Изобретение относится к радиотехнике, конкретно к системам навигации и определения внутреннего положения для получения GPS-сигналов и передачи навигационных данных. И может быть использовано в перспективных системах связи широкого назначения.The invention relates to radio engineering, specifically to navigation systems and determining the internal position for receiving GPS signals and transmitting navigation data. And it can be used in promising general-purpose communication systems.
Известны приемники сигналов спутниковых радионавигационных систем (Абросимов В.И. и др. Использование системы Navstar для определения угловой ориентации объектов. - Зарубежная радиоэлектроника, 1989, №1, с. 49; Колоколов Ю.Д., Солошек Л.К. Состояние и перспективы разработки аппаратуры линейных трактов приемников и возбудителей передатчиков. - Электросвязь, 1993, №1, с. 34), а также вариант исполнения таких приемников (патент №2110149 RU, Н04В 1/06, опубл. 27.04.1998), где в приемник сигналов, включающий в себя антенну, малошумящий усилитель, смеситель, усилитель промежуточной частоты, опорный термостатический генератор, блок комплексного преобразования сигнала, выход которого является выходом приемника, дополнительно введены входной фидер, широкополосный фильтр-преселектор, второй малошумящий усилитель, первый и второй полосовые фильтры, блок автоматической регулировки усиления и синтезатор частот. Использование заявляемого устройства позволяет принимать и обрабатывать сигналы космических радионавигационных систем "Глонасс" и "Навстар" без дублирования каналов приема, т.е. с помощью одного приемного тракта.Known receivers of signals from satellite radio navigation systems (Abrosimov V.I. et al. Using the Navstar system to determine the angular orientation of objects. - Foreign Radio Electronics, 1989, No. 1, p. 49; Kolokolov Yu.D., Soloshek L.K. Condition and Prospects for the development of equipment for linear paths of receivers and exciters of transmitters. - Telecommunications, 1993, No. 1, p. 34), as well as an embodiment of such receivers (patent No. 2110149 RU, Н04В 1/06, publ. 04/27/1998), where in the receiver Signals, including antenna, low noise amplifier, mixer, amplifier frequency, reference thermostatic generator, a complex signal conversion unit, the output of which is the output of the receiver, an input feeder, a broadband filter preselector, a second low-noise amplifier, first and second bandpass filters, an automatic gain control unit and a frequency synthesizer are additionally introduced. Using the inventive device allows you to receive and process signals from the space radio navigation systems "Glonass" and "Navstar" without duplication of the reception channels, i.e. using one receiving path.
Также известен приемник прямого преобразования, содержащий узел управления, последовательно соединенные преселектор, усилитель, аттенюатор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) (патент №3506562 JP, Н04В 1/30, опубл. 04.11.2004). Данный цифровой приемник обеспечивает стабильность параметров обработки, возможность автоматической адаптации к условиям приема и характеру сигнала. Недостатком данного приемного устройства является узкий динамический диапазон и низкое быстродействие при перестройке частоты настройки.Also known is a direct conversion receiver containing a control unit, a serially connected preselector, amplifier, attenuator and analog-to-digital converter (ADC) (JP patent No. 3506562, 1/04, publ. 04.11.2004). This digital receiver provides stability of processing parameters, the ability to automatically adapt to the conditions of reception and the nature of the signal. The disadvantage of this receiving device is the narrow dynamic range and low speed when tuning the tuning frequency.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является приемник прямого цифрового преобразования (патент №93604 RU, Н04В 1/06, опубл. 27.04.2010), содержащий узел управления, последовательно соединенные преселектор, усилитель, аттенюатор и аналого-цифровой преобразователь. В него введены последовательно соединенные опорный генератор, цифровой синтезатор, второй аттенюатор и ключ, выход которого подключен к входу преселектора, последовательно соединенные цифровой фильтр и интерфейс, которые включены между выходом аналого-цифрового преобразователя и входом узла управления, причем второй выход опорного генератора подключен ко второму входу аналого-цифрового преобразователя, а второй выход цифрового фильтра подключен ко второму входу узла управления, при этом управляющий выход узла через шину управления соединен с управляющими входами обоих аттенюаторов, цифрового синтезатора, ключа, преселектора и цифрового фильтра.Closest to the proposed technical solution is a direct digital conversion receiver (patent No. 93604 RU, Н04В 1/06, publ. 04/27/2010) containing a control unit, a series-connected preselector, amplifier, attenuator and analog-to-digital converter. A series-connected reference generator, a digital synthesizer, a second attenuator and a key, the output of which is connected to the preselector input, a series-connected digital filter and an interface, which are connected between the output of the analog-to-digital converter and the input of the control unit, are introduced into it, and the second output of the reference generator is connected to the second input of the analog-to-digital converter, and the second output of the digital filter is connected to the second input of the control node, while the control output of the node through the control bus oedinen to control inputs of both attenuators digital synthesizer, a key selector and a digital filter.
Недостатком устройства-прототипа является невозможность работы в условиях воздействия широкополосных помех, создаваемых радиооборудованием судна, а также отсутствие ресурса по дальнейшей модернизации и интеграции в судовые информационные сети.The disadvantage of the prototype device is the inability to work under the influence of broadband interference caused by the radio equipment of the vessel, as well as the lack of resources for further modernization and integration into ship information networks.
