, выход которого является первыми входами для первого и второго сумматора, выход инвертора соединен со вторым входом второго сумматора, выход первого сумматора соединен со вторым входом третьего компаратора, а выход второго сумматора соединен со вторым входом четвертого компаратора, выходы третьего и четвертого компаратора соединены с первым и вторым входами элемента дизъюнкции соответственно, выход элемента дизъюнкции является первым выходом модуля обновления памяти и входом элемента отрицания, выход которого является вторым входом третьего элемента конъюнкции, выход третьего элемента конъюнкции является вторым выходом модуля обновления памяти.The technical result is achieved by the fact that the electronic device for the operational recovery of pseudorange measurements consists of a first and second register with a reset function, first, second, third, fourth, fifth and sixth registers, one inverter, first, second, third and fourth adder, one multiplier, a forecast module, a correction module, and a memory update module, wherein the output of the first register from the reset functions is connected to the second input of the forecast module and to the first input of the second register with the reset function, output One of the second register with the reset function is connected to the fourth input of the forecast module, the output of the fourth register is connected to the seventh input of the forecast module, the output of the first register is the input of the second register, the output of which is connected to the inverter, the output of the inverter is connected to the second input of the first adder, the output of the first register is connected with the first input of the first adder and the third input of the forecast module, the output of the first adder is connected to the fifth input of the forecast module, the output of the third register is connected to the sixth input of the forecast module, p the first output of the forecast module is connected to the first input of the second adder, and the second and third output of the forecast module are connected to the second and third inputs of the correction module, respectively, the first input of the correction module is connected to the second input of the electronic device, the output of the third register is connected to the fourth input of the correction module, output the correction module is connected to the second input of the second adder, the outputs of the first and second registers with the reset function are connected to the first and second inputs of the memory update module, respectively, the output is tre the fifth adder is connected to the third input of the memory upgrade module, the output of the fifth register is connected to the fourth input of the memory upgrade module, the first output of the memory upgrade module is connected to the second inputs of the first and second registers with a reset function, and the second output of the memory upgrade module is connected to the first input of the first register with a reset function and is the output of an electronic device, the output of the second adder is connected to the input of the fourth register and with the first input of the fourth adder, the output of the sixth register is second the input of the fourth adder, the output of which, in turn, is connected to the second input of the multiplier, the first input of which is the output of the third register, the output of the multiplier is connected to the second input of the third adder, the first input of which is the second input of the electronic device, the first input of the electronic device is connected to the first input of the forecast module and the inputs of the first register, while the forecast module is designed to calculate the pseudorange measurement predicted for the next measure, the correction module is intended to the correction value K during long signal losses, where K - a positive number which is determined once at the beginning of the reception, memory refresh module is intended to control the reliability of received pseudorange measurements. The forecast module consists of one register, the first, second and third inverters, the first, second, third and fourth multipliers, the first, second, third and fourth adders, the -1 degree calculation module, with the first input of the forecast module connected to the first input of the second adder , the second input of which is the output of the second inverter, the second input of the forecast module is connected to the second input of the third adder and the first input of the first adder, the second input of which is the output of the first inverter, the third input of the prog connected to the input of the second inverter, the fourth input of the forecast module is connected to the input of the first inverter, the fifth input of the forecast module is connected to the -1 degree calculation module, the sixth input of the forecast module is connected to the second input of the third multiplier, the first input of which is the seventh input of the forecast module, output the first adder is connected to the first input of the first multiplier, the second input of which is the output of the -1 degree calculation module, the output of the first multiplier is the second output of the forecast module and the first input of the second a knife, the second input of which is the output of the second adder, the output of the second multiplier is connected to the first input of the third adder, the output of the third multiplier is connected to the input of the third inverter, the output of which is connected to the second input of the fourth adder, the first input of which is the output of the third adder, the output of the fourth adder is the third output of the forecast module and the first input of the fourth multiplier, the second input of which is the output of the register, the output of the fourth multiplier is the