RU2602509C1 - Method of generating a reference signal for combined processing of signals of standard and high accuracy of glonass system - Google Patents

Method of generating a reference signal for combined processing of signals of standard and high accuracy of glonass system Download PDF

Info

Publication number
RU2602509C1
RU2602509C1 RU2015139207/07A RU2015139207A RU2602509C1 RU 2602509 C1 RU2602509 C1 RU 2602509C1 RU 2015139207/07 A RU2015139207/07 A RU 2015139207/07A RU 2015139207 A RU2015139207 A RU 2015139207A RU 2602509 C1 RU2602509 C1 RU 2602509C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
standard
signals
signal
high accuracy
reference signal
Prior art date
Application number
RU2015139207/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Станиславович Бахолдин
Денис Александрович Гаврилов
Дмитрий Александрович Леконцев
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
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 казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации, Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2015139207/07A priority Critical patent/RU2602509C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602509C1 publication Critical patent/RU2602509C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/20—Integrity monitoring, fault detection or fault isolation of space segment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radar.
SUBSTANCE: invention relates to radio location and radio navigation. This invention consists in formation of a reference signal for combined processing of signal of standard and high accuracy of GLONASS system in multi-position radar system with synthetic aperture of antenna using signals of navigation system for illuminating the Earth's surface.
EFFECT: technical result consists in increase of signal/noise ratio as a result of combined processing of signal of standard and high accuracy of the GLONASS system and fewer calculations at synthesis of a radar image of Earth's surface.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации и может быть использовано при совместном поиске и обнаружении сигналов стандартной и высокой точности системы ГЛОНАСС, а также при синтезе радиолокационных изображений в многопозиционных радиолокационных системах с синтезированной апертурой антенны, использующей сигналы навигационной системы для подсветки земной поверхности.The invention relates to the field of radar and radio navigation and can be used in the joint search and detection of signals of standard and high accuracy GLONASS systems, as well as in the synthesis of radar images in multi-position radar systems with a synthesized aperture of the antenna, using signals from the navigation system to illuminate the earth's surface.

Основной проблемой, возникающей при использовании сигналов навигационной системы для подсветки земной поверхности, является низкий уровень отраженного сигнала и, как следствие, низкое качество радиолокационного изображения.The main problem that arises when using signals from the navigation system to illuminate the earth's surface is the low level of the reflected signal and, as a result, the low quality of the radar image.

Известен способ формирования опорного сигнала в виде сигнала только высокой или только стандартной точности [1, 2]. При этом для получения радиолокационного изображения необходимо достаточно длительное время накопления отраженного сигнала, обеспечивающее требуемое отношение сигнал/шум. Использование данного способа формирования опорного сигнала для синтеза радиолокационного изображения не всегда позволяет получить изображение достаточного качества, так как время синтезирования ограничено интервалом нахождения участка земной поверхности в области диаграммы направленности реальной антенны.A known method of generating a reference signal in the form of a signal of only high or only standard accuracy [1, 2]. Moreover, to obtain a radar image, a sufficiently long accumulation time of the reflected signal is necessary, providing the required signal-to-noise ratio. Using this method of generating a reference signal for the synthesis of a radar image does not always allow to obtain an image of sufficient quality, since the synthesis time is limited by the interval of finding a portion of the earth's surface in the area of the radiation pattern of a real antenna.

Известен способ формирования опорного сигнала, обеспечивающий повышение качества радиолокационного изображения, заключающийся в формировании двух опорных вещественных сигналов стандартной и высокой точности, с использованием которых получаются два радиолокационных изображения, которые затем объединяются в одно с использованием методов поэлементного суммирования или умножения [3]. Использование такого способа формирования опорного сигнала приводит к увеличению вычислительных затрат более чем в два раза.A known method of generating a reference signal, providing improved quality of the radar image, which consists in the formation of two reference material signals of standard and high accuracy, using which two radar images are obtained, which are then combined into one using the element-wise summation or multiplication [3]. Using this method of forming a reference signal leads to an increase in computational costs by more than two times.

Рассмотренный способ формирования опорного сигнала в виде двух опорных вещественных сигналов является наиболее близким к изобретению для совместной обработки сигналов стандартной и высокой точности и выбран в качестве прототипа.The considered method of generating a reference signal in the form of two reference material signals is the closest to the invention for joint processing of signals of standard and high accuracy and is selected as a prototype.

Достигаемый технический результат заключается в увеличении отношения сигнал/шум при совместной обработке сигнала стандартной и высокой точности системы ГЛОНАСС и уменьшении количества вычислений при синтезе радиолокационного изображения земной поверхности по сравнению способом формирования двух опорных сигналов стандартной и высокой точности.The technical result achieved is to increase the signal-to-noise ratio during joint processing of the GLONASS standard and high-accuracy signal and to reduce the number of calculations in the synthesis of the radar image of the earth's surface compared to the method of generating two reference signals of standard and high accuracy.