Предлагаемое техническое решение позволит устранить эти недостатки. Технический результат изобретения - расширение арсенала технических средств.The proposed technical solution will eliminate these disadvantages. The technical result of the invention is the expansion of the arsenal of technical means.
Технический результат достигается следующим образом. В приемнике системы НАВДАТ, содержащем антенну, преселектор, аналого-цифровой преобразователь, цифровой фильтр, согласно изобретению дополнительно введена антенна Глонасс/GPS. Антенна выполнена магнитной коротковолновой (KB) узкополосной двухдиапазонной. Преселектор выполнен с введенной схемой защиты. Демодулятор цифровой обработки включает аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и программируемую логически интегральную схему (ПЛИС), выполняющую функции фильтрации и демодуляции. Также приемник системы НАВДАТ включает контроллер приема, приемник глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС), файловый демультиплексор, автономный монитор и судовую сеть, причем выход магнитной KB-антенны соединен со входом преселектора, выход которого соединен со входом демодулятора цифровой обработки, три выхода которого соединены со входом контроллера приема, первый выход которого подключен к выходу приемника ГНСС, вход которого соединен с антенной Глонасс/GPS, а второй выход соединен со входом файлового демультиплексора, первый выход которого соединен с автономным монитором, а второй выход соединен с судовой сетью.The technical result is achieved as follows. In the receiver of the NAVDAT system, comprising an antenna, a preselector, an analog-to-digital converter, a digital filter, according to the invention, a Glonass / GPS antenna is additionally introduced. The antenna is made of magnetic short-wave (KB) narrow-band dual-band. The preselector is made with the introduced protection circuit. The digital processing demodulator includes an analog-to-digital converter (ADC) and a programmable logic integrated circuit (FPGA) that performs filtering and demodulation functions. The NAVDAT system receiver also includes a reception controller, a global navigation satellite system (GNSS) receiver, a file demultiplexer, an autonomous monitor and a ship network, the output of the magnetic KB antenna being connected to the input of the preselector, the output of which is connected to the input of the digital processing demodulator, the three outputs of which are connected with the input of the reception controller, the first output of which is connected to the output of the GNSS receiver, the input of which is connected to the Glonass / GPS antenna, and the second output is connected to the input of the file demultiplexer, p rvy whose output is connected with an independent monitor, and a second output connected to the ship's network.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства, содержащая антенну 1, преселектор 2, демодулятор цифровой обработки 3, включающий АЦП 4 и ПЛИС 5, контроллер приема 6, приемник ГНСС 7, антенну Глонасс/GPS 8, файловый демультиплексор 9, автономный монитор 10, судовую сеть 11.Figure 1 presents a diagram of the proposed device containing an antenna 1, a selector 2, a digital processing demodulator 3, including an ADC 4 and an FPGA 5, a reception controller 6, a GNSS receiver 7, a Glonass / GPS 8 antenna, a file demultiplexer 9, a standalone monitor 10, ship network 11.
Предложенное устройство работает следующим образом. Принимаемый сигнал принимается двухдиапазонной резонансной приемной антенной 1 (диапазоны частот 500 кГц и 4029 МГц). С антенного входа приемника (на фиг.1 не показан) сигнал поступает на преселектор 2, в котором производится предварительная фильтрация сигнала. Частично отфильтрованный сигнал с выхода преселектора 2 подается на сигнальный вход АЦП 4, где происходит его аналого-цифровое преобразование; затем оцифрованный сигнал поступает на вход ПЛИС 5, в которой выбирается алгоритм демодуляции и выделяется полезная информация, а также производится дополнительная узкополосная фильтрация. Демодулированный сигнал через контроллер приема 6 поступает в демультиплексор 9, а далее на выход устройства в интегрированную судовую сеть 11 для вывода информации конечным пользователям. Возможно также подключение автономного монитора 10.The proposed device operates as follows. The received signal is received by a dual-band resonant receiving antenna 1 (frequency ranges 500 kHz and 4029 MHz). From the antenna input of the receiver (not shown in FIG. 1), the signal enters preselector 2, in which the signal is pre-filtered. The partially filtered signal from the output of the preselector 2 is fed to the signal input of the ADC 4, where its analog-to-digital conversion occurs; then the digitized signal is fed to the FPGA 5 input, in which the demodulation algorithm is selected and useful information is extracted, and additional narrow-band filtering is also performed. The demodulated signal through the reception controller 6 enters the demultiplexer 9, and then to the output of the device into the integrated shipboard network 11 for outputting information to end users. It is also possible to connect a standalone monitor 10.
Предлагаемый приемник обеспечивает возможность одновременной работы в системах НАВТЕКС и НАВДАТ в условиях сложной электромагнитной обстановки, а также обеспечивает интеграцию в глобальные сети широкополосного обмена морскими навигационными данными.The proposed receiver provides the possibility of simultaneous operation in NAVTEX and NAVDAT systems in difficult electromagnetic environments, and also provides integration into global networks of broadband exchange of marine navigation data.