first output of the module Projections. The correction module consists of the first, second and third register, one inverter, one adder, one dividing by 4 module, one module for calculating the remainder of the division, the first and second comparator, the first, second, third and fourth elements of the conjunction, one disjunction element and one element of negation, while the first input of the correction module is connected to the inverter, the second input of the correction module is connected to the second input of the second comparator, the third input of the correction module is connected to the first input of the residue calculation module from division, the fourth input of the correction module is connected to the second input of the module for calculating the remainder of the division and with the input of the module for dividing by 4, the output of the first inverter and the output of the module for calculating the remainder of division are connected to the first and second inputs of the adder, respectively, the output of the division module by 4 is connected to the second the input of the first comparator, the first input of which is the output of the adder, the output of the first register is connected to the first input of the second comparator, the output of the first comparator is the first inputs for the first and second elements conjunction, the second input of the first conjunction element is the output of the second comparator, and the second input of the second conjunction element is the output of the negation element, the input of which is the output of the second comparator, the output of the first conjunction element is connected to the second input of the third conjunction element, the first input of which is the output of the second register, the output of the second conjunction element is connected to the second input of the fourth conjunction element, the first input of which is the output of the third register, the outputs of the third and even of the conjunction elements are the first and second inputs of the disjunction element, respectively, the output of which is the output of the correction module. The memory update module consists of one register, one inverter, the first and second adder, the first, second, third and fourth comparator, the first, second and third conjunction elements, one disjunction element and one negation element, while the first input of the memory update module is connected to the first input of the first comparator, the second input of the memory update module is connected to the first input of the second comparator, the third input of the memory update module is the first inputs for the second and third elements of the conjunction, the third and fourth comparators, the fourth input of the memory update module is connected to the inverter input and the second input of the first adder, the second inputs for the first and second comparators are the register output, the outputs of the first and second comparators are connected to the first and second inputs of the first conjunction element, respectively, the output of which is connected with the second input of the second conjunction element, in turn, the output of which is the first inputs for the first and second adder, the inverter output is connected to the second input of the second about the adder, the output of the first adder is connected to the second input of the third comparator, and the output of the second adder is connected to the second input of the fourth comparator, the outputs of the third and fourth comparator are connected to the first and second inputs of the disjunction element, respectively, the output of the disjunction element is the first output of the memory update module and the input the negation element, the output of which is the second input of the third conjunct element, the output of the third conjunct element is the second output of the memory update module.
Сущность и признаки заявленного изобретения в дальнейшем поясняются чертежами, где показано следующее:The essence and features of the claimed invention are further illustrated by the drawings, which show the following:
На фиг.1 - представлена структурная схема электронного устройства оперативного восстановления измерений псевдодальности, где:Figure 1 - presents a structural diagram of an electronic device for the operational recovery of pseudorange measurements, where:
1 - первый регистр с функцией сброса;1 - first register with reset function;
2 - второй регистр с функцией сброса;2 - second register with reset function;
3 - первый регистр;3 - first register;
4 - второй регистр;4 - second register;
5 - первый сумматор;5 - the first adder;
6 - инвертор;6 - inverter;
7 - третий регистр;7 - third register;
8 - четвертый регистр;8 - the fourth register;
9 - второй сумматор;9 - the second adder;
10 - третий сумматор;10 - the third adder;
11 - умножитель;11 - multiplier;
12 - четвертый сумматор;12 - fourth adder;
13 - пятый регистр;13 - fifth register;
14 - шестой регистр.14 - sixth register.
На фиг.2 - представлена структурная схема модуля прогноза электронного устройства оперативного восстановления измерений псевдодальности, где:Figure 2 - presents a structural diagram of a forecast module of an electronic device for the operational recovery of pseudorange measurements, where:
15 - первый сумматор;15 - the first adder;
16 - первый инвертор;16 - the first inverter;
17 - модуль вычисления -1 степени;17 - module calculating -1 degree;
18 - первый умножитель;18 - the first multiplier;
19 - второй умножитель;19 - the second multiplier;
20 - второй сумматор;20 - second adder;
21 - второй инвертор;21 - second inverter;
22 - третий сумматор;22 - the third adder;
23 - четвертый сумматор;23 - fourth adder;
24 - третий инвертор;24 - the third inverter;
25 - третий умножитель;25 - the third multiplier;
26 - четвертый умножитель;26 - the fourth multiplier;
27 - регистр.27 is a register.
