RU2518174C2 - Query-based method of measuring radial velocity and position of glonass global navigation system satellite and system for realising said method - Google Patents

Query-based method of measuring radial velocity and position of glonass global navigation system satellite and system for realising said method Download PDF

Info

Publication number
RU2518174C2
RU2518174C2 RU2012127515/07A RU2012127515A RU2518174C2 RU 2518174 C2 RU2518174 C2 RU 2518174C2 RU 2012127515/07 A RU2012127515/07 A RU 2012127515/07A RU 2012127515 A RU2012127515 A RU 2012127515A RU 2518174 C2 RU2518174 C2 RU 2518174C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
output
input
intermediate frequency
amplifier
Prior art date
Application number
RU2012127515/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012127515A (en
Inventor
Александр Васильевич Ипатов
Виктор Иванович Дикарев
Борис Васильевич Койнаш
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук
Priority to RU2012127515/07A priority Critical patent/RU2518174C2/en
Publication of RU2012127515A publication Critical patent/RU2012127515A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2518174C2 publication Critical patent/RU2518174C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: physics, navigation.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and specifically to navigation measurement, and can be used in a ground-based control system of an orbiting group of navigation spacecraft. A ground-based control station comprises a driving generator 1, a shift register 2, a phase-shift modulator 3, heterodynes 4, 11 and 33, mixers 5, 12, 17, 34, 43 and 44, a first intermediate frequency amplifier 6, power amplifiers 7, 10, 41 and 42, a duplexer 8, a transceiving antenna 9, third intermediate frequency amplifiers 13, 35, 45 and 46, a phase doubler 14, a phase halver 15, narrow band-pass filters 16 and 18, a Doppler frequency metre 19, correlators 20, 36, 47 and 48, multipliers 21, 49 and 50, low-pass filters 22, 51 and 52, optimising peak-holding controllers 23, 53 and 54, controlled delay units 24, 55 and 56, a range indicator 26, a switch 38, receiving antennae 39 and 40, and the satellite has a transceiving antenna 26, a duplexer 27, power amplifiers 28 and 32, heterodynes 29 and 59, mixers 30 and 60, a second intermediate frequency amplifier 31, a third intermediate frequency amplifier 61, a correlator 62, a threshold unit 63 and a switch 64.
EFFECT: broader functional capabilities and high noise-immunity, reliability of duplex radio communication between a ground-based control station and a GLONASS navigation system satellite and accuracy of measuring radial velocity and position of said satellite.
2 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемые способ и устройство относятся к области навигационных измерений и могут быть использованы в наземном комплексе управления орбитальной группировкой навигационных космических аппаратов (НКА) при выполнении эфемеридного и частотно-временного обеспечении НКА системы глобальной навигационной системы (ГНС) ГЛОНАСС.The proposed method and device relates to the field of navigation measurements and can be used in the ground-based control complex for the orbital constellation of navigation spacecraft (NSC) when performing the ephemeris and time-frequency support of the NSC of the GLONASS global navigation system (GNS).

Известны способы и устройства измерения параметров движения космических объектов (патенты РФ № №3032915, 2082090, 2086918, 2087003, 2091711, 2195781, 2211460, 2309431, 2394255; патенты США №№4905009, 5179286, 6111536, 6140982, 6784787; патент Франции №2701769; патент ЕР №1022581; патент WO №0048132. 1. Шебшаевич B.C., Дмитриев П.П. и другие. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. - М.: Радио и связь, 1982, С.111-116. 2. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. / Под ред. А.И.Перова и В.Н.Харисова. Изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: Радиотехника,2010, 800 с и другие).Known methods and devices for measuring the parameters of the motion of space objects (RF patents No. 3032915, 2082090, 2086918, 2087003, 2091711, 2195781, 2211460, 2309431, 2394255; US patents No. 4905009, 5179286, 6111536, 6140982, 6784787; French patent No. 2701769 ; EP patent No. 1022581; patent WO No. 0048132. 1. Shebshaevich BC, Dmitriev PP and others. Network satellite radio navigation systems. - M .: Radio and communications, 1982, S.111-116. 2. GLONASS. Principles construction and operation. / Under the editorship of A.I. Perov and V.N.Kharisov, 4th edition, revised and additional - M .: Radio engineering, 2010, 800 s and others).

Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым являются «Запросный способ измерения радиальной скорости и система для его осуществления» (патент РФ №2309431, G01S 17/78, 2006), которые и выбраны в качестве прототипов.Of the known methods and devices closest to the proposed are "Request method for measuring radial velocity and a system for its implementation" (RF patent No. 2309431, G01S 17/78, 2006), which are selected as prototypes.

Известные способ и устройство используются для обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов, для контроля за сближением и стыковкой космических аппаратов.The known method and device are used to ensure flight safety of aircraft, to control the proximity and docking of spacecraft.

Однако известные технические решения могут обеспечить измерение радиальной скорости и дальности от спутника навигационной системы ГЛОНАСС до наземного пункта контроля. Кроме того, приемники, входящие в состав системы, реализующей предлагаемый способ, построены по супергетеродинной схеме, в которой одно и то же значение третьей промежуточной частоты ωпр3 может быть получено при приеме сигналов на следующих частотах: ω1, ω2, ωЗ1, ωЗ2:However, well-known technical solutions can provide a measurement of the radial velocity and the distance from the satellite of the GLONASS navigation system to the ground control point. In addition, the receivers that make up the system that implements the proposed method are constructed according to a superheterodyne circuit in which the same value of the third intermediate frequency ω pr3 can be obtained by receiving signals at the following frequencies: ω 1 , ω 2 , ω З1 , ω Z2 :

ω п р 3 = ω 1 ω Г 1 , ω п р 3 = ω Г 2 ω 2 , ω п р 3 = ω Г 1 ω З 1 , ω п р 3 = ω З 2 ω Г 2 .

Figure 00000001
ω P R 3 = ω one - ω G one , ω P R 3 = ω G 2 - ω 2 , ω P R 3 = ω G one - ω 3 one , ω P R 3 = ω 3 2 - ω G 2 .
Figure 00000001

Следовательно, если частоты настройки ω1 и ω2 принять за основные каналы приема, то наряду с ними существуют и зеркальные каналы приема, частоты которых ωЗ1 и ωЗ2 расположены симметрично (зеркально) относительно частот ωГ1 и ωГ2 гетеродинов (фиг.3). Преобразование по зеркальным каналам приема происходит с тем же коэффициентом преобразования Кпр, что и по основным каналам. Поэтому зеркальные каналы приема наиболее существенно влияют на избирательность и помехоустойчивость супергетеродинных приемников.Therefore, if the tuning frequencies ω 1 and ω 2 are taken as the main reception channels, then along with them there are mirror receiving channels, the frequencies of which ω З1 and ω З2 are located symmetrically (mirror) relative to the frequencies ω Г1 and ω Г2 of the local oscillators (Fig. 3 ) The conversion of the mirror channels of the reception occurs with the same conversion coefficient K ol that the main channels. Therefore, mirror reception channels most significantly affect the selectivity and noise immunity of superheterodyne receivers.

Кроме зеркальных существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема.In addition to mirrored, there are other additional (combination) reception channels.

В общем виде любой комбинационный канал приема имеет место при выполнении условия:In general terms, any combination receive channel takes place when the following conditions are met:

ω п р 3 = | ± m ω к i ± n ω Г 1 | , ω п р 3 = | ± m ω к i ± n ω Г 2 | ,

Figure 00000002
ω P R 3 = | | | ± m ω to i ± n ω G one | | | , ω P R 3 = | | | ± m ω to i ± n ω G 2 | | | ,
Figure 00000002

где ωKi - частота i-го комбинационного канала приема;where ω Ki is the frequency of the i-th Raman reception channel;

m, n, i - целые положительные числа.m, n, i are positive integers.

Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии первых гармоник частот сигналов с гармониками частот гетеродинов малого порядка (второй, третьей), так как чувствительность приемников по этим каналам близка к чувствительности основных каналов.The most harmful combinational receiving channels are those generated by the interaction of the first harmonics of the signal frequencies with the harmonics of the frequencies of small local oscillators (second, third), since the sensitivity of the receivers on these channels is close to the sensitivity of the main channels.

Так, четырем комбинационным каналам при m=1 и n=2 соответствуют частоты (фиг.3):So, four combination channels with m = 1 and n = 2 correspond to the frequency (figure 3):

ω K 1 = ω Г 1 ω п р 3 , ω K 2 = 2 ω Г 2 ω п р 3 , ω K 3 = ω Г 2 ω п р 3 , ω K 4 = 2 ω Г 2 ω п р 3 .

Figure 00000003
ω K one = ω G one - ω P R 3 , ω K 2 = 2 ω G 2 - ω P R 3 , ω K 3 = ω G 2 - ω P R 3 , ω K four = 2 ω G 2 - ω P R 3 .
Figure 00000003

Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, приводит к снижению помехоустойчивости, надежности дуплексной радиосвязи между наземным пунктом контроля и спутником навигационной системы ГЛОНАСС, а также точности измерения дальности и радиальной скорости, азимута и угла места спутника навигационной системы.The presence of false signals (interference) received via additional channels leads to a decrease in noise immunity, reliability of duplex radio communication between the ground control point and the satellite of the GLONASS navigation system, as well as the accuracy of measuring the range and radial speed, azimuth and elevation angle of the navigation system satellite.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей известных технических решений и повышение помехоустойчивости, надежности дуплексной радиосвязи между наземным пунктом контроля и спутником навигационной системы ГЛОНАСС и точности измерения радиальной скорости и местоположения спутника навигационной системы ГЛОНАСС путем точного и однозначного измерения азимута и угла места навигационного спутника и подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.An object of the invention is to expand the functionality of known technical solutions and increase the noise immunity, reliability of duplex radio communication between a ground control point and a satellite of the GLONASS navigation system and the accuracy of measuring the radial speed and location of the satellite of the GLONASS navigation system by accurately and unambiguously measuring the azimuth and elevation angle of the navigation satellite and suppressing false signals (interference) received on additional channels.

