RU2616970C1 - Способ обработки сигнала системы ГЛОНАСС с частотным разделением - Google Patents

Способ обработки сигнала системы ГЛОНАСС с частотным разделением Download PDF

Info

Publication number
RU2616970C1
RU2616970C1 RU2016102735A RU2016102735A RU2616970C1 RU 2616970 C1 RU2616970 C1 RU 2616970C1 RU 2016102735 A RU2016102735 A RU 2016102735A RU 2016102735 A RU2016102735 A RU 2016102735A RU 2616970 C1 RU2616970 C1 RU 2616970C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
signal
navigation
spacecraft
glonass system
Prior art date
Application number
RU2016102735A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Станиславович Бахолдин
Денис Александрович Гаврилов
Евгений Андреевич Ткачев
Дмитрий Александрович Леконцев
Владимир Анатольевич Добриков
Владимир Алексеевич Авдеев
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего 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 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 образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2016102735A priority Critical patent/RU2616970C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2616970C1 publication Critical patent/RU2616970C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • 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
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации. Сущность изобретения заключается в совместной обработке сигналов двух навигационных космических аппаратов с различными литерами несущих частот в одном канале аппаратуры приема сигналов системы ГЛОНАСС. Достигаемый технический результат заключается в повышении разрешающей способности и точности оценки времени задержки сигнала за счет расширения полосы сигнала, принимаемого одновременно от двух космических аппаратов с различными литерами, и соответствующего сужения главного максимума корреляционной функции. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации и может быть использовано при оценке времени задержки распространения сигнала от навигационного космического аппарата до аппаратуры потребителя, а также при синтезе радиолокационного изображения в многопозиционной радиолокационной системе с синтезированной апертурой антенны, использующей сигнал навигационной системы для подсветки земной поверхности.
Главным фактором, ограничивающим разрешающую способность и точность оценки времени задержки сигнала, является ширина полосы и слабый уровень принимаемого сигнала навигационного спутника.
Известен способ корреляционного приема сигнала системы ГЛОНАСС с частотным разделением [1, 2], когда для обработки сигнала каждого спутника используется отдельный коррелятор, на первый вход которого подается сигнал одного спутника, прогетеродинированный частотой гетеродина с учетом номера литера несущей частоты в используемом частотном диапазоне L1 или L2, а на второй вход коррелятора подается опорный сигнал в виде дальномерного кода стандартной или высокой точности, сформированный с учетом ожидаемого значения задержки сигнала и доплеровского сдвига частоты. На выходе коррелятора формируется взаимнокорреляционная функция принимаемого и опорного сигналов, ширина корреляционного максимума которой обратно пропорциональна полосе частот принимаемого сигнала.
Известен способ бескодового приема сигналов спутниковых навигационных систем [2, 3], при котором принимаемый сигнал навигационного спутника гетеродинируется и затем умножается сам на себя. В результате все модуляции исключаются, происходит удвоение частоты и обеспечивается возможность слежения за доплеровским сдвигом и фазой сигнала.
Первый рассмотренный способ корреляционной обработки сигнала системы ГЛОНАСС является наиболее близким по п. 1 формулы изобретения для совместной обработки сигналов двух спутников и выбран в качестве прототипа.
Достигаемый технический результат заключается в увеличении отношения сигнал/шум, повышении разрешающей способности и точности оценки времени задержки сигнала за счет расширения полосы сигнала, принимаемого одновременно от двух космических аппаратов с различными литерами, и соответствующего сужения главного максимума корреляционной функции.
Новизна изобретения заключается в новом подходе к способу приема сигнала системы ГЛОНАСС, при котором сигналы двух спутников с частотным разделением рассматриваются и обрабатываются как единый сигнал, полоса которого шире полосы сигнала каждого спутника на величину межлитерного смещения несущей частоты одного спутника относительно другого.
Изобретательский уровень характеризуется применением известного ранее математического аппарата цифровой обработки сигналов с учетом метода частотного уплотнения сигналов и высокой степени частотно-временной синхронизации навигационных сигналов в системе ГЛОНАСС, для решения задачи повышения отношения сигнал/шум, разрешающей способности и точности оценки времени задержки распространения сигнала.
Промышленная применимость - данное изобретение является промышленно применимым при разработке перспективных образцов навигационной аппаратуры потребителя и многопозиционных радиолокационных систем с синтезированной апертурой антенны, использующей сигналы навигационной системы для подсветки земной поверхности.
Проведенная экспериментальная обработка сигналов спутников с литерами -1 и 3 в частотном диапазоне L1 системы ГЛОНАСС с использованием предложенного способа корреляционной обработки подтвердила повышение разрешающей способности и точности оценки времени задержки сигнала. На фиг. 1 приведены спектральные плотности средней мощности (СПМ) сигналов для каждого навигационного космического аппарата отдельно и совместная спектральная плотность средней мощности для аппаратов с литерами -1 и 3, которые показывают, что ширина спектра увеличилась приблизительно в 4 раза. На фиг. 2 приведены графики взаимно-корреляционных функций сигналов для каждого навигационного космического аппарата отдельно и взаимно-корреляционных функций совместного сигнала аппаратов с литерами -1 и 3, которые показывают, что ширина главного максимума уменьшилась в 9 раз. Обработка проводилась в среде Matlab R2009a с использованием реального сигнала, записанного 13 марта 2015 года в 10 часов 02 минуты 28 секунд с частотой дискретизации 40 МГц.
Примечание:
Источники информации
1. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / под. ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. М.: Радиотехника, 2010.
2. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. В 2 т. - М.: ФГУП «Картгеоцентр», 2005.
3. Латюк А.Ф., Дубинко Ю.С. Способ и устройство бескодового приема сигналов спутниковых навигационных систем. Патент на изобретение RU №2363099.