На фиг.3 - представлена структурная схема модуля коррекции электронного устройства оперативного восстановления измерений псевдодальности, где:Figure 3 - presents a structural diagram of a correction module of an electronic device for the operational recovery of pseudorange measurements, where:
28 - инвертор;28 - inverter;
29 - сумматор;29 - adder;
30 - первый регистр;30 - the first register;
31 - первый компаратор;31 - the first comparator;
32 - второй компаратор;32 - the second comparator;
33 - модуль вычисления остатка от деления;33 - module for calculating the remainder of the division;
34 - элемент отрицания;34 - an element of negation;
35 - первый элемент конъюнкции;35 - the first element of the conjunction;
36 - второй элемент конъюнкции;36 - the second element of the conjunction;
37 - модуль деления на 4;37 - module dividing by 4;
38 - второй регистр;38 - the second register;
39 - третий регистр;39 - third register;
40 - третий элемент конъюнкции;40 - the third element of the conjunction;
41 - четвертый элемент конъюнкции;41 - the fourth element of the conjunction;
42 - элемент дизъюнкции.42 is an element of disjunction.
На фиг.4 - представлена структурная схема модуля обновления памяти электронного устройства оперативного восстановления измерений псевдодальности, где:Figure 4 - presents a structural diagram of a memory update module of an electronic device for the operational recovery of pseudorange measurements, where:
43 - регистр;43 - register;
44 - первый компаратор;44 - the first comparator;
45 - второй компаратор;45 - the second comparator;
46 - первый элемент конъюнкции;46 - the first element of the conjunction;
47 - второй элемент конъюнкции;47 - the second element of the conjunction;
48 - первый сумматор;48 - the first adder;
49 - второй сумматор;49 - second adder;
50 - инвертор;50 - inverter;
51 - третий компаратор;51 - third comparator;
52 - четвертый компаратор;52 - the fourth comparator;
53 - элемент дизъюнкции;53 - element of disjunction;
54 - элемент отрицания;54 - an element of negation;
55 - третий элемент конъюнкции.55 is the third element of the conjunction.
Принцип работы заявленного изобретения заключается в следующем.The principle of operation of the claimed invention is as follows.
Обозначим Δφi-1, Δφi, Δφi+1 измерения сдвига фаз ПСП, соответствующие моментам времени ti-1, ti, ti+1. Также предположим, что в моменты времени ti-1, ti, ti+1 известны величины Кi-1 и Кi. При этом предполагается, что ti-ti-1=1, Ki=Ki-1, ti+1=ti+1. Под единицей понимается интервал времени между последовательными измерениями псевдодальности. В таком случае для величины Ki+1 имеют место следующие соотношения:Let Δφ i-1 , Δφ i , Δφ i + 1 denote the phase shift measurements of the SRP corresponding to the time t i-1 , t i , t i + 1 . We also assume that at times t i-1 , t i , t i + 1 , the quantities K i-1 and K i are known. It is assumed that t i -t i-1 = 1, K i = K i-1 , t i + 1 = t i +1. A unit is a time interval between consecutive pseudorange measurements. In this case, for the quantity K i + 1, the following relations hold:
Работа устройства основана на отслеживании изменения величины Δφi с целью определения изменения величины Кi. Иными словами, запоминая Δφi-1, Δφi и соответствующие им моменты времени, устройство определяет прогнозное значение сдвига фаз Δφ на момент времени ti+1 и, сравнивая его с диапазоном однозначности измерений, определяет величину Ki+1.The operation of the device is based on tracking changes in Δφ i in order to determine the change in K i . In other words, remembering Δφ i-1 , Δφ i and the corresponding time points, the device determines the predicted phase shift Δφ at time t i + 1 and, comparing it with the range of measurement unambiguity, determines the value of K i + 1 .