Поставленная задача решается тем, что запросный способ измерения радиальной скорости и местоположения спутника навигационной системы ГЛОНАСС, заключающийся, в соответствии с ближайшим аналогом, в использовании двух объектов, при этом на первом объекте запросный сигнал на частоте ωс манипулируют по фазе на 180° псевдослучайной последовательностью максимальной длительности, формируют тем самым сложный сигнал с фазовой манипуляцией, преобразуют его по частоте с использованием частоты ωГ1 первого гетеродина, выделяют напряжение первой промежуточной частоты ωпр1cГ11, усиливают его по мощности, излучают в эфир на частоте ω1пр1, улавливают ретранслятором второго объекта, усиливают по мощности, преобразуют по частоте с использованием частоты ωГ3 третьего гетеродина, выделяют напряжение второй промежуточной частоты ωпр1пр1Г32, усиливают по мощности, излучают в эфир на частоте ω2пр2, улавливают блоком запроса первого объекта, усиливают по мощности преобразуют по частоте с использованием частоты ωГ2 второго гетеродина, выделяют первое напряжение третьей промежуточной частоты ωпр3±ΩДГ22, умножают и делят его по фазе на два, выделяют гармоническое колебание на частоте ωпр3±ΩД, сравнивают его по частоте с запросным сигналом на частоте ωс, выделяют доплеровскую частоту ±ΩД и по величине и знаку доплеровской частоты определяют величину и направление радиальной скорости, одновременно сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ωс пропускают через первый блок регулируемой задержки, перемножают его с первым напряжением третьей промежуточной частоты, выделяют низкочастотное напряжение, формируя тем самым первую корреляционную функцию R1(τ), где τ - текущая временная задержка, изменением задержки τ поддерживают первую корреляционную функцию R1(τ) на максимальном уровне, фиксируют временную задержку τЗ1 между запросным и ретранслированным сигналами и по ее значению определяют расстояние между объектами, отличается от ближайшего аналога тем, что качестве первого объекта используют наземный пункт контроля, а в качестве второго объекта используют спутник навигационной системы ГЛОНАСС, при этом на наземном пункте контроля принимаемый на частоте ω2пр2 и усиленный по мощности сигнал преобразуют по частоте с использованием частоты ωГ4 четвертого гетеродина, выделяют второе напряжение третьей промежуточной частоты ωпр32Г4, перемножают его с первым напряжением третьей промежуточной частоты, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное второй корреляционной функции R2(τ), сравнивают его с пороговым напряжением Uпор и в случае его превышения разрешают дальнейшую обработку принимаемого сигнала, улавливают сигнал на частоте ω2пр2 на две приемные антенны, усиливают его по мощности, преобразуют по частоте с использованием частоты ωГ2 второго гетеродина, выделяют третье и четвертое напряжения третьей промежуточной частоты ωпр3Г22 соответственно, перемножают их с первым напряжением третьей промежуточной частоты, пропущенным через второй и третий блоки регулируемой задержки, выделяют низкочастотные напряжения, формируя тем самым третью R3(τ) и четвертую R4(τ) корреляционные функции, изменением задержки поддерживают третью R3(τ) и четвертую R4(τ) корреляционные функции на максимальном уровне, фиксируют время задержки τЗ2 и τЗ3 между ретранслированными сигналами и по их значению определяют азимут и угол места спутника навигационной системы ГЛОНАСС, причем частоты ωГ2 и ωГ4 второго и четвертого гетеродинов разносят на удвоенное значение третьей промежуточной частоты ωГ2Г4=2ωпр3 и выбирают симметричными относительно частоты ω2 принимаемого сигналаThe problem is solved in that the interrogation method for measuring the radial speed and location of the satellite of the GLONASS navigation system, which consists, in accordance with the closest analogue, in using two objects, while at the first object the interrogation signal at a frequency ω s is manipulated in a 180 ° phase with a pseudo-random sequence maximum duration, thereby forming a complex signal with phase shift keying, converting it in frequency using the frequency ω G1 of the first local oscillator, isolating the voltage of the first intermediate frequency ω pr1 = ω c + ω G1 = ω 1 , amplify it in power, radiate it at a frequency of ω 1 = ω pr1 , catch it with the relay of the second object, amplify it in power, convert it in frequency using the frequency ω G3 of the third local oscillator, isolate the voltage of the second intermediate frequency ω CR1 = ω CR1 -ω G3 = ω 2 , amplify it by power, radiate it at the frequency ω 2 = ω CR2 , pick it up by the request unit of the first object, amplify it by power, convert it by frequency using the frequency ω G2 of the second local oscillator, secrete the first voltage the third intermediate frequency ω D PR3 ± Ω = ω 2T2, multiply and divide it into two phase, is isolated harmonic oscillation at frequency ω PR3 ± Ω D, compare it with a frequency interrogation signal at frequency ω s, the Doppler frequency ± isolated Ω D and the magnitude and sign of the Doppler frequency determine the magnitude and direction of the radial velocity, at the same time a complex signal with phase manipulation at a frequency ω s is passed through the first block of adjustable delay, multiplied by the first voltage of the third intermediate frequency, and the low-frequency tension, thereby forming the first correlation function R 1 (τ), where τ is the current time delay, by varying the delay τ, the first correlation function R 1 (τ) is maintained at the maximum level, the time delay τ З1 is fixed between the request and relay signals and its the value determines the distance between the objects, differs from the closest analogue in that the ground control station is used as the first object, and the satellite of the GLONASS navigation system is used as the second object, while at the ground station e control received at a frequency of ω 2 = ω CR2 and a power-amplified signal is converted in frequency using the frequency ω G4 of the fourth local oscillator, a second voltage of the third intermediate frequency ω pr3 = ω 2G4 is isolated , it is multiplied with the first voltage of the third intermediate frequency, isolate a low-frequency voltage proportional to the second correlation function R 2 (τ), compare it with a threshold voltage U then and if it is exceeded, allow further processing of the received signal, capture the signal at a frequency of ω 2 = ω CR2 into two receiving antennas, amplify it in power, convert it in frequency using the frequency ω G2 of the second local oscillator, isolate the third and fourth voltages of the third intermediate frequency ω pr3 = ω G22, respectively, multiply them with the first voltage of the third intermediate frequency passed through the second and third blocks of adjustable delay, select low-frequency voltage, thereby forming the third R 3 (τ) and fourth R 4 (τ) correlation functions, by varying the delay support the third R 3 (τ) and the fourth R 4 (τ) correlation functions at the maximum level, fix the delay time τ З2 and τ З3 between relayed signals and determine the azimuth and elevation angle of the satellite of the GLONASS navigation system by their value, and the frequencies ω Г2 and ω Г4 of the second and fourth local oscillators are separated by twice the value of the third intermediate frequency ω Г2G4 = 2ω pr3 and choose symmetrical with respect to the frequency ω 2 of the received signal

ω2Г4Г22пр3,ω 2 = ω -ω T4 T2 = ω 2PR3,

первую приемопередающую и две приемные антенны размещают в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают первую приемопередающую антенну, общую для приемных антенн, размещенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно, на спутнике навигационной системы ГЛОНАСС принимаемый на частоте ω1пр1 и усиленный по мощности сигнал преобразуют по частоте с использованием частоты ωГ5 пятого гетеродина, выделяют пятое напряжение третьей промежуточной частоты ωпр3Г51, перемножают его с напряжением второй промежуточной частоты, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное пятой корреляционной функции R5(τ), сравнивают его с пороговым напряжением Uпор и в случае его превышения разрешают дальнейшую обработку принимаемого сигнала, причем частоты ωГ3 и ωГ5 третьего и пятого гетеродинов разносят на частоту ω1 принимаемого сигнала ωГ5Г31.the first transceiver and two receiving antennas are placed in the form of a geometric right angle, at the top of which the first transceiving antenna is placed, common for receiving antennas located in the azimuth and elevation planes, respectively, on the satellite of the GLONASS navigation system received at a frequency of ω 1 = ω pr1 and amplified by power, the signal is converted in frequency using the frequency ω G5 of the fifth local oscillator, the fifth voltage of the third intermediate frequency ωpr 3 = ω G51 is isolated, it is multiplied with the voltage of the second industrial daily frequency, allocate a low-frequency voltage proportional to the fifth correlation function R 5 (τ), compare it with a threshold voltage U then and if it is exceeded, further processing of the received signal is allowed, and the frequencies ω G3 and ω G5 of the third and fifth local oscillators are carried to frequency ω 1 received signal ω Г5Г3 = ω 1 .

Поставленная задача решается тем, что система для измерения радиальной скорости и местоположения спутника навигационной системы ГЛОНАСС, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, два объекта, при этом первый объект содержит последовательно включенные задающий генератор, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом регистра сдвига, первый смеситель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилитель первой промежуточной частоты, первый усилитель мощности, первый дуплексер, вход-выход которого связан с первой приемопередающей антенной, второй усилитель мощности, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и первый усилитель третьей промежуточной частоты, последовательно включенные удвоитель фазы, делитель фазы на два, первый узкополосный фильтр, четвертый смеситель, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, второй узкополосный фильтр и измеритель частоты Доплера, последовательно подключенные к выходу фазового манипулятора первый блок регулируемой задержки, первый перемножитель, первый фильтр нижних частот и первый экстремальный регулятор, выход которого соединен с вторым входом первого блока регулируемой задержки, к второму входу которого подключен индикатор дальности, второй объект содержит последовательно включенные третий гетеродин, третий смеситель, усилитель второй промежуточной частоты, последовательно включенные четвертый усилитель мощности, второй дуплексер, вход-выход которого связан с второй приемопередающей антенной, и третий усилитель мощности, выход которого соединен с вторым входом третьего смесителя, отличается от ближайшего аналога тем, что она снабжена четвертым и пятым гетеродинами, пятым, шестым, седьмым и восьмым смесителями, вторым, третьим, четвертым и пятым усилителями третьей промежуточной частоты, вторым, третьим, четвертым и пятым корреляторами, двумя пороговыми блоками, двумя ключами, вторым и третьим перемножителями, вторым и третьим фильтрами нижних частот, вторым и третьим экстремальными регуляторами, двумя приемными антеннами, пятым шестым усилителями мощности, указателем азимута, указателем угла места, причем к выходу второго усилителя мощности последовательно подключены пятый смеситель, второй вход которого соединен с выходом четвертого гетеродина, второй усилитель третьей промежуточной частоты, второй коррелятор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя третьей промежуточной частоты, первый пороговый блок и первый ключ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя, через второй блок регулируемой задержки соединен с выходом первого ключа, второй фильтр нижних частот и второй экстремальный регулятор, выход которого соединен с вторым входом второго блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен указатель азимута, к выходу второй приемной антенны последовательно подключены шестой усилитель мощности, седьмой смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, четвертый усилитель третьей промежуточной частоты, третий перемножитель, второй вход которого через третий блок регулируемой задержки соединен с выходом первого ключа, третий фильтр нижних частот и третий экстремальный регулятор, выход которого соединен с вторым входом третьего блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен указатель угла места, к выходу третьего усилителя мощности последовательно подключены восьмой смеситель, второй вход которого соединен с выходом пятого гетеродина, пятый усилитель третьей промежуточной частоты, пятый коррелятор, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, второй пороговый блок и второй ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, а выход подключен к входу четвертого усилителя мощности, в качестве первого объекта использован наземный пункт контроля, а в качестве второго объекта использован спутник навигационной системы ГЛОНАСС, первая приемопередающая антенна, первая и вторая приемные антенны размещены в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещена первая приемопередающая антенна, общая для первой и второй приемных антенн, размещенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно.The problem is solved in that the system for measuring the radial speed and satellite location of the GLONASS navigation system, containing, in accordance with the closest analogue, two objects, the first object containing serially connected master oscillator, phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the shift register , a first mixer, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, an amplifier of the first intermediate frequency, a first power amplifier, a first duplexer, the input-output of which connected to the first transceiver antenna, a second power amplifier, a second mixer, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, and the first amplifier of the third intermediate frequency, a phase doubler in series, a phase divider into two, the first narrow-band filter, the fourth mixer, the second input of which is connected with the output of the master oscillator, a second narrow-band filter and a Doppler frequency meter, connected in series to the output of the phase manipulator, the first block of adjustable delay, the first a cutter, a first low-pass filter and a first extreme controller, the output of which is connected to the second input of the first adjustable delay unit, the range indicator is connected to the second input, the second object contains a third local oscillator in series, a third mixer, a second intermediate frequency amplifier, and a fourth amplifier in series power, a second duplexer, the input-output of which is connected to the second transceiver antenna, and a third power amplifier, the output of which is connected to the second input the third mixer, differs from the closest analogue in that it is equipped with fourth and fifth local oscillators, fifth, sixth, seventh and eighth mixers, second, third, fourth and fifth amplifiers of the third intermediate frequency, second, third, fourth and fifth correlators, two threshold blocks , with two keys, second and third multipliers, second and third low-pass filters, second and third extreme controllers, two receiving antennas, fifth sixth power amplifiers, azimuth indicator, angle indicator places, and the fifth mixer, the second input of which is connected to the output of the fourth local oscillator, the second amplifier of the third intermediate frequency, the second correlator, the second input of which is connected to the output of the first amplifier of the third intermediate frequency, the first threshold block and the first key, are connected in series to the output of the second power amplifier, the second input of which is connected to the output of the first amplifier, through the second block of adjustable delay connected to the output of the first key, the second low-pass filter and the second extreme control a generator, the output of which is connected to the second input of the second adjustable delay unit, whose azimuth indicator is connected to the second output, the sixth power amplifier, the seventh mixer, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, the fourth amplifier of the third intermediate frequency, are connected in series to the output of the second receiving antenna a third multiplier, the second input of which is connected through the third block of adjustable delay to the output of the first key, the third low-pass filter and the third extreme regulator for which it is connected to the second input of the third adjustable delay unit, the elevation indicator is connected to the second output of it, the eighth mixer is connected in series to the output of the third power amplifier, the second input of which is connected to the output of the fifth local oscillator, the fifth amplifier of the third intermediate frequency, the fifth correlator, the second input which is connected to the output of the amplifier of the second intermediate frequency, the second threshold unit and the second key, the second input of which is connected to the output of the amplifier of the second intermediate frequency, and the output is connected to the input of the fourth power amplifier, the ground control station is used as the first object, and the GLONASS navigation system satellite is used as the second object, the first transceiver antenna, the first and second receive antennas are placed in the form of a geometric right angle, at the top of which the first transceiver is placed an antenna common to the first and second receiving antennas located in the azimuthal and elevation planes, respectively.