Новизна изобретения заключается в новом подходе к способу формирования опорного сигнала в виде комплексного сигнала, вещественная компонента которого представляет собой дальномерный код высокой точности, а мнимая компонента - дальномерный код стандартной точности.The novelty of the invention lies in a new approach to the method of generating a reference signal in the form of a complex signal, the real component of which is a range finder code of high accuracy, and the imaginary component is a range finder code of standard accuracy.

Изобретательский уровень характеризуется применением известного ранее математического аппарата цифровой обработки сигналов с учетом квадратурного уплотнения сигналов высокой и стандартной точности в системе ГЛОНАСС, для решения задачи повышения отношении сигнал/шум и уменьшения вычислительных затрат на поиск, обнаружение и синтез радиолокационного изображения в многопозиционных радиолокационных системах с синтезированной апертурой антенны, использующей сигналы навигационной системы для подсветки земной поверхности.The inventive step is characterized by the use of the previously known mathematical apparatus for digital signal processing, taking into account the quadrature compaction of high and standard accuracy signals in the GLONASS system, to solve the problem of increasing the signal-to-noise ratio and reducing the computational cost of searching, detecting and synthesizing a radar image in multi-position radar systems with synthesized an aperture of an antenna that uses the signals of a navigation system to illuminate the earth's surface.

Промышленная применимость - данное изобретение является промышленно применимым при разработке перспективных многопозиционных радиолокационных систем с синтезированной апертурой антенны, использующей сигналы навигационной системы для подсветки земной поверхности.Industrial applicability - this invention is industrially applicable in the development of promising multi-position radar systems with a synthesized aperture of the antenna, using the signals of the navigation system to illuminate the earth's surface.

Проведенная экспериментальная обработка сигнала в частотном диапазоне L1 системы ГЛОНАСС с использованием предложенного способа формирования опорного сигнала подтвердила увеличение отношения сигнал/шум на 1.5 дБ при совместном обнаружении сигналов стандартной и высокой точности. На фиг. 1 приведены экспериментальные результаты раздельной обработки сигналов стандартной и высокой точности, а также результат совместной обработки сигналов в виде графиков нормированной взаимной корреляционной функции сигнала прямого распространения навигационного космического аппарата №5 системы ГЛОНАСС и соответствующих опорных сигналов. Обработка сигнала проводилась для 1000 дискретных отсчетов сигнала в частоте дискретизации 40 МГц в среде Matlab R2009a.The experimental signal processing in the frequency range L1 of the GLONASS system using the proposed method for generating the reference signal confirmed an increase in the signal-to-noise ratio by 1.5 dB with the joint detection of standard and high accuracy signals. In FIG. Figure 1 shows the experimental results of separate signal processing of standard and high accuracy signals, as well as the result of joint signal processing in the form of graphs of the normalized mutual correlation function of the direct propagation signal of the navigation spacecraft No. 5 of the GLONASS system and the corresponding reference signals. Signal processing was carried out for 1000 discrete samples of the signal at a sampling frequency of 40 MHz in a Matlab R2009a environment.

Источники информации, принятые при составлении описания и формулы изобретенияSources of information adopted in the preparation of the description and claims

1. Фатеев В.Ф., Сахно И.В. Способ получения радиолокационного изображения земной поверхности при помощи многопозиционной радиолокационной системы с синтезированной апертурой антенны. Патент №2278398. 2004 г.1. Fateev V.F., Sakhno I.V. A method of obtaining a radar image of the earth's surface using a multi-position radar system with a synthesized aperture of the antenna. Patent No. 2278398. 2004 year

2. 5. Cherniakov М., Saini R., Zuo R., Antoniou M., "Space-Surface bistatic synthetic aperture radar with global navigation satellite system transmitter of opportunity - experimental results", IET Radar, Sonar and Navigation (RSN), Vol. 1, issue 6, pp. 447-458, December, 2007.2. 5. Cherniakov M., Saini R., Zuo R., Antoniou M., "Space-Surface bistatic synthetic aperture radar with global navigation satellite system transmitter of opportunity - experimental results", IET Radar, Sonar and Navigation (RSN) , Vol. 1, issue 6, pp. 447-458, December, 2007.

3. Бахолдин B.C., Шалдаев A.B., Гаврилов Д.А. Алгоритмы формирования радиолокационных изображений земной поверхности при использовании сигналов ГЛОНАССС. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2012. Т. 55. №9. С. 24-29.3. Bakholdin B.C., Shaldaev A.B., Gavrilov D.A. Algorithms for the formation of radar images of the earth's surface using GLONASSS signals. News of higher educational institutions. Instrument making. 2012.V. 55. No. 9. S. 24-29.