Электронное устройство оперативного восстановления измерений псевдодальности (см. фиг.1) состоит из первого (поз.1) и второго (поз.2) регистра с функцией сброса, первого (поз.3), второго (поз.4), третьего (поз.7), четвертого (поз.8), пятого (поз.13) и шестого (поз.14) регистра, одного инвертора (поз.6), первого (поз.5), второго (поз.9), третьего (поз.10) и четвертого (поз.12) сумматора, одного умножителя (поз 11), модуля прогноза, модуля коррекции и модуля обновления памяти. На первый вход подается измерение псевдодальности с приемника в момент времени ti, а на второй вход подается само время ti. На выходе схемы выдается восстановленное измерение псевдодальности на тот же момент времени, т.е. схема работает практически без задержки.The electronic device for the operational recovery of pseudorange measurements (see Fig. 1) consists of a first (pos. 1) and a second (pos. 2) register with a reset function, the first (pos. 3), the second (pos. 4), and the third (pos. .7), the fourth (pos. 8), fifth (pos. 13) and sixth (pos. 14) registers, one inverter (pos. 6), the first (pos. 5), the second (pos. 9), and the third ( pos. 10) and the fourth (pos. 12) adder, one multiplier (pos. 11), a prediction module, a correction module, and a memory update module. At the first input, the measurement of pseudorange from the receiver at time t i is applied, and the time t i itself is fed to the second input. At the output of the circuit, a reconstructed measurement of the pseudorange at the same time moment, i.e. the circuit works almost without delay.
Инвертор (поз.6) осуществляет умножение входного сигнала на -1.The inverter (pos. 6) multiplies the input signal by -1.
Регистры (поз.1, 2) имеют функцию сброса: если на второй вход приходит сигнал, то в регистр помещается значение 0. В данных регистрах хранятся текущие значения измерения и времени приемника.The registers (pos. 1, 2) have a reset function: if a signal arrives at the second input, then the value 0 is placed in the register. These registers store the current values of the measurement and receiver time.
Регистры (поз 3, 4) хранят предыдущие значения измерения и времени.The registers (
В регистре (поз.7) хранится значение R - значение диапазона однозначности измерений.The value R is stored in the register (pos. 7) - the value of the range of measurement uniqueness.
Регистр (поз.8) хранит общее значение К.The register (pos. 8) stores the total value of K.
Регистр (поз.13) хранит значение диапазона достоверности измерений.The register (pos. 13) stores the value of the measurement confidence range.
Регистр (поз.14) хранит начальное значение К.The register (pos. 14) stores the initial value K.
Сумматоры (поз.5, 9, 10 и 12) выдают на выходе значение суммы всех своих входов.Adders (pos. 5, 9, 10 and 12) output the value of the sum of all their inputs.
Умножитель (поз.11) вычисляет значение произведения всех своих входов и выдает его на выход.The multiplier (pos. 11) calculates the value of the product of all its inputs and issues it to the output.
Модуль прогноза осуществляет вычисление прогнозируемого на следующий такт измерения псевдодальности. На первый вход модуля прогноза подается время ti, на второй вход подается измерение псевдодальности на момент времени ti-1, на третий вход подается время ti-1, на четвертый вход подается измерение псевдодальности на момент времени ti-2, на пятый вход подается значение Δt=ti-ti-2, вычисленное непосредственно в электронной схеме оперативного восстановления измерений псевдодальности, на шестой вход подается значение диапазона однозначности измерений и на седьмой вход подается общее значение К. Модуль прогноза (см. фиг.2) состоит из одного регистра (поз.27), первого (поз.16), второго (поз.21) и третьего (поз.24) инвертора, первого (поз.18), второго (поз.19), третьего (поз.25) и четвертого (поз.26) умножителя, первого (поз.15), второго (поз.20), третьего (поз.22) и четвертого (поз.23) сумматора и модуля вычисления -1 степени (поз.17).The forecast module calculates the pseudo-range measurement predicted for the next measure. The first input time fed prediction module t i, a second input supplied pseudorange measurement at a time t i-1, the third input is a time t i-1, the fourth input receives pseudorange measurement at time t i-2, the fifth the input is supplied with the value Δt = t i -t i-2 , calculated directly in the electronic circuit of the operational recovery of pseudorange measurements, the sixth input is fed with the value of the measurement unambiguity range and the seventh input is fed with the total value K. The forecast module (see Fig. 2) consists of from one regis RA (pos. 27), the first (pos. 16), the second (pos. 21) and the third (pos. 24) inverter, the first (pos. 18), the second (pos. 19), the third (pos. 25) and the fourth (pos. 26) multiplier, the first (pos. 15), the second (pos. 20), the third (pos. 22) and the fourth (pos. 23) adder and the -1-degree calculation module (pos. 17).