Система, реализующая предлагаемый способ, содержит наземный пункт контроля и спутник навигационной системы ГЛОНАСС.The system that implements the proposed method contains a ground control point and a satellite of the GLONASS navigation system.

Структурная схема наземного пункта контроля представлена на фиг.1. Структурная схема спутника (ретранслятора) навигационной системы ГЛОНАСС представлена на фиг.2. Частотные диаграммы, иллюстрирующие преобразование сигналов, изображены на фиг.3, 4 и 5.The structural diagram of the ground control point is presented in figure 1. The structural diagram of the satellite (repeater) of the GLONASS navigation system is presented in figure 2. Frequency diagrams illustrating the conversion of the signals shown in figure 3, 4 and 5.

Взаимное расположение первой приемопередающей антенны 9, первой 39 и второй 40 приемных антенн показано на фиг.6. The relative position of the first transceiver antenna 9, the first 39 and the second 40 receiving antennas is shown in Fig.6.

Наземный пункт контроля содержит последовательно включенные задающий генератор 1, фазовый манипулятор 3, второй вход которого соединен с выходом регистра 2 сдвига, первый смеситель 5, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 4, усилитель 6 первой промежуточной частоты, первый усилитель 7 мощности, первый дуплексер 8, вход-выход которого связан с первой приемопередающей антенной 9, второй усилитель 10 мощности, второй смеситель 12, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 11, первый усилитель 13 третьей промежуточной частоты, второй коррелятор 36, первый пороговый блок 37, первый ключ 38, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 13 третьей промежуточной частоты, первый перемножитель 21, второй вход которого через первый блок 24 регулируемой задержки соединен с выходом фазового манипулятора 3, первый фильтр 22 нижних частот и третий экстремальный регулятор 23, выход которого соединен с вторым входом первого блока 24 регулируемой задержки, к второму входу которого подключен индикатор 25 дальности. К выходу второго усилителя 10 мощности последовательно подключены пятый смеситель 34, второй вход которого соединен с выходом четвертого гетеродина 33, и второй усилитель 35 третьей промежуточной частоты, выход соединен с вторым входом второго коррелятора 36. К выходу первого ключа 38 последовательно подключены удвоитель 14 фазы, делитель 15 фазы на два, первый узкополосный фильтр 16, четвертый смеситель 17, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 1, второй узкополосный фильтр 18 и измеритель 19 частоты Доплера. К выходу первой приемной антенны 39 последовательно подключены пятый усилитель 41 мощности, шестой смеситель 43, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 11, третий усилитель 45 третьей промежуточной частоты, второй перемножитель 49, второй вход которого через второй блок 55 регулируемой задержки соединен с выходом первого ключа 38, второй фильтр 51 нижних частот и второй экстремальный регулятор 53, выход которого соединен с вторым входом блока 55 регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен указатель 57 азимута. К выходу второй приемной антенны 40 последовательно подключены шестой усилитель 42 мощности, седьмой смеситель 44, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 11, четвертый усилитель 46 третьей промежуточной частоты, третий перемножитель 50, второй вход которого через третий блок 56 регулируемой задержки соединен с выходом первого ключа 38, третий фильтр 52 нижних частот и третий экстремальный регулятор 54, выход которого соединен с вторым входом третьего блока 56 регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен указатель 58 угла места.The ground control station contains serially connected master oscillator 1, phase manipulator 3, the second input of which is connected to the output of shift register 2, the first mixer 5, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator 4, amplifier 6 of the first intermediate frequency, first power amplifier 7, first a duplexer 8, the input-output of which is connected to the first transceiver antenna 9, the second power amplifier 10, the second mixer 12, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator 11, the first amplifier 13 of the third intermediate full frequency, the second correlator 36, the first threshold block 37, the first key 38, the second input of which is connected to the output of the first amplifier 13 of the third intermediate frequency, the first multiplier 21, the second input of which is connected through the first block 24 of the adjustable delay to the output of the phase manipulator 3, the first a low-pass filter 22 and a third extremal regulator 23, the output of which is connected to the second input of the first adjustable delay unit 24, to the second input of which a range indicator 25 is connected. A fifth mixer 34, the second input of which is connected to the output of the fourth local oscillator 33, and a second amplifier 35 of the third intermediate frequency, the output is connected to the second input of the second correlator 36, are connected in series to the output of the second power amplifier 10. A phase doubler 14 is connected in series to the output of the first key 38. a phase divider 15 into two, the first narrow-band filter 16, the fourth mixer 17, the second input of which is connected to the output of the master oscillator 1, the second narrow-band filter 18 and the Doppler frequency meter 19. A fifth power amplifier 41, a sixth mixer 43, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator 11, the third amplifier 45 of the third intermediate frequency, and the second multiplier 49, the second input of which is connected to the output through the second block 55 of adjustable delay, are connected in series to the output of the first receiving antenna 39 the first key 38, the second low-pass filter 51 and the second extreme controller 53, the output of which is connected to the second input of the adjustable delay unit 55, to the second output of which the azimuth indicator 57 is connected. The sixth power amplifier 42, the seventh mixer 44, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator 11, the fourth amplifier 46 of the third intermediate frequency, the third multiplier 50, the second input of which is connected to the output through the third block 56 of adjustable delay, are sequentially connected to the output of the second receiving antenna 40 the first key 38, the third low-pass filter 52 and the third extreme controller 54, the output of which is connected to the second input of the third adjustable delay unit 56, to the second output of which a pointer is connected 58 elevation angles.

Первый перемножитель 21, первый фильтр 22 нижних частот, первый экстремальный регулятор 23 и первый блок 24 регулируемой задержки образуют первый коррелятор 20.The first multiplier 21, the first low-pass filter 22, the first extreme controller 23 and the first adjustable delay unit 24 form the first correlator 20.

Второй перемножитель 49, второй фильтр 51 нижних частот, второй экстремальный регулятор 53 и второй блок 55 регулируемой задержки образуют третий коррелятор 47.The second multiplier 49, the second low-pass filter 51, the second extremal regulator 53, and the second adjustable delay unit 55 form a third correlator 47.

Третий перемножитель 50, третий фильтр 52 нижних частот, третий экстремальный регулятор 54 и третий блок 56 регулируемой задержки образуют четвертый коррелятор 48.A third multiplier 50, a third low-pass filter 52, a third extremal regulator 54, and a third adjustable delay unit 56 form a fourth correlator 48.

Первая приемопередающая антенна 9, первая 30 и вторая 40 приемные антенны размещены в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещена первая приемопередающая антенна 9, общая для приемных антенн 39 и 40, размещенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно.The first transceiver antenna 9, the first 30 and the second 40 receive antennas are placed in the form of a geometric right angle, at the top of which is placed the first transceiver antenna 9, common to the receiving antennas 39 and 40 located in the azimuth and elevation planes, respectively.

Спутник (ретранслятор) навигационной системы ГЛОНАСС содержит последовательно включенные третий гетеродин 29, третий смеситель 30, усилитель 31 второй промежуточной частоты, пятый коррелятор 62, второй пороговый блок 63, второй ключ 64, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, четвертый усилитель 32 мощности, второй дуплексер 27, вход-выход которого связан со второй приемопередающей антенной 26 и третий усилитель 28 мощности, выход которого соединен с вторым входом третьего смесителя 30. К выходу третьего усилителя 28 мощности последовательно подключены восьмой смеситель 60, второй вход которого соединен с выходом пятого гетеродина 59, и пятый усилитель 61 третьей промежуточной частоты, выход которого соединен с вторым входом пятого коррелятора 62.The satellite (repeater) of the GLONASS navigation system contains a third local oscillator 29, a third mixer 30, a second intermediate frequency amplifier 31, a fifth correlator 62, a second threshold block 63, a second key 64, the second input of which is connected to the output of the second intermediate frequency amplifier, and a fourth amplifier 32 power, the second duplexer 27, the input-output of which is connected to the second transceiver antenna 26 and the third power amplifier 28, the output of which is connected to the second input of the third mixer 30. To the output of the third 28 Ithel power series connected eighth mixer 60, a second input coupled to an output of the fifth local oscillator 59, and the fifth amplifier 61 of the third intermediate frequency, the output of which is connected to the second input of the fifth correlator 62.

Предлагаемый способ реализуется системой, которая работает следующим образом.The proposed method is implemented by a system that operates as follows.

На наземном пункте контроля с помощью задающего генератора 1 формируется высокочастотное колебаниеAt the ground control point using a master oscillator 1, a high-frequency oscillation is formed

u c ( t ) = U c cos ( ω c t + ϕ c ) , 0 t T c

Figure 00000004
u c ( t ) = U c cos ( ω c t + ϕ c ) , 0 t T c
Figure 00000004

где Uc, ωс, φс, Tc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания,where U c , ω s , φ s , T c - amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of high-frequency oscillations,

которое поступает на первый вход фазового манипулятора 3. На второй вход последнего подается псевдослучайная последовательность (ПСП) максимальной длительности M(t) с выхода регистра 2 сдвига, охваченного логической обратной связью. Обратная связь осуществляется путем сложения по модулю два выходных напряжений двух или более каскадов и подачи результирующего напряжения на вход первого каскада. Период повторения (длительность) такой кодовой последовательности n=2n-1, где n - число каскадов регистра 2 сдвига.which goes to the first input of the phase manipulator 3. The second input of the last is fed a pseudo-random sequence (PSP) of maximum duration M (t) from the output of shift register 2, covered by logical feedback. Feedback is carried out by adding modulo two output voltages of two or more stages and applying the resulting voltage to the input of the first stage. The repetition period (duration) of such a code sequence is n = 2 n -1, where n is the number of cascades of shift register 2.