Claims (2)

  1. Способ обработки навигационных сигналов космических аппаратов системы ГЛОНАСС с частотным разделением, использующий способ корреляционной обработки, отличающийся тем, что на первый вход коррелятора подают принимаемый навигационный сигнал, прогетеродинированный частотой гетеродина, равной частоте нулевого литера соответствующего диапазона L1 или L2, а на второй вход коррелятора подают опорный сигнал Snm(t), сформированный для каждой пары спутников с литерами несущей частоты n и m, путем суммирования двух дальномерных кодов G(t), смещенных во временной области на ожидаемые задержки сигнала tn и tm, а в частотной области на величину соответствующего литерного смещения частоты fn и fm и прогнозируемую частоту доплеровского смещения fДn и fДm, математическое представление которого имеет следующий вид:
  2. Snm(t)=G(t-tn)ехр(2рi(fn+fДn)t)+G(t-tm)ехр(2рi(fm+fДm)t).
RU2016102735A 2016-01-27 2016-01-27 Способ обработки сигнала системы ГЛОНАСС с частотным разделением RU2616970C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016102735A RU2616970C1 (ru) 2016-01-27 2016-01-27 Способ обработки сигнала системы ГЛОНАСС с частотным разделением

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016102735A RU2616970C1 (ru) 2016-01-27 2016-01-27 Способ обработки сигнала системы ГЛОНАСС с частотным разделением

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2616970C1 true RU2616970C1 (ru) 2017-04-19

Family

ID=58642730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016102735A RU2616970C1 (ru) 2016-01-27 2016-01-27 Способ обработки сигнала системы ГЛОНАСС с частотным разделением

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616970C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686660C1 (ru) * 2018-01-25 2019-04-30 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Способ и устройство для нелинейного уплотнения навигационного сигнала ГЛОНАСС