Модуль вычисления -1 степени (поз.17) возводит входной сигнал -1 степень.The calculation module -1 degree (pos.17) raises the input signal -1 degree.
Инверторы (поз.16, 21 и 24) умножают входной сигнал на -1.Inverters (pos. 16, 21 and 24) multiply the input signal by -1.
Сумматоры (поз.15, 20, 22 и 23) вычисляют значение суммы всех своих входов и выдают его на выход.Adders (pos. 15, 20, 22 and 23) calculate the sum value of all their inputs and give it to the output.
Умножители (поз.18, 19, 25 и 26) вычисляют значение произведения всех своих входов и выдают его на выход.Multipliers (pos. 18, 19, 25 and 26) calculate the value of the product of all their inputs and give it to the output.
Регистр (поз.27) хранит значение величины 1/R, где R - диапазон однозначности измерений.The register (pos. 27) stores the value of 1 / R, where R is the range of measurement uniqueness.
На первый выход модуля прогноза выдается значение К на текущий такт, на второй выход выдается значение первой производной функции измерений псевдодальности по времени на текущий момент, на третий выход выдается прогнозируемое значение псевдодальности на текущий момент.At the first output of the forecast module, the value K is output for the current clock cycle, the second derivative is given the value of the first derivative of the pseudorange measurement function with respect to time at the current moment, and the predicted pseudorange value at the current moment is output to the third output.
Модуль коррекции осуществляет коррекцию значения К при длительных потерях сигнала. На первый вход модуля коррекции подается значение псевдодальности с приемника на текущий момент, на второй вход подается значение первой производной функции измерений псевдодальности по времени на текущий момент, на третий вход подается прогнозируемое значение псевдодальности на текущий момент и на четвертый вход подается значение диапазона однозначности измерений псевдодальности. Модуль коррекции (см. фиг.3) состоит из первого (поз.30), второго (поз.38) и третьего (поз.39) регистра, одного инвертора (поз.28), одного сумматора (поз.29), одного модуля деления на 4 (поз.37), одного модуля вычисления остатка от деления (поз.33), первого (поз.31) и второго (поз.32) компаратора, первого (поз.35), второго (поз.36), третьего (поз.40) и четвертого (поз.41) элемента конъюнкции, одного элемента дизъюнкции (поз.42) и одного элемента отрицания (поз.34).The correction module corrects the value of K with prolonged signal loss. The pseudorange value from the receiver at the current moment is fed to the first input of the correction module, the value of the first derivative of the pseudorange measurement function in time at the current moment is fed to the second input, the predicted pseudorange value at the current moment is fed to the third input, and the value of the unambiguity range of the pseudorange measurements . The correction module (see Fig. 3) consists of the first (pos. 30), second (pos. 38) and third (pos. 39) registers, one inverter (pos. 28), one adder (pos. 29), one dividing by 4 (pos. 37), one module for calculating the remainder of dividing (pos. 33), the first (pos. 31) and second (pos. 32) comparator, the first (pos. 35), and the second (pos. 36) , the third (pos. 40) and the fourth (pos. 41) element of conjunction, one element of disjunction (pos. 42) and one element of negation (pos. 34).
Регистры (поз.30, 38 и 39) хранят значения 0,1 и -1 соответственно.Registers (pos. 30, 38 and 39) store values of 0.1 and -1, respectively.
Модуль деления на 4 (поз.37) осуществляет деление входного сигнала на 4.The dividing by 4 module (pos. 37) divides the input signal by 4.
Модуль вычисления остатка от деления (поз.33) вычисляет и выдает на выход остаток от деления сигнала, поступающего на первый вход, на сигнал, поступающий на второй вход.The module for calculating the remainder of the division (key 33) calculates and outputs the remainder of the division of the signal supplied to the first input to the signal supplied to the second input.
Компараторы (поз.31 и 32) сравнивают два значения пришедших им на входы и выдают 0 или 1 в зависимости от истинности неравенства.Comparators (pos. 31 and 32) compare two values that came to their inputs and give 0 or 1 depending on the truth of the inequality.
На выход модуль коррекции выдает коррекционное значение К принимающей значения 1, -1 или 0.At the output, the correction module issues a correction value K to a receiving value of 1, -1, or 0.