На выходе фазового манипулятора 3 образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн)The output of the phase manipulator 3 produces a complex signal with phase shift keying (PSK)

u c 1 ' ( t ) = U c cos [ ω c t + ϕ k ( t ) + ϕ c ] , 0 t T c

Figure 00000005
u c one '' ( t ) = U c cos [ ω c t + ϕ k ( t ) + ϕ c ] , 0 t T c
Figure 00000005

где φk(t)={0,π}- манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с ПСП M(t), причем φк(t)=const при kτЭ<t<(k+1)τэ, и может изменяться скачком при t=kτЭ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2, …, N);where φ k (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the SRP M (t), and φ к (t) = const for kτ Э <t <(k + 1) τ e , and can change abruptly at t = kτ Oe , i.e. at the borders between elementary premises (k = 1, 2, ..., N);

τЭ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тс(Tc=τN).τ E , N is the duration and number of chips that make up the signal with a duration of T s (T c = τN).

Этот сигнал поступает на первый вход первого смесителя 5, на второй вход которого подается напряжение первого гетеродина 4This signal is fed to the first input of the first mixer 5, the second input of which is supplied with the voltage of the first local oscillator 4

u Г 1 ( t ) = U Г 1 cos ( ω Г 1 t + ϕ Г 1 )

Figure 00000006
u G one ( t ) = U G one cos ( ω G one t + ϕ G one )
Figure 00000006

На выходе смесителя 5 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 6 выделяется напряжение первой промежуточной (суммарной) частотыAt the output of the mixer 5, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 6 distinguishes the voltage of the first intermediate (total) frequency

u п р 1 ( t ) = U п р 1 cos [ ω п р 1 t + ϕ k ( t ) + ϕ п р 1 ] , 0 t T c

Figure 00000007
, u P R one ( t ) = U P R one cos [ ω P R one t + ϕ k ( t ) + ϕ P R one ] , 0 t T c
Figure 00000007
,

где U п р 1 = 1 2 U c U Г 1

Figure 00000008
;Where U P R one = one 2 U c U G one
Figure 00000008
;

ωпр11Г11 - первая промежуточная (суммарная) частота;ω CR1 = ω 1 + ω G1 = ω 1 - the first intermediate (total) frequency;

φпр1сГ1, φ CR1 = φ s + φ G1,

которое после усиления в первом усилителе 7 мощности через дуплексер 8 поступает в первую приемопередающую антенну 9, излучается ею в эфир на частоте ω1, улавливается второй приемопередающей антенной 26 спутника навигационной системы ГЛОНАСС и через дуплексер 27 и третий усилитель 28 мощности поступает на первые входы третьего 30 и восьмого смесителей, на вторые входы которых подаются напряжения третьего 29 и пятого 59 гетеродинов соответственно:which, after amplification in the first power amplifier 7 through the duplexer 8, enters the first transceiver antenna 9, is broadcast by it at a frequency ω 1, is captured by the second transceiver antenna 26 of the GLONASS navigation system satellite and through the duplexer 27 and the third power amplifier 28 is supplied to the first inputs of the third 30 and eighth mixers, the second inputs of which are supplied with the voltage of the third 29 and fifth 59 local oscillators, respectively:

u Г 3 ( t ) = U Г 3 cos ( ω Г 3 t + ϕ Г 3 )

Figure 00000009
, u G 3 ( t ) = U G 3 cos ( ω G 3 t + ϕ G 3 )
Figure 00000009
,

u Г 5 ( t ) = U Г 5 cos ( ω Г 5 t + ϕ Г 5 )

Figure 00000010
, u G 5 ( t ) = U G 5 cos ( ω G 5 t + ϕ G 5 )
Figure 00000010
,

причем частоты ωГ3 и ωГ5 гетеродинов 29 и 59 разнесены на значение частоты ω1пр1 принимаемого сигнала ωГ5Г31пр1.the frequencies ω and ω T3 T5 oscillators 29 and 59 are spaced at the frequency ω 1 = ω pr1 received signal ω -ω T3 T5 = ω 1 = ω pr1.

На выходе смесителей 30 и 30 образуются напряжения второй и третьей промежуточных частот:At the output of the mixers 30 and 30, voltages of the second and third intermediate frequencies are formed:

u п р 2 ( t ) = U п р 2 cos [ ω п р 2 t + ϕ k ( t ) + ϕ п р 2 ]

Figure 00000011
, u P R 2 ( t ) = U P R 2 cos [ ω P R 2 t + ϕ k ( t ) + ϕ P R 2 ]
Figure 00000011
,

u п р 3 ( t ) = U п р 3 cos [ ω п р 3 t + ϕ k ( t ) + ϕ п р 3 ] 0 t T c

Figure 00000012
, u P R 3 ( t ) = U P R 3 cos [ ω P R 3 t + ϕ k ( t ) + ϕ P R 3 ] 0 t T c
Figure 00000012
,

где U п р 2 = 1 2 U п р 1 U Г 3 ; U п р 3 = 1 2 U п р 1 U Г 5 ;

Figure 00000013
Where U P R 2 = one 2 U P R one U G 3 ; U P R 3 = one 2 U P R one U G 5 ;
Figure 00000013

ωпр3пр1Г3Г5пр12 - третья промежуточная (разностная) частота,ω pr3 = ω pr1 -ω G3 = ω G5 -ω pr1 = ω 2 - the third intermediate (difference) frequency,

φпр2пр1Г3, φпр3Г5пр1.φ pr2 = φ pr1G3 , φ pr3 = φ G5pr1 .

Эти напряжения выделяются усилителями 31 и 61 второй и третьей промежуточных частот и поступают на два входа пятого коррелятора 62, на выходе которого образуется низкочастотное напряжение, пропорциональное пятой корреляционной функции R5(τ). Так как канальные напряжения Uпр2(t) и Uпр3(t) образованы одним и тем же ФМн-сигналом, принимаемым по основному каналу на частоте ω2,то между указанными канальными напряжениями существуют сильная корреляционная связь. Выходное напряжение коррелятора 62 достигает максимального значения и превышает пороговое напряжение Uпор в пороговом блоке 63. Пороговый уровень Uпор превышается только при максимальном значении выходного напряжения коррелятора 62. Следует также отметить, что корреляционная функция R5(t) сложных ФМн-сигналов обладает замечательным свойством: она имеет значительный по уровню главный лепесток и низкий уровень боковых лепестков. При превышении порогового уровня Uпор в пороговом блоке 63 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 64 и открывает его. В исходном состоянии ключ 64 всегда закрыт. При этом напряжение второй промежуточной частоты Uпр2(t) с выходом усилителя 31 второй промежуточной частоты через открытый ключ 64, усилитель 32 мощности и дуплексер 27 поступает в приемопередающую антенну 26, излучается ею в эфир на частоте ω2пр2 и улавливается антеннами 9, 39 и 40 соответственно.These voltages are extracted by amplifiers 31 and 61 of the second and third intermediate frequencies and fed to the two inputs of the fifth correlator 62, the output of which produces a low-frequency voltage proportional to the fifth correlation function R 5 (τ). Since the channel voltages U CR2 (t) and U CR3 (t) are formed by the same QPSK signal received on the main channel at a frequency of ω 2, there is a strong correlation between the channel voltages. The output voltage of the correlator 62 reaches its maximum value and exceeds the threshold voltage U then in the threshold block 63. The threshold level U then is exceeded only at the maximum value of the output voltage of the correlator 62. It should also be noted that the correlation function R 5 (t) of complex PSK signals has a remarkable property: it has a significant main lobe and a low level of side lobes. When the threshold level U pores is exceeded, a constant voltage is generated in the threshold block 63, which is supplied to the control input of the key 64 and opens it. In the initial state, the key 64 is always closed. The voltage of the second intermediate frequency U CR2 (t) with the output of the amplifier 31 of the second intermediate frequency through the public key 64, the power amplifier 32 and the duplexer 27 enters the transceiver antenna 26, is radiated by it at a frequency ω 2 = ω CR2 and is captured by the antennas 9 , 39 and 40, respectively.

u 1 ( t ) = U 1 cos [ ( ω п р 2 t ± Ω Д ) ( t τ З 1 ) + ϕ k ( t τ З 1 ) + ϕ п р 2 ]

Figure 00000014
, u one ( t ) = U one cos [ ( ω P R 2 t ± Ω D ) ( t - τ 3 one ) + ϕ k ( t - τ 3 one ) + ϕ P R 2 ]
Figure 00000014
,

u 2 ( t ) = U 2 cos [ ( ω п р 2 t ± Ω Д ) ( t τ З 2 ) + ϕ k ( t τ З 2 ) + ϕ п р 2 ]

Figure 00000015
, u 2 ( t ) = U 2 cos [ ( ω P R 2 t ± Ω D ) ( t - τ 3 2 ) + ϕ k ( t - τ 3 2 ) + ϕ P R 2 ]
Figure 00000015
,

u 3 ( t ) = U 3 cos [ ( ω п р 2 t ± Ω Д ) ( t τ З 3 ) + ϕ k ( t τ З 3 ) + ϕ п р 3 ]

Figure 00000016
, u 3 ( t ) = U 3 cos [ ( ω P R 2 t ± Ω D ) ( t - τ 3 3 ) + ϕ k ( t - τ 3 3 ) + ϕ P R 3 ]
Figure 00000016
,

где ±ΩД - доплеровское смещение частоты,where ± Ω D - Doppler frequency shift,

τ З 1 = 2 R c

Figure 00000017
- время запаздывания ретранслированного сигнала относительно запросного; τ 3 one = 2 R c
Figure 00000017
- the delay time of the relay signal relative to the request;

R - дальность от наземного пункта контроля до спутника навигационной системы ГЛОНАСС,R is the distance from the ground control point to the satellite of the GLONASS navigation system,

с - скорость распространения радиоволн,C is the propagation velocity of radio waves,

τЗ2=t1-t2;τ Z2 = t 1 -t 2 ;

τЗ3=t1-t3;τ 3 = t 1 -t 3 ;

t1, t2, t3 - время прохождения ретранслированного сигнала от спутника до антенн 9, 39 и 40 соответственно.t 1 , t 2 , t 3 - transit time of the relayed signal from the satellite to antennas 9, 39 and 40, respectively.

Указанные сигналы с выхода антенн 9, 39 и 40 через дуплексер 8, усилители 10, 41 и 42 мощности поступают на первые входы смесителей 12, 34, 43 и 44, на вторые входы которых подаются напряжения гетеродинов 11 и 33:These signals from the output of the antennas 9, 39 and 40 through the duplexer 8, power amplifiers 10, 41 and 42 are fed to the first inputs of the mixers 12, 34, 43 and 44, the second inputs of which are supplied with the local oscillator voltages 11 and 33:

u Г 2 ( t ) = U Г 2 cos ( ω Г 2 t + ϕ Г 2 )

Figure 00000018
u G 2 ( t ) = U G 2 cos ( ω G 2 t + ϕ G 2 )
Figure 00000018

u Г 4 ( t ) = U Г 4 cos ( ω Г 4 t + ϕ Г 4 )

Figure 00000019
u G four ( t ) = U G four cos ( ω G four t + ϕ G four )
Figure 00000019

Причем частоты ωГ2 и ωГ4 гетеродинов разнесены на удвоенное значение третьей промежуточной частоты ωГ2Г4=2ωпр3 и выбраны симметричными относительно частоты ω2пр2 принимаемого сигнала ωГ222Г4пр3. Это обстоятельство приводит к увеличению количества дополнительных каналов приема, но создает благоприятные условия для их подавления за счет корреляционной обработки канальных напряжений.Moreover, the frequency ω and F2 ω T4 oscillators spaced apart by twice the value of the third intermediate frequency ω -ω T2 T4 = 2ω PR3 and symmetrical with respect to selected frequency ω 2 = ω ω np2 received signal T22 = ω 2 = ω -ω T4 PR3. This circumstance leads to an increase in the number of additional receiving channels, but creates favorable conditions for their suppression due to the correlation processing of channel voltages.