Claims (1)

Способ формирования опорного сигнала для совместной обработки сигналов стандартной и высокой точности системы ГЛОНАСС, отличающийся тем, что комплексный опорный сигнал формируют из вещественной компоненты, в качестве которой используют дальномерный код высокой точности, и мнимой компоненты, в качестве которой используют дальномерный код стандартной точности. A method of generating a reference signal for joint processing of signals of standard and high accuracy of the GLONASS system, characterized in that the complex reference signal is formed from a material component, which uses a high-precision rangefinder code, and an imaginary component, which uses a standard-accuracy rangefinder code.
RU2015139207/07A 2015-09-14 2015-09-14 Method of generating a reference signal for combined processing of signals of standard and high accuracy of glonass system RU2602509C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015139207/07A RU2602509C1 (en) 2015-09-14 2015-09-14 Method of generating a reference signal for combined processing of signals of standard and high accuracy of glonass system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015139207/07A RU2602509C1 (en) 2015-09-14 2015-09-14 Method of generating a reference signal for combined processing of signals of standard and high accuracy of glonass system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2602509C1 true RU2602509C1 (en) 2016-11-20

Family

ID=57760049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015139207/07A RU2602509C1 (en) 2015-09-14 2015-09-14 Method of generating a reference signal for combined processing of signals of standard and high accuracy of glonass system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602509C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2157547C1 (en) * 1999-09-24 2000-10-10 Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского Method resolving ambiguity of phase measurements
US6603803B1 (en) * 1999-03-12 2003-08-05 Navcom Technology, Inc. Global positioning system receiver for monitoring the satellite transmissions and for reducing the effects of multipath error on coded signals and carrier phase measurements
RU2262185C1 (en) * 2004-04-23 2005-10-10 Военный университет противовоздушной обороны (ВУ ПВО) Device for forming range-finder code of standard precision of glonass system
RU2275650C1 (en) * 2004-11-19 2006-04-27 Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" Method for location of space vehicles
US7764226B1 (en) * 2006-04-07 2010-07-27 Topcon Gps, Llc Universal digital channel for receiving signals of global navigation satellite systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6603803B1 (en) * 1999-03-12 2003-08-05 Navcom Technology, Inc. Global positioning system receiver for monitoring the satellite transmissions and for reducing the effects of multipath error on coded signals and carrier phase measurements
RU2157547C1 (en) * 1999-09-24 2000-10-10 Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского Method resolving ambiguity of phase measurements
RU2262185C1 (en) * 2004-04-23 2005-10-10 Военный университет противовоздушной обороны (ВУ ПВО) Device for forming range-finder code of standard precision of glonass system
RU2275650C1 (en) * 2004-11-19 2006-04-27 Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" Method for location of space vehicles
US7764226B1 (en) * 2006-04-07 2010-07-27 Topcon Gps, Llc Universal digital channel for receiving signals of global navigation satellite systems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАХОЛДИН В.С. и др. Алгоритмы формирования радиолокационных изображений земной поверхности при использовании сигналов ГЛОНАСС. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2012, т.55, N9, с.24-29. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11105910B2 (en) Systems and methods for virtual aperature radar tracking
KR102307676B1 (en) Negative pseudo-range processing with multi-static fmcw radars
US20110148691A1 (en) Distributed Sensor SAR Processing System
Zeng et al. Space-surface bistatic SAR image enhancement based on repeat-pass coherent fusion with Beidou-2/Compass-2 as illuminators
WO2019162839A1 (en) Spoofing detection in real time kinematic positioning
US20180172836A1 (en) Method for efficiently detecting impairments in a multi-constellation gnss receiver
RU2546330C1 (en) Method for polarisation-sensitive radio monitoring of mobile objects
JP6178222B2 (en) Synthetic aperture radar apparatus and image processing method thereof
RU2524401C1 (en) Method for detection and spatial localisation of mobile objects
Rahman Focusing moving targets using range migration algorithm in ultra wideband low frequency synthetic aperture radar
CN113009483B (en) Speed measuring method, speed measuring device, computer storage medium and computer storage device
RU2571950C1 (en) Method for radio monitoring of radio-silent objects
Gomez-del-Hoyo et al. First approach on ground target detection with gps based passive radar: Experimental results
RU160453U1 (en) 3D georadiograph
RU2602509C1 (en) Method of generating a reference signal for combined processing of signals of standard and high accuracy of glonass system
Webb et al. A new differential positioning method using modulation correlation of signals of opportunity
Lazarov et al. Bistatic SAR/GISAR/FISAR geometry, signal models and imaging algorithms
RU2528391C1 (en) Method of searching for low-signature mobile objects
Zhang et al. Multi-angle fusion of SS-BiSAR images using Compass-2/Beidou-2 Satellites as opportunity illuminators
RU2672092C1 (en) Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects
CN108387891B (en) Ultra-wideband radar interference two-dimensional positioning and tracking method based on short baseline one-sending and two-receiving
RU2529523C1 (en) Ground mapping method using on-board radar set
Ma et al. Multireceiver synthetic aperture sonar Chirp scaling algorithm considering intrapulse Doppler shift
Jiang et al. Off-road obstacle sensing using synthetic aperture radar interferometry
RU2616970C1 (en) Method of glonass system signal processing with frequency division

Legal Events

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

Effective date: 20170915