Модуль обновления памяти осуществляет контроль за достоверностью поступающих на вход измерений псевдодальности и в случае недостоверных измерений псевдодальности сбрасывает сдвиговые регистры. На первый и второй входы модуля обновления памяти подаются измеренные значения псевдодальности в моменты времени ti-1 и ti-2 соответственно, на третий вход подается восстановленное значение псевдодальности на текущий момент, на четвертый вход подается значение диапазона достоверности измерений псевдодальности. Модуль обновления памяти (см. фиг.4) состоит из одного регистра (поз.43), одного инвертора (поз.50), первого (поз.48) и второго (поз.49) сумматора, первого (поз.4), второго (поз.45), третьего (поз.51) и четвертого (поз.52) компаратора, первого (поз.46), второго (поз.47) и третьего (поз.55) элемента конъюнкции, одного элемента дизъюнкции (поз.53) и одного элемента отрицания (поз.54).The memory update module monitors the accuracy of pseudorange measurements received at the input and, in case of false pseudorange measurements, resets the shift registers. The first and second inputs of the memory update module provide measured pseudorange values at time t i-1 and t i-2, respectively, the restored pseudorange value at the current moment is fed to the third input, the value of the validity range of the pseudorange measurements is fed to the fourth input. The memory update module (see Fig. 4) consists of one register (pos. 43), one inverter (pos. 50), the first (pos. 48) and the second (pos. 49) adder, the first (pos. 4), the second (pos. 45), the third (pos. 51) and the fourth (pos. 52) comparator, the first (pos. 46), the second (pos. 47) and the third (pos. 55) element of the conjunction, one disjunction element (pos. .53) and one element of negation (key 54).
Регистр (поз.43) хранит значение 0.The register (pos. 43) stores the value 0.
На первый выход модуля обновления памяти выдается сигнал сброса, принимающий значения 1 или 0, на второй выход выдается восстановленное у скорректированное значение псевдодальности.A reset signal that takes the
Таким образом, заявленное электронное устройство позволяет в реальном времени восстанавливать измерения псевдодальности, последовательно формируемые измерительным каналом навигационного приемника. При этом разработанная схема обладает малой площадью, что делает возможным ее использование в составе современных навигационных приемников систем ГЛОНАСС/GPS.Thus, the claimed electronic device allows in real time to restore pseudorange measurements sequentially generated by the measuring channel of the navigation receiver. Moreover, the developed scheme has a small area, which makes it possible to use it as part of modern navigation receivers of GLONASS / GPS systems.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134929/07A RU2474838C1 (en) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Electronic device for rapid recovery of pseudorange measurements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134929/07A RU2474838C1 (en) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Electronic device for rapid recovery of pseudorange measurements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2474838C1 true RU2474838C1 (en) | 2013-02-10 |
Family
ID=49120536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011134929/07A RU2474838C1 (en) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Electronic device for rapid recovery of pseudorange measurements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2474838C1 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995018977A1 (en) * | 1994-01-03 | 1995-07-13 | Trimble Navigation | A network for code phase differential gps corrections |
RU2237257C2 (en) * | 2002-01-25 | 2004-09-27 | Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро навигационных систем" | Method for elimination of influence of troposheric and ionospheric errors of measurement in single-frequency receivers of satellite navigation |
KR20070059105A (en) * | 2004-09-17 | 2007-06-11 | 아이티티 매뉴팩츄어링 엔터프라이즈, 인코포레이티드 | Improved gps accumulated delta range processing for navigation processing |
RU2339051C2 (en) * | 2003-07-14 | 2008-11-20 | Юропиан Спейс Эйдженси | SATELLITE "GALILEO" SIGNAL AltBOC PROCESSING EQUIPMENT |
WO2010057149A1 (en) * | 2008-11-17 | 2010-05-20 | Qualcomm Incorporated | Dgnss correction for positioning |
RU2394252C2 (en) * | 2005-06-13 | 2010-07-10 | Нокиа Корпорейшн | Position finding support using satellites |