На выходе смесителей 12, 34, 43 и 44 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 13, 35, 45 и 46 выделяются напряжения третьей промежуточной (разностной) частоты:At the output of the mixers 12, 34, 43 and 44, the voltages of the combination frequencies are generated. Amplifiers 13, 35, 45 and 46 distinguish the voltage of the third intermediate (difference) frequency:

u п р 4 ( t ) = U п р 4 cos [ ( ω п р 3 t ± Ω Д ) ( t τ З 1 ) + ϕ k ( t τ З 1 ) + ϕ п р 3 ]

Figure 00000020
u P R four ( t ) = U P R four cos [ ( ω P R 3 t ± Ω D ) ( t - τ 3 one ) + ϕ k ( t - τ 3 one ) + ϕ P R 3 ]
Figure 00000020

u п р 5 ( t ) = U п р 5 cos [ ( ω п р 3 t ± Ω Д ) ( t τ З 1 ) + ϕ k ( t τ З 1 ) + ϕ п р 4 ]

Figure 00000021
u P R 5 ( t ) = U P R 5 cos [ ( ω P R 3 t ± Ω D ) ( t - τ 3 one ) + ϕ k ( t - τ 3 one ) + ϕ P R four ]
Figure 00000021

u п р 6 ( t ) = U п р 6 cos [ ( ω п р 3 t ± Ω Д ) ( t τ З 2 ) + ϕ k ( t τ З 2 ) + ϕ п р 3 ]

Figure 00000022
, u P R 6 ( t ) = U P R 6 cos [ ( ω P R 3 t ± Ω D ) ( t - τ 3 2 ) + ϕ k ( t - τ 3 2 ) + ϕ P R 3 ]
Figure 00000022
,

u п р 7 ( t ) = U п р 7 cos [ ( ω п р 3 t ± Ω Д ) ( t τ З 3 ) + ϕ k ( t τ З 3 ) + ϕ п р 3 ] 0 t T c

Figure 00000023
u P R 7 ( t ) = U P R 7 cos [ ( ω P R 3 t ± Ω D ) ( t - τ 3 3 ) + ϕ k ( t - τ 3 3 ) + ϕ P R 3 ] 0 t T c
Figure 00000023

где U п р 4 = 1 2 U 1 U Г 2

Figure 00000024
Where U P R four = one 2 U one U G 2
Figure 00000024

U п р 5 = 1 2 U 1 U Г 4

Figure 00000025
U P R 5 = one 2 U one U G four
Figure 00000025

U п р 6 = 1 2 U 2 U Г 2

Figure 00000026
U P R 6 = one 2 U 2 U G 2
Figure 00000026

U п р 7 = 1 2 U 3 U Г 2

Figure 00000027
U P R 7 = one 2 U 3 U G 2
Figure 00000027

ωпр3Г222Г4с - третья промежуточная (разностная) частота; PR3 ω = ω 2T2 = ω 2T4 = ω s - third intermediate (difference) frequency;

φпр3Г2пр2; φпр4пр2Г4.φ pr3 = φ Г2pr2 ; φ pr4 = φ pr2G4 .

Напряжения Uпр4(t) и Uпр5(t) с выхода усилителей 13 и 35 третьей промежуточной частоты поступают на два входа второго коррелятора 36, на выходе которого выделяется низкочастотное напряжение, пропорциональное второй корреляционной функции R2(τ). Так как канальные напряжения uпр4(t) и uпр5(t) образованы одним и тем же сложным ФМн-сигналом, принимаемым по основному каналу на частоте ω2, то между указанными канальными напряжениями существует сильная корреляционная связь. Выходное напряжение коррелятора 36 достигает максимального значения и превышает пороговое напряжение Uпор в пороговом блоке 37. В последнем формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 38 и открывает его. В исходном состоянии ключ 38 всегда закрыт. При этом напряжение uпр4(t) с выхода усилителя 13 третьей промежуточной частоты через открытый ключ 38 поступает на первый вход первого перемножителя 21, на вход удвоителя 14 фазы, на первые входы второго 55 и третьего 56 блоков регулируемой задержки.Voltages U CR4 (t) and U CR5 (t) from the output of amplifiers 13 and 35 of the third intermediate frequency are supplied to two inputs of the second correlator 36, the output of which is allocated a low-frequency voltage proportional to the second correlation function R 2 (τ). Since the channel voltages u CR4 (t) and u CR5 (t) are formed by the same complex QPSK signal received on the main channel at a frequency of ω 2 , there is a strong correlation between the channel voltages. The output voltage of the correlator 36 reaches a maximum value and exceeds the threshold voltage U then in the threshold block 37. In the latter, a constant voltage is generated, which is applied to the control input of the key 38 and opens it. In the initial state, key 38 is always closed. The voltage u CR4 (t) from the output of the amplifier 13 of the third intermediate frequency through the public key 38 is supplied to the first input of the first multiplier 21, to the input of the doubler 14 of the phase, to the first inputs of the second 55 and third 56 blocks of adjustable delay.

На выходе удвоителя 14 фазы, в качестве которого может использоваться перемножитель, на два входа которого подается одно и то же напряжение Uпр4(t), образуется гармоническое колебаниеAt the output of the phase doubler 14, which can be used as a multiplier, the two inputs of which are supplied with the same voltage U CR4 (t), a harmonic oscillation is formed

u 4 ( t ) = U 4 cos [ ( ω п р 3 t ± Ω Д ) ( t τ З 1 ) + 2 ϕ п р 3 ] 0 t T c

Figure 00000028
u four ( t ) = U four cos [ ( ω P R 3 t ± Ω D ) ( t - τ 3 one ) + 2 ϕ P R 3 ] 0 t T c
Figure 00000028

где U 4 = 1 2 U п р 4 2

Figure 00000029
,Where U four = one 2 U P R four 2
Figure 00000029
,

в котором фазовая манипуляция уже отсутствует, так как 2φk(t-τЗ1)={0,2π}.in which phase manipulation is already absent, since 2φ k (t-τ З1 ) = {0.2π}.

Ширина спектра Δfc сложного ФМн-сигнала определяется длительностью τЭ его элементарных посылок Δfc=1/τЭ, The width of the spectrum Δf c of the complex QPSK signal is determined by the duration τ E of its elementary premises Δf c = 1 / τ E,

тогда как ширина спектра Δf2 его второй гармоники определяется длительностью сигнала Tc и равна Δf2=1/Тс.while the width of the spectrum Δf 2 of its second harmonic is determined by the signal duration T c and is equal to Δf 2 = 1 / T s .

Следовательно, при удвоении фазы сложного ФМн-сигнала его спектр сворачивается в N разTherefore, when the phase of a complex QPSK signal is doubled, its spectrum collapses N times

N Δ f c Δ f 2

Figure 00000030
N Δ f c Δ f 2
Figure 00000030

Это колебание поступает на вход делителя 15 фазы на два, на выходе которого образуется гармоническое колебаниеThis oscillation is fed to the input of the phase divider 15 into two, at the output of which a harmonic oscillation is formed

u 5 ( t ) = U 5 cos [ ( ω п р 3 t ± Ω Д ) ( t τ З 1 ) + 2 ϕ п р 3 ] 0 t T c

Figure 00000031
u 5 ( t ) = U 5 cos [ ( ω P R 3 t ± Ω D ) ( t - τ 3 one ) + 2 ϕ P R 3 ] 0 t T c
Figure 00000031

которое выделяется первым узкополосным фильтром 16 и поступает на первый вход четвертого смесителя 17. На второй вход последнего в качестве напряжения гетеродина подается запросный сигнал uc(t) с выхода задающего генератора 1. На выходе смесителя 17 образуются напряжения комбинационных частот. Вторым узкополосным фильтром 18 выделяется напряжение доплеровской частотыwhich is allocated by the first narrow-band filter 16 and fed to the first input of the fourth mixer 17. At the second input of the last, a request signal u c (t) is supplied from the output of the master oscillator 1. The output of the mixer 17 generates the voltage of the combination frequencies. The second narrow-band filter 18 is allocated voltage Doppler frequency

u 6 ( t ) = U 6 cos [ ( ± Ω Д t + 2 ϕ 6 ] 0 t T c

Figure 00000032
u 6 ( t ) = U 6 cos [ ( ± Ω D t + 2 ϕ 6 ] 0 t T c
Figure 00000032

где U 6 = 1 2 U c U 5

Figure 00000033
;Where U 6 = one 2 U c U 5
Figure 00000033
;

φ6спр3.φ 6 = φ withpr3 .

Это напряжение поступает на вход измерителя 19 доплеровской частоты, который обеспечивает измерение доплеровской частоты ±ΩД. Причем величина и знак доплеровской частоты определяют величину и направление радиальной скорости спутника навигационной системы ГЛОНАСС.This voltage is supplied to the input of the meter 19 Doppler frequency, which provides a measurement of the Doppler frequency ± Ω D. Moreover, the magnitude and sign of the Doppler frequency determine the magnitude and direction of the radial velocity of the satellite of the GLONASS navigation system.

Одновременно первое напряжение третьей промежуточной частоты Uпр4(t) с выхода первого усилителя 13 третьей промежуточной частоты через открытый ключ 38 поступает на первый вход перемножителя 21, на второй вход которого через первый блок 24 регулируемой задержки с выхода фазового манипулятора 3 подается сложный ФМн-сигнал uc1(t). Полученное на выходе перемножителя 21 напряжение пропускается через первый фильтр 22 нижних частот, на выходе которого формируется первая корреляционная функция R1(τ), где τ - текущая временная задержка. Первый экстремальный регулятор 23, предназначенный для поддержания максимального значения первой корреляционной функции R1(τ) и подключенный к выходу первого фильтра 22 нижних частот, воздействует на управляющий вход первого блока 24 регулируемой задержки и поддерживает вводимую им задержку τ равной τЗ1(τ=τЗ1), что соответствует максимальному значению первой корреляционной функции R1(τ). Индикатор дальности 25, связанный со шкалой первого блока 24 регулируемой задержки, позволяет непосредственно считывать измеренную дальность D от наземного пункта контроля до спутника навигационной системы ГЛОНАССAt the same time, the first voltage of the third intermediate frequency U CR4 (t) from the output of the first amplifier 13 of the third intermediate frequency through the public key 38 is fed to the first input of the multiplier 21, to the second input of which through the first block 24 of the adjustable delay from the output of the phase manipulator 3 a complex QPSK signal is supplied u c1 (t). The voltage obtained at the output of the multiplier 21 is passed through the first low-pass filter 22, at the output of which the first correlation function R 1 (τ) is formed, where τ is the current time delay. The first extreme controller 23, designed to maintain the maximum value of the first correlation function R 1 (τ) and connected to the output of the first low-pass filter 22, acts on the control input of the first adjustable delay unit 24 and maintains the delay τ introduced by it equal to τ З1 (τ = τ S1 ), which corresponds to the maximum value of the first correlation function R 1 (τ). Range indicator 25, associated with the scale of the first adjustable delay unit 24, allows you to directly read the measured range D from the ground control point to the satellite of the GLONASS navigation system

D = c τ З 1 2

Figure 00000034
D = c τ 3 one 2
Figure 00000034

Следовательно, задача измерения указанной дальности D сводится к измерению временной задержки ретранслированного сигнала относительно запросного.Therefore, the task of measuring the specified range D is reduced to measuring the time delay of the relay signal relative to the request.