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0501829A1 (en) * 1991-02-28 1992-09-02 Texas Instruments Incorporated System and method for a digital navigation satellite receiver
RU2180125C1 (ru) * 2000-09-25 2002-02-27 Дочернее государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр спутниковых координатно-временных технологий "КОТЛИН" Федерального государственного унитарного предприятия "Российский институт радионавигации и времени" Цифровой генератор для цифровых следящих систем корреляционной обработки сигналов
US6873910B2 (en) * 2002-10-22 2005-03-29 Qualcomm Incorporated Procedure for searching for position determination signals using a plurality of search modes
WO2005086459A1 (en) * 2004-02-06 2005-09-15 Sirf Technology, Inc. Host based satellite positioning methods and systems
RU2280260C1 (ru) * 2004-12-06 2006-07-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" Устройство для приема сигналов спутниковых радионавигационных систем
RU155151U1 (ru) * 2015-03-23 2015-09-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" Устройство для приема и обработки сигналов глобальных навигационных спутниковых систем
RU155152U1 (ru) * 2015-04-07 2015-09-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" Устройство для навигационно-временных определений по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0501829A1 (en) * 1991-02-28 1992-09-02 Texas Instruments Incorporated System and method for a digital navigation satellite receiver
RU2180125C1 (ru) * 2000-09-25 2002-02-27 Дочернее государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр спутниковых координатно-временных технологий "КОТЛИН" Федерального государственного унитарного предприятия "Российский институт радионавигации и времени" Цифровой генератор для цифровых следящих систем корреляционной обработки сигналов
US6873910B2 (en) * 2002-10-22 2005-03-29 Qualcomm Incorporated Procedure for searching for position determination signals using a plurality of search modes
WO2005086459A1 (en) * 2004-02-06 2005-09-15 Sirf Technology, Inc. Host based satellite positioning methods and systems
RU2280260C1 (ru) * 2004-12-06 2006-07-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" Устройство для приема сигналов спутниковых радионавигационных систем
RU155151U1 (ru) * 2015-03-23 2015-09-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" Устройство для приема и обработки сигналов глобальных навигационных спутниковых систем
RU155152U1 (ru) * 2015-04-07 2015-09-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" Устройство для навигационно-временных определений по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686660C1 (ru) * 2018-01-25 2019-04-30 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Способ и устройство для нелинейного уплотнения навигационного сигнала ГЛОНАСС

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7839914B2 (en) Method and apparatus for channel estimation to electro-magnetic wave multi path between sender and receiver by using chirp signal
US9319097B2 (en) Method for generating binary offset carrier correlation function based on local signals, apparatus for tracking binary offset carrier signal, and spread spectrum signal receiver system
US9172524B2 (en) Method of generating unambiguous correlation function for TMBOC (6,1,4/33)signal based on partial correlation functions, apparatus for tracking TMBOC signal, and satellite navigation signal receiver system using the same
JP2003533937A (ja) コード位相トラッキング方法及び受信機
JP5606097B2 (ja) パッシブレーダ装置
US5036330A (en) Ranging system using correlation between two spread spectrum wave signals
US20090213912A1 (en) Multipath mitigation gnss receiver
KR19990036303A (ko) 거리 측정에 사용되는 스프레드 스펙트럼 수신기에서의 다중 경로 에러를 감소시키는 수신기 및 방법
US9350413B2 (en) Method for generating unambiguous correlation function for CBOC(6,1,1/11) signal based on multi stage composition of partial correlation functions, apparatus for tracking CBOC signals and satellite navigation signal receiver system
US20150222415A1 (en) Method for generating unambiguous correlation function for tmboc(6,1,4/33) signal based on equally split partial correlation functions, apparatus for tracking tmboc signals and satellite navigation signal receiver system
KR101847766B1 (ko) 사인 위상 boc 신호에 대한 비모호 추적 방법 및 사인 위상 boc 신호에 대한 비모호 추적 장치
US11546083B2 (en) Method, system and apparatus for time and frequency synchronization for high speed moving platforms
RU2616970C1 (ru) Способ обработки сигнала системы ГЛОНАСС с частотным разделением
Dovis et al. High sensitivity techniques for GNSS signal acquisition
KR101812323B1 (ko) 사인 위상 boc 신호를 추적하는 방법 및 사인 위상 boc 신호 추적 장치
KR101863235B1 (ko) 코사인 위상 boc 신호를 추적하는 방법 및 코사인 위상 boc 신호에 대한 추적 장치
KR101838402B1 (ko) Tmboc 신호를 추적하는 방법 및 tmboc 신호 추적 장치
Yang et al. Coherent combining and long coherent integration for BOC signal acquisition under strong interference
Hao et al. Research on Tracking Algorithm of Beidou B1C Signal
KR100906755B1 (ko) Ｇｎｓｓ에서의 이중 셀을 이용한 탐색 장치 및 방법
Ye et al. Study of SAR imaging with COMPASS signal
KR101838403B1 (ko) AltBOC 신호를 추적하는 방법 및 AltBOC 신호 추적 장치
KR100727653B1 (ko) Ｇｐｓ 수신기의 빠른 신호 획득 방법 및 이를 위한 이중주파수 상관기
US9857477B2 (en) Method for generating unambiguous correlation function for CBOC (6,1,1/11) signal based on partial correlation functions, apparatus for tracking CBOC signals and satellite navigation signal receiver system
Zhang et al. A fast acquisition algorithm based on FFT for BOC modulated signals

Legal Events

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

Effective date: 20180128