RU2407025C2 (en) * | 2004-10-18 | 2010-12-20 | Навком Текнолоджи, Инк. | Weakening of phase multipath propagation |
US7859462B2 (en) * | 2001-11-02 | 2010-12-28 | Locata Corporation Pty Ltd | Locating a roving position receiver in a location network |
US7911378B2 (en) * | 2008-12-19 | 2011-03-22 | Nexteq Navigation Corporation | System and method for applying code corrections for GNSS positioning |
-
2011
- 2011-08-19 RU RU2011134929/07A patent/RU2474838C1/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995018977A1 (en) * | 1994-01-03 | 1995-07-13 | Trimble Navigation | A network for code phase differential gps corrections |
US7859462B2 (en) * | 2001-11-02 | 2010-12-28 | Locata Corporation Pty Ltd | Locating a roving position receiver in a location network |
RU2237257C2 (en) * | 2002-01-25 | 2004-09-27 | Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро навигационных систем" | Method for elimination of influence of troposheric and ionospheric errors of measurement in single-frequency receivers of satellite navigation |
RU2339051C2 (en) * | 2003-07-14 | 2008-11-20 | Юропиан Спейс Эйдженси | SATELLITE "GALILEO" SIGNAL AltBOC PROCESSING EQUIPMENT |
KR20070059105A (en) * | 2004-09-17 | 2007-06-11 | 아이티티 매뉴팩츄어링 엔터프라이즈, 인코포레이티드 | Improved gps accumulated delta range processing for navigation processing |
RU2407025C2 (en) * | 2004-10-18 | 2010-12-20 | Навком Текнолоджи, Инк. | Weakening of phase multipath propagation |
RU2394252C2 (en) * | 2005-06-13 | 2010-07-10 | Нокиа Корпорейшн | Position finding support using satellites |
WO2010057149A1 (en) * | 2008-11-17 | 2010-05-20 | Qualcomm Incorporated | Dgnss correction for positioning |
US7911378B2 (en) * | 2008-12-19 | 2011-03-22 | Nexteq Navigation Corporation | System and method for applying code corrections for GNSS positioning |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6907083B2 (en) | Distributed Kalman filter architecture for ambiguity estimation of carrier propagation distance | |
CN108958018B (en) | Satellite time service method and device and computer readable storage medium | |
US7522099B2 (en) | Position determination using carrier phase measurements of satellite signals | |
JP7481401B2 (en) | Time-of-flight detection system and method | |
WO2013016800A4 (en) | System, method, and computer program for a low power and low cost gnss receiver | |
WO2016050055A1 (en) | Signal capture method and device, and computer storage medium | |
CN104849734B (en) | Aided capture method in a kind of combined navigation receiver | |
WO2018052740A1 (en) | Repair of carrier-phase cycle slips using displacement data | |
CN106371092B (en) | It is a kind of that the deformation monitoring method adaptively combined is observed with strong-motion instrument based on GPS | |
CN105510942A (en) | Kalman filtering-based GPS single-point positioning system | |
CN110857994A (en) | GNSS receiver apparatus with GNSS pseudo-random noise delay sequence generator | |
Zhang et al. | Auto-BAHN: Software for near real-time GPS orbit and clock computations | |
US9184786B2 (en) | Systems and methods for clock calibration for satellite navigation | |
CN105738931A (en) | GPS point positioning system based on Kalman filtering | |
EP2425301B1 (en) | Relative time measurement system with nanosecond level accuracy | |
CN104808480A (en) | Pulse per second (PPS) generating method and device | |
RU2474838C1 (en) | Electronic device for rapid recovery of pseudorange measurements | |
CN107132562B (en) | Method and device for realizing Kalman filtering positioning | |
JP2010164340A (en) | Gnss-receiving device and positioning method | |
KR101854819B1 (en) | Filtering for global positioning system (gps) receivers | |
US20200363536A1 (en) | Methods for enhancing non-global navigation satellite system location and timing pseudorange positioning calculations and systems thereof | |
CN103940424A (en) | Detection and estimation method for integer ambiguity of XNAV (X-ray pulsar-based navigation) signals | |
JP2008082819A (en) | Positioning instrument and method | |
JP2008145183A (en) | Measurement device, multipath determination method, and measurement method | |
RU2625804C1 (en) | Method of estimating navigation signal phase on background of interfering reflections of multipath distribution and navigation receiver with device for suppressing interfering reflections in phase estimation |