Напряжения uпр6(t) и uпр7(t) с выхода усилителей 45 и 46 третьей промежуточной частоты поступают на первые входы перемножителей 49 и 50 соответственно, на вторые входы ключа 38 напряжение uпр4(t). В этом случае шкалы второго 55 и третьего 56 блоков регулируемой задержки градуируются непосредственно в значениях угловых координатVoltages u CR6 (t) and u CR7 (t) from the output of amplifiers 45 and 46 of the third intermediate frequency are supplied to the first inputs of the multipliers 49 and 50, respectively, and voltage u CR4 (t) to the second inputs of the switch 38. In this case, the scales of the second 55 and third 56 blocks of adjustable delay are graded directly in the values of the angular coordinates

α = arccos c τ З 2 d 1

Figure 00000035
α = arccos c τ 3 2 d one
Figure 00000035

β = arccos c τ З 3 d 2

Figure 00000036
β = arccos c τ 3 3 d 2
Figure 00000036

где α, β - азимут и угол места спутника навигационной системы ГЛОНАСС;where α, β are the azimuth and elevation angle of the satellite of the GLONASS navigation system;

с - скорость распространения радиоволн;C is the propagation velocity of radio waves;

τЗ2=t1-t2; τЗ3=t1-t3;τ Z2 = t 1 -t 2 ; τ 3 = t 1 -t 3 ;

t1, t2, t3 - время прохождения ретранслированного сигнала от спутника до антенн 9, 39 и 40 соответственно.t 1 , t 2 , t 3 - transit time of the relayed signal from the satellite to antennas 9, 39 and 40, respectively.

Значения α и β фиксируются указателями азимута 57 и угла места 58.The values of α and β are fixed by the azimuth 57 and elevation 58.

Описанная выше работа системы соответствует случаю приема полезных ФМн-сигналов по основным каналам на частотах ω1 и ω2 (фиг.4, 5).The operation of the system described above corresponds to the case of receiving useful PSK signals through the main channels at frequencies ω 1 and ω 2 (Figs. 4, 5).

Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму зеркальному каналу на частоте ωЗ2 (фиг.4)If a false signal (interference) is received on the second mirror channel at a frequency ω З2 (Fig. 4)

u З 2 ( t ) = U З 2 cos ( ω З 2 t + ϕ З 2 ) , 0 t T З 2

Figure 00000037
u 3 2 ( t ) = U 3 2 cos ( ω 3 2 t + ϕ 3 2 ) , 0 t T 3 2
Figure 00000037

то усилителями 13 и 35 выделяются следующие напряжения:the amplifiers 13 and 35 distinguish the following voltages:

u п р 8 ( t ) = U п р 8 cos ( ω п р 3 t + ϕ п р 8 )

Figure 00000038
u P R 8 ( t ) = U P R 8 cos ( ω P R 3 t + ϕ P R 8 )
Figure 00000038

u п р 9 ( t ) = U п р 9 cos ( ω п р 3 t + ϕ п р 9 ) , 0 t T З 1

Figure 00000039
u P R 9 ( t ) = U P R 9 cos ( ω P R 3 t + ϕ P R 9 ) , 0 t T 3 one
Figure 00000039

где U п р 8 = 1 2 U З 2 U Г 2

Figure 00000040
;Where U P R 8 = one 2 U 3 2 U G 2
Figure 00000040
;

U п р 9 = 1 2 U З 2 U Г 4

Figure 00000041
U P R 9 = one 2 U 3 2 U G four
Figure 00000041

ωпр3З2Г2 - третья промежуточная частота;ω CR3 = ω Z2- ω G2 is the third intermediate frequency;

пр3З2Г4 - утроенное значение третьей промежуточной частот;PR3 = ω P2T4 - three times the value of the third intermediate frequencies;

φпр8З2Г2; φпр9З2Г4.φ pr8 = φ З2Г2 ; pr9 cp = φ P2T4.

Однако только напряжение uпр8(t) попадает в полосу пропускания усилителя 13 третьей промежуточной частоты.However, only the voltage u pr8 (t) falls into the passband of the amplifier 13 of the third intermediate frequency.

Выходное напряжение коррелятора 36 равно нулю. Ключ 38 не открывается и ложный сигнал (помеха) uЗ2(1), принимаемый по второму зеркальному каналу на частоте ωЗ2, подавляется.The output voltage of the correlator 36 is zero. The key 38 does not open and a false signal (interference) u З2 (1), received on the second mirror channel at a frequency ω З2 , is suppressed.

Если ложный сигнал (помеха) принимаемая по третьему зеркальному каналу на частоте ωЗ3 If a false signal (interference) received on the third mirror channel at a frequency ω З3

u З 3 ( t ) = U З 3 cos ( ω З 3 t + ϕ З 3 ) , 0 t T З 3

Figure 00000042
u 3 3 ( t ) = U 3 3 cos ( ω 3 3 t + ϕ 3 3 ) , 0 t T 3 3
Figure 00000042

то усилителями 13 и 35 выделяются следующие напряжения:the amplifiers 13 and 35 distinguish the following voltages:

u п р 10 ( t ) = U п р 10 cos ( ω п р 3 t + ϕ п р 10 )

Figure 00000043
u P R 10 ( t ) = U P R 10 cos ( ω P R 3 t + ϕ P R 10 )
Figure 00000043

u п р 11 ( t ) = U п р 11 cos ( ω п р 3 t + ϕ п р 11 ) , 0 t T З 3

Figure 00000044
u P R eleven ( t ) = U P R eleven cos ( ω P R 3 t + ϕ P R eleven ) , 0 t T 3 3
Figure 00000044

где U п р 10 = 1 2 U З 3 U Г 2

Figure 00000045
;Where U P R 10 = one 2 U 3 3 U G 2
Figure 00000045
;

U п р 11 = 1 2 U З 3 U Г 4

Figure 00000046
U P R eleven = one 2 U 3 3 U G four
Figure 00000046

пр3Г2З3 - утроенное значение третьей промежуточной частоты;pr3 = ω Г2 -ω З3 - tripled value of the third intermediate frequency;

ωпр3Г4З3 - третья промежуточная частота;ω CR3 = ω G4- ω Z3 is the third intermediate frequency;

φпр10Г2З3; φпр11Г4З3.φ pr10 = φ Г2З3 ; pr11 cp = φ -φ G4 P3.

Однако только напряжение uпр11(t) попадает в полосу пропускания усилителя 35 третьей промежуточной частоты. Выходное напряжение коррелятора 36 также равно нулю. Ключ 38 не открывается и ложный сигнал (помеха) uз3(t), принимаемый по третьему зеркальному каналу на частоте ωЗ3, подавляется.However, only the voltage u pr11 (t) falls into the passband of the amplifier 35 of the third intermediate frequency. The output voltage of the correlator 36 is also zero. The key 38 does not open and a false signal (interference) u s3 (t), received on the third mirror channel at a frequency ω S3 , is suppressed.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые по третьему комбинационному каналу ωk3 или четвертому комбинационному каналу ωk4 или по любому другому комбинационному каналу.Если ложные сигналы (помехи) одновременно принимаются по второму ωЗ2 и третьему ωЗ3 зеркальным каналам, то усилители 13 и 35 третьей промежуточной частоты выделяются напряженияFor a similar reason, false signals (interference) received on the third combination channel ω k3 or the fourth combination channel ω k4 or on any other combination channel are suppressed. If false signals (interference) are simultaneously received on the second ω З2 and third ω З3 mirror channels, the amplifiers 13 and 35 of the third intermediate frequency are allocated voltage

u п р 8 ( t ) = U п р 8 cos ( ω п р 3 t + ϕ п р 8 )

Figure 00000047
, u P R 8 ( t ) = U P R 8 cos ( ω P R 3 t + ϕ P R 8 )
Figure 00000047
,

u п р 11 ( t ) = U п р 11 cos ( ω п р 3 t + ϕ п р 11 )

Figure 00000048
, u P R eleven ( t ) = U P R eleven cos ( ω P R 3 t + ϕ P R eleven )
Figure 00000048
,

которые поступают на два входа коррелятора 36. На выходе последнего образуется напряжение, которое не достигает максимального значения и не превышает порогового напряжения в пороговом блоке 37. Ключ 38 не открывается и ложные сигналы (помехи), одновременно принимаемые по второму ωЗ2 и третьему ωЗ3 зеркальным каналам, подавляются. Это объясняется тем, что канальные напряжения uпр8(t) и uпр11(t) образованы разными ложными сигналами (помехами) uЗ2(t) и uЗ3(t), принимаемыми на разных частотах ωЗ2 и ωЗ3. Поэтому между ними существует слабая корреляционная связь и напряжение коррелятора 36 не достигает максимального значения и не превышает пороговый уровень Uпор в пороговом блоке 37. Кроме того, корреляционная функция R(τ) ложных сигналов (помех) не имеет ярко выраженного главного лепестка.which go to the two inputs of the correlator 36. At the output of the latter, a voltage is generated that does not reach the maximum value and does not exceed the threshold voltage in the threshold unit 37. The key 38 does not open and false signals (interference), simultaneously received on the second ω З2 and third ω З3 mirror channels are suppressed. This is because the channel voltages u pr8 (t) and u pr11 (t) are formed by different false signals (interference) u З2 (t) and u З3 (t) received at different frequencies ω З2 and ω З3 . Therefore, there is a weak correlation between them and the voltage of the correlator 36 does not reach the maximum value and does not exceed the threshold level U of the pores in the threshold block 37. In addition, the correlation function R (τ) of the false signals (interference) does not have a pronounced main lobe.

Аналогичным образом подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые одновременно по другим дополнительным каналам.False signals (interference) received simultaneously via other additional channels are likewise suppressed.

Таким образом, предлагаемые способ и система по сравнению с базовыми объектами обеспечивают измерение не только радиальной скорости и дальности спутника навигационной системы ГЛОНАСС, но и его угловые координаты (азимута и угла места), т.е. местоположение спутника навигационной системы ГЛОНАСС относительно наземного пункта контроля. При этом первую приемопередающую и две приемные антенны размещают в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают первую приемопередающую антенну, общую для первой и второй приемных антенн, размещенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно. Причем для увеличения точности пеленгации спутника навигационной системы ГЛОНАСС увеличивают относительный размер измерительных баз d1/λ и d2/λ, а возникающую при этом неоднозначность устраняют корреляционной обработкой сигналов» принимаемых указанными антеннами. Расположение приемных антенн в виде геометрического прямого угла является новым принципом фазовой пеленгации источников радиоизлучений, который имеет ряд преимуществ перед существующим методом фазовой пеленгации.Thus, the proposed method and system, in comparison with the basic objects, provides measurement not only of the radial speed and range of the satellite of the GLONASS navigation system, but also its angular coordinates (azimuth and elevation angle), i.e. the location of the satellite of the GLONASS navigation system relative to the ground control point. In this case, the first transceiver and two receiving antennas are placed in the form of a geometric right angle, at the top of which the first transceiving antenna is placed, common to the first and second receiving antennas located in the azimuth and elevation planes, respectively. Moreover, to increase the accuracy of direction finding of the satellite of the GLONASS navigation system, the relative size of the measuring bases d 1 / λ and d 2 / λ is increased, and the resulting ambiguity is eliminated by correlation processing of the signals received by the indicated antennas. The location of receiving antennas in the form of a geometric right angle is a new principle of phase direction finding of radio emission sources, which has several advantages over the existing phase direction finding method.

Использование дополнительных гетеродинов, частоты которых выбраны определенным образом, увеличивают количество дополнительных каналов приема, но одновременно создают благоприятные условия для их подавления за счет корреляционной обработки канальных напряжений.The use of additional local oscillators, the frequencies of which are selected in a certain way, increase the number of additional receiving channels, but at the same time create favorable conditions for their suppression due to the correlation processing of channel voltages.

Использование корреляторов с регулируемой временной задержкой обеспечивает не только измерение радиальной скорости и местоположения спутника навигационной системы ГЛОНАСС, но и его сопровождение при движении относительно наземного пункта контроля.The use of correlators with an adjustable time delay provides not only the measurement of the radial speed and location of the satellite of the GLONASS navigation system, but also its tracking when moving relative to the ground control point.

Использование дуплексного метода радиосвязи с применением двух частот и сложных ФМн-сигналов обеспечивает развязку по частоте и повышение помехоустойчивости канала радиосвязи. Основное достоинство используемого дуплексного метода измерения состоит в том, что в нем исключается влияние атмосферы при прохождении радиосигнала. Поэтому точность измерения в основном зависит от параметров бортового ретранслятора, типа используемого запросного сигнала и временных задержек его в аппаратуре передачи и приема.The use of the duplex radio communication method using two frequencies and complex PSK signals provides frequency isolation and increases the noise immunity of the radio channel. The main advantage of the used duplex measurement method is that it excludes the influence of the atmosphere during the passage of the radio signal. Therefore, the accuracy of the measurement mainly depends on the parameters of the onboard repeater, the type of request signal used and its time delays in the transmission and reception equipment.

Сложные ФМн-сигналы обладают высокой помехоустойчивостью, энергетической и структурной скрытностью. Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность.Complex QPSK signals have high noise immunity, energy and structural secrecy. The energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time and spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power.

Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.As a result, a complex QPSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex QPSK signal is by no means small; it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point of this region the signal power is less than the power of noise and interference.

Структурная скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.The structural secrecy of complex QPSK signals is due to the wide variety of their shapes and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing of complex QPSK signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiver.

Сложные ФМн-сигналы позволяют применять новый вид селекции -структурную селекцию. Это значит, что появляется возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.Complex QPSK signals allow the use of a new type of selection — structural selection. This means that it becomes possible to separate signals operating in the same frequency band and at the same time intervals.

Тем самым функциональные возможности известных технических решений расширены.Thus, the functionality of known technical solutions is expanded.

Claims (2)

1. Запросный способ измерения радиальной скорости и местоположения спутника навигационной системы ГЛОНАСС, заключающийся в использовании двух объектов, при этом на первом объекте запросный сигнал на частоте ωс манипулируют по фазе на 180° псевдослучайной последующей максимальной длительности, формируют тем самым сложный сигнал с фазовой манипуляцией, преобразуют его по частоте с использованием частоты ωГ1 первого гетеродина, выделяют напряжение первой промежуточной частоты ωпр1cГ11, усиливают его по мощности, излучают в эфир на частоте ω1пр1, улавливают ретранслятором второго объекта, усиливают по мощности, преобразуют по частоте с использованием частоты ωГ3 третьего гетеродина, выделяют напряжение второй промежуточной частоты ωпр2пр1Г12, усиливают по мощности, излучают в эфир на частоте ω2пр2, улавливают блоком запроса первого объекта, усиливают по мощности, преобразуют его по частоте с использованием частоты ωГ2 второго гетеродина, выделяют первое напряжение третьей промежуточной частоты
ωпр3±'ΩДГ22, умножают и делят его по фазе на два, выделяют гармоническое колебание на частоте ωпр3±'ΩД, сравнивают его по частоте с запросным сигналом на частоте ωс, выделяют доплеровскую частоту ±'ΩД и по величине и знаку доплеровской частоты определяют величину и направление радиальной скорости, одновременно сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ωс пропускают через первый блок регулируемой задержки, перемножают его с первым напряжением третьей промежуточной частоты, выделяют низкочастотное напряжение, формируя тем самым первую корреляционную функцию R1(τ), где τ - текущая временная задержка, изменением задержки τ поддерживают первую корреляционную функцию R1(τ) на максимальном уровне, фиксируют временную задержку τЗ между запросным и ретранслированным сигналом и по ее значению определяют расстояние между объектами, отличающийся тем, что в качестве первого объекта используют наземный пункт контроля, а в качестве второго объекта используют спутник навигационной системы ГЛОНАСС, при этом на наземном пункте контроля принимаемый на частоте ω2пр2 и усиленный по мощности сигнал преобразуют по частоте с использованием частоты ωГ4 четвертого гетеродина, выделяют второе напряжение третьей промежуточной частоты ωпр3±'ΩД2Г4, перемножают его с первым напряжением третьей промежуточной частоты, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное второй корреляционной функции R2(τ), сравнивают его с первым напряжением Uпор и в случае его превышения разрешают дальнейшую обработку принимаемого сигнала улавливающим сигналом на частоте ω2пр2 на две приемные антенны, усиливают его по мощности, преобразуют по частоте с использованием частоты ωГ2 второго гетеродина, выделяют третье и четвертое напряжения третьей промежуточной частоты ωпр3Г22 соответственно, перемножают их с первым напряжением третьей промежуточной частоты, пропущенным через второй и третий блоки регулируемой задержки, выделяют низкочастотные напряжения, формируя тем самым третью R3(τ) и четвертую R4(τ) корреляционные функции, изменением временной задержки поддерживают третью R3(τ) и четвертую R4(τ) корреляционные функции на максимальном уровне, фиксируют время задержки τЗ2 и τЗ3 между ретранслированными сигналами и по их значениям определяют азимут и угол места спутника навигационной системы ГЛОНАСС, причем частоты ωГ2 и ωГ4 второго и четвертого гетеродинов разносят на удвоенное значение третьей промежуточной частоты ωГ2Г4=2ωпр3 и выбирают симметричными относительно частоты ω2 принимаемого сигнала ω2Г4Г22пр3, первую приемопередающую и две приемные антенны размещают в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают первую приемопередающую антенну, общую для приемных антенн, размещенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно, на спутнике навигационной системы ГЛОНАСС принимаемый на частоте ω1пр1 и усиленный по мощности сигнал преобразуют по частоте с использованием частоты ωГ5 пятого гетеродина, выделяют пятое напряжение третьей промежуточной частоты ωпр3Г51, перемножают его с напряжением второй промежуточной частоты, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное пятой корреляционной функции R5(τ), сравнивают его с пороговым напряжением Uпор и в случае его превышения разрешают дальнейшую обработку принимаемого сигнала, причем частоты ωГ3 и ωГ5 третьего и пятого гетеродинов разносят на частоту ω1 принимаемого сигнала ωГ5Г31.
1. A request method for measuring the radial speed and satellite position of the GLONASS navigation system, which consists in using two objects, while at the first object, the request signal at a frequency ω s is manipulated by a 180 ° phase with a pseudorandom subsequent maximum duration, thereby forming a complex signal with phase manipulation , it is converted in frequency by using frequency ω r1 of the first local oscillator is isolated voltage of the first intermediate frequency pr1 ω = ω c + ω 1 = ω r1, increase its power emit in ether n frequency ω 1 = ω pr1, catch repeater second object, increase in power is converted in frequency by using frequency ω LO third G3, is isolated voltage of the second intermediate frequency ω = ω np2 pr1 G1 = ω -ω 2, increase of power emit ether at a frequency of ω 2 = ω pr2 , is caught by the request unit of the first object, amplified by power, converted by frequency using the frequency ω G2 of the second local oscillator, the first voltage of the third intermediate frequency is isolated
ω pr3 ± 'Ω D = ω G22 , multiply and divide it in phase by two, isolate harmonic oscillation at a frequency ω pr3 ±' Ω D , compare it in frequency with the interrogation signal at a frequency of ω s , isolate the Doppler frequency ± 'Ω D and the magnitude and sign of the Doppler frequency determine the magnitude and direction of the radial velocity, at the same time a complex signal with phase manipulation at a frequency ω s is passed through the first block of adjustable delay, multiplied by the first voltage of the third intermediate frequency, the low-frequency voltage is isolated, forming those m the very first correlation function R 1 (τ), where τ is the current time delay, by varying the delay τ, the first correlation function R 1 (τ) is maintained at the maximum level, the time delay τ З between the request and relay signal is fixed and the distance is determined by its value between objects, characterized in that the ground control point is used as the first object, and the satellite of the GLONASS navigation system is used as the second object, while at the ground control point taken at a frequency of ω 2 = ω pr2 and the power-amplified signal is frequency-converted using the frequency ω Г4 of the fourth local oscillator, a second voltage of the third intermediate frequency is extracted ω pr3 ± 'Ω D = ω 2G4 , it is multiplied with the first voltage of the third intermediate frequency, a low-frequency voltage proportional to the second correlation function R 2 (τ), it is compared with a first voltage U pores and in case of exceeding permit further processing of the received signal at the frequency of the combining signal ω 2 = ω np2 two receiving antennas amplify e of the power is converted in frequency by using frequency ω r2 of the second local oscillator is isolated third and fourth voltage third intermediate frequency PR3 ω = ω 2T2 respectively multiply them with the first voltage of the third intermediate frequency, passed through the second and third adjustable delay blocks , isolate low-frequency voltages, thereby forming the third R 3 (τ) and fourth R 4 (τ) correlation functions, by varying the time delay support the third R 3 (τ) and fourth R 4 (τ) correlation functions at the maximum ur On the other hand, the delay time τ З2 and τ З3 between the relayed signals is fixed and the azimuth and elevation angle of the satellite of the GLONASS navigation system are determined by their values, and the frequencies ω Г2 and ω Г4 of the second and fourth local oscillators are separated by twice the value of the third intermediate frequency ω Г2Г4 = 2ω and PR3 are selected symmetrically relative to the frequency of the received signal ω 2 ω 2T2 T4 = ω 2 = ω -ω PR3, a first transceiver and two receiving antennas arranged in a geometric right angle, the vertex of which is placed a first transceiver and tennu common to the reception antennas, placed in the azimuth and elevation planes, respectively, on the satellite navigation system GLONASS received at the frequency ω 1 = ω pr1 and the amplified power signal is converted in frequency by using frequency ω T5 fifth LO isolated fifth voltage of the third intermediate frequency ω CR3 = ω G51 , multiply it with the voltage of the second intermediate frequency, select a low-frequency voltage proportional to the fifth correlation function R 5 (τ), compare it with the threshold voltage U then and if it is exceeded, further processing of the received signal is allowed, and the frequencies ω G3 and ω G5 of the third and fifth local oscillators are spaced apart by the frequency ω 1 of the received signal ω G5G3 = ω 1 .
2. Система для измерения радиальной скорости и местоположения спутника навигационной системы ГЛОНАСС, содержащая два объекта, при этом первый объект содержит последовательно включенные задающий генератор, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом регистра сдвига, первый усилитель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилитель первой промежуточной частоты, первый усилитель мощности, первый дуплексер, вход-выход которого связан с первой приемопередающей антенной, второй усилитель мощности, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и первый усилитель третьей промежуточной частоты, последовательно включенные удвоитель фазы, делитель фазы на два, первый узкополосный фильтр, четвертый смеситель, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, второй узкополосный фильтр и измеритель частоты Доплера, последовательно подключенные к выходу фазового манипулятора первый блок регулируемой задержки, первый перемножитель, первый фильтр нижних частот и первый экстремальный регулятор, выход которого соединен с вторым входом первого блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор дальности, второй объект содержит последовательно включенные третий гетеродин, третий смеситель и усилитель второй промежуточной частоты, последовательно включенные четвертый усилитель мощности, второй дуплексер, вход-выход которого связан со второй приемопередающей антенной, и третий усилитель мощности, выход которого соединен с вторым входом третьего смесителя, отличающаяся тем, что она снабжена четвертым и пятым гетеродинами, пятым, шестым, седьмым и восьмым смесителями, вторым, третьим, четвертым и пятым усилителями третьей промежуточной частоты, вторым, третьим, четвертым и пятым корреляторами, двумя пороговыми блоками, двумя ключами, вторым и третьим перемножителями, вторым и третьим фильтрами нижних частот, вторым и третьим экстремальными регуляторами, двумя приемными антеннами, пятым и шестым усилителями мощности, указателем азимута, указателем угла места, причем к выходу второго усилителя мощности последовательно подключены пятый смеситель, второй вход которого соединен с выходом четвертого гетеродина, второй усилитель третьей промежуточной частоты, второй коррелятор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя третьей промежуточной частоты, первый пороговый блок и первый ключ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя третьей промежуточной частоты, а выход подключен к входу удвоителя фазы и к второму входу первого перемножителя, к выходу первой приемной антенны последовательно подключены пятый усилитель мощности, шестой смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, третий усилитель третьей промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого через второй блок регулируемой задержки соединен с выходом первого ключа, второй фильтр нижних частот и второй экстремальный регулятор, выход которого соединен с вторым входом второго блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен указатель азимута, к выходу второй приемной антенны последовательно подключены шестой усилитель мощности, седьмой смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, четвертый усилитель третьей промежуточной частоты, третий перемножитель, второй вход которого через третий блок регулируемой задержки соединен с выходом первого ключа, третий фильтр нижних частот и третий экстремальный регулятор, выход которого соединен со вторым входом третьего блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен указатель угла места, к выходу третьего усилителя мощности последовательно подключен восьмой смеситель, второй вход которого соединен с выходом пятого гетеродина, пятый усилитель третьей промежуточной частоты, пятый коррелятор, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, второй пороговый блок и второй ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, а выход подключен к входу четвертого усилителя мощности, в качестве первого объекта использован наземный пункт контроля, а в качестве второго объекта использован спутник навигационной системы ГЛОНАСС, первая приемопередающая антенна, первая и вторая приемные антенны размещены в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещена первая приемопередающая антенна, общая для первой и второй приемных антенн, размещенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно. 2. A system for measuring the radial velocity and satellite position of the GLONASS navigation system, containing two objects, the first object containing a serially connected master oscillator, a phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the shift register, the first amplifier, the second input of which is connected to the output of the first the local oscillator, the amplifier of the first intermediate frequency, the first power amplifier, the first duplexer, the input-output of which is connected to the first transceiver antenna, the second power amplifier, W a swarm mixer, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, and a first amplifier of the third intermediate frequency, a phase doubler in series, a phase divider into two, a first narrow-band filter, a fourth mixer, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, a second narrow-band filter and meter Doppler frequencies, serially connected to the output of the phase manipulator, the first adjustable delay unit, the first multiplier, the first low-pass filter and the first extreme controller, in the output of which is connected to the second input of the first adjustable delay unit, the range indicator is connected to the second output, the second object contains the third local oscillator, the third mixer and the second intermediate frequency amplifier, the fourth power amplifier, the second duplexer, the input-output of which is connected to a second transceiver antenna, and a third power amplifier, the output of which is connected to the second input of the third mixer, characterized in that it is equipped with a fourth and fifth heterodyne oscillators, fifth, sixth, seventh and eighth mixers, second, third, fourth and fifth amplifiers of the third intermediate frequency, second, third, fourth and fifth correlators, two threshold blocks, two keys, second and third multipliers, second and third lower filters frequencies, the second and third extreme controllers, two receiving antennas, fifth and sixth power amplifiers, azimuth indicator, elevation indicator, and the fifth mixture is connected in series to the output of the second power amplifier the second input of which is connected to the output of the fourth local oscillator, the second amplifier of the third intermediate frequency, the second correlator, the second input of which is connected to the output of the first amplifier of the third intermediate frequency, the first threshold block and the first key, the second input of which is connected to the output of the first amplifier of the third intermediate frequency and the output is connected to the input of the phase doubler and to the second input of the first multiplier, the fifth power amplifier, the sixth mixer, W are connected in series to the output of the first receiving antenna the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, the third amplifier of the third intermediate frequency, the second multiplier, the second input of which is connected through the second block of adjustable delay to the output of the first key, the second low-pass filter and the second extreme regulator, the output of which is connected to the second input of the second block of adjustable delays, to the second output of which the azimuth indicator is connected, the sixth power amplifier, the seventh mixer, the second input of the cat are connected in series to the output of the second receiving antenna the fourth amplifier of the third intermediate frequency, the third multiplier, the second input of which is connected through the third block of the adjustable delay to the output of the first key, the third low-pass filter and the third extreme regulator, the output of which is connected to the second input of the third block of the adjustable delay, to the second output of which the elevation indicator is connected, the eighth mixer is connected in series to the output of the third power amplifier, the second input of which is connected to the output of the heel the local oscillator, the fifth amplifier of the third intermediate frequency, the fifth correlator, the second input of which is connected to the output of the amplifier of the second intermediate frequency, the second threshold block and the second key, the second input of which is connected to the output of the amplifier of the second intermediate frequency, and the output is connected to the input of the fourth power amplifier, the ground control station was used as the first object, and the satellite of the GLONASS navigation system, the first transceiver antenna, the first and second receiving antennas were used as the second object enny placed as geometric right angle, the vertex of which is placed the first transceiver antenna common to the first and second receiving antennas disposed in the azimuth and elevation planes respectively.
RU2012127515/07A 2012-07-02 2012-07-02 Query-based method of measuring radial velocity and position of glonass global navigation system satellite and system for realising said method RU2518174C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012127515/07A RU2518174C2 (en) 2012-07-02 2012-07-02 Query-based method of measuring radial velocity and position of glonass global navigation system satellite and system for realising said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012127515/07A RU2518174C2 (en) 2012-07-02 2012-07-02 Query-based method of measuring radial velocity and position of glonass global navigation system satellite and system for realising said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012127515A RU2012127515A (en) 2014-01-10
RU2518174C2 true RU2518174C2 (en) 2014-06-10

Family

ID=49884133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012127515/07A RU2518174C2 (en) 2012-07-02 2012-07-02 Query-based method of measuring radial velocity and position of glonass global navigation system satellite and system for realising said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2518174C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593622C1 (en) * 2015-03-18 2016-08-10 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method of measuring radial velocity of object at its noise emission
RU2642430C1 (en) * 2017-01-09 2018-01-25 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method of distance measurement
RU2660676C1 (en) * 2017-01-17 2018-07-09 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Doppler measurement of aircraft speed
RU2692418C2 (en) * 2017-11-01 2019-06-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Spacecraft command and measuring system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2152048C1 (en) * 1998-07-28 2000-06-27 Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф. Решетнева Method for detection of position coordinates, velocity vector constituents, distance and trajectory measurements by at mobile object using navigation signals from spaceships of satellite navigation systems
RU2309431C1 (en) * 2006-02-16 2007-10-27 Вячеслав Адамович Заренков Method and device for measuring radial velocity
USRE40642E1 (en) * 1995-05-31 2009-02-17 General Electric Company Reduced-power GPS-based system for tracking multiple objects from a central location
US7567208B2 (en) * 2007-06-29 2009-07-28 Sirf Technology Holdings, Inc. Position and time determination under weak signal conditions
RU2389040C1 (en) * 2008-11-07 2010-05-10 Вячеслав Адамович Заренков Query method of measuring radial velocity and system for realising said method
RU2429503C2 (en) * 2009-09-09 2011-09-20 Вячеслав Адамович Заренков Inquiry method of measurement of radial velocity

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE40642E1 (en) * 1995-05-31 2009-02-17 General Electric Company Reduced-power GPS-based system for tracking multiple objects from a central location
RU2152048C1 (en) * 1998-07-28 2000-06-27 Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф. Решетнева Method for detection of position coordinates, velocity vector constituents, distance and trajectory measurements by at mobile object using navigation signals from spaceships of satellite navigation systems
RU2309431C1 (en) * 2006-02-16 2007-10-27 Вячеслав Адамович Заренков Method and device for measuring radial velocity
US7567208B2 (en) * 2007-06-29 2009-07-28 Sirf Technology Holdings, Inc. Position and time determination under weak signal conditions
RU2389040C1 (en) * 2008-11-07 2010-05-10 Вячеслав Адамович Заренков Query method of measuring radial velocity and system for realising said method
RU2429503C2 (en) * 2009-09-09 2011-09-20 Вячеслав Адамович Заренков Inquiry method of measurement of radial velocity

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593622C1 (en) * 2015-03-18 2016-08-10 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method of measuring radial velocity of object at its noise emission
RU2642430C1 (en) * 2017-01-09 2018-01-25 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method of distance measurement
RU2660676C1 (en) * 2017-01-17 2018-07-09 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Doppler measurement of aircraft speed
RU2692418C2 (en) * 2017-11-01 2019-06-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Spacecraft command and measuring system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012127515A (en) 2014-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2518174C2 (en) Query-based method of measuring radial velocity and position of glonass global navigation system satellite and system for realising said method
RU2365932C1 (en) Method of mobile object accurate positioning and monitoring
RU2434253C1 (en) Method to detect location of filled bioobjects or their remains and device for its realisation
RU2535653C1 (en) Clock synchronisation method and device therefor
RU2389054C1 (en) Method for collation of time scales and device for its implementation
Sun et al. Potentials and limitations of CDMA networks for combined inter-satellite communication and relative navigation
RU2631422C1 (en) Correlation-phase direction-finder
RU2623718C1 (en) Time transmission signals modem through the satellite communication duplex channel
RU2389040C1 (en) Query method of measuring radial velocity and system for realising said method
RU2309431C1 (en) Method and device for measuring radial velocity
RU2134429C1 (en) Phase direction finding method
RU2427853C1 (en) Phase direction finding method and phase direction finder for implementing said method
RU2383914C1 (en) Method of synchronising watches and device for realising said method
RU2539914C1 (en) Clock synchronisation method and device therefor
RU2613865C2 (en) Clock synchronisation method and device therefor
RU2644404C2 (en) Method of determination coordinates of unknown source of signals on earth surface in satellite communication system
RU2330305C1 (en) Phase direction-finder
RU2624634C1 (en) Method of determining speed of distribution and direction of ionospheric perturbation
RU2429503C2 (en) Inquiry method of measurement of radial velocity
RU2302645C1 (en) Elevation-time doppler method for determining coordinates of emergency object
RU2008124881A (en) REQUIRED METHOD FOR MEASURING OBJECT PARAMETERS AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2583894C2 (en) Clock synchronisation method and device therefor
RU2392704C1 (en) Method of increasing broadbandness of transceiving module of phased antenna array using signal generation through direct digital synthesis, and embodiments thereof
RU2528405C1 (en) Clock synchronisation method and device therefor
Yarlykov Optimal and Quasi-Optimal Reception of BOC Signals Based on Reassignment Algorithms in Perspective Global Navigation Satellite Systems