RU2660126C1 - Способ формирования группового навигационного сигнала ГЛОНАСС - Google Patents
Способ формирования группового навигационного сигнала ГЛОНАСС Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660126C1 RU2660126C1 RU2017133048A RU2017133048A RU2660126C1 RU 2660126 C1 RU2660126 C1 RU 2660126C1 RU 2017133048 A RU2017133048 A RU 2017133048A RU 2017133048 A RU2017133048 A RU 2017133048A RU 2660126 C1 RU2660126 C1 RU 2660126C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- group
- signals
- navigation
- code
- Prior art date
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
-
- 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
- G01S19/32—Multimode operation in a single same satellite system, e.g. GPS L1/L2
-
- 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
- G01S19/33—Multimode operation in different systems which transmit time stamped messages, e.g. GPS/GLONASS
-
- 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
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/43—Determining position using carrier phase measurements, e.g. kinematic positioning; using long or short baseline interferometry
- G01S19/44—Carrier phase ambiguity resolution; Floating ambiguity; LAMBDA [Least-squares AMBiguity Decorrelation Adjustment] method
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системам формирования сигнала спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС, а именно к средствам управления передачей и её коррекцией. Техническим результатом является уменьшение погрешностей формирования сигнала посредством цифрового формирования групповых навигационных радиосигналов диапазонов L1, L2, которые излучаются одной антенной. Способ формирования группового навигационного сигнала ГЛОНАСС включает формирование навигационных сигналов с кодовым и частотным разделением в диапазонах L1, L2 и сигнала с кодовым разделением L3, их усиление и излучение через одну антенну, при котором сигналы в диапазонах L1, L2 с кодовым и частотным разделением суммируются на входе усилителя мощности, при этом образуется суммарный сигнал, имеющий амплитудную модуляцию, далее групповой сигнал синтезируют методом оптимального выравнивания, для этого все сигналы представляются в комплексной форме, далее сигнал преобразуется в выравнивателе, который исключает амплитудную модуляцию и в основе которого лежит преобразование комплексного сигнала в соответствии с определением функции sign:
далее конвертер переносит групповой сигнал на несущую частоту. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к системам формирования сигнала спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС, а именно к средствам управления передачей сигнала и его коррекции.
Из уровня техники известны способы формирования навигационного сигнала ГЛОНАСС, в частности способ формирования группового сигнала ГЛОНАСС (см. статья А.Ю.Середа, К.В. Детюк «Бортовой информационно-навигационный комплекс КА «ГЛОНАСС-К». Инженерный вестник Дона №3, том.21, 2012, стр.115-119, Издательство Северо-Кавказский научный центр высшей школы федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования Южный федеральный университет) [1] при помощи которого осуществляется формирование и излучение навигационных сигналов с частотным разделением в диапазонах L1, L2, а именно сигналов с открытым доступом L1OF, L2OF, и сигналов с санкционированным доступом L1SF, L2SF, также при помощи него осуществляется формирование и излучение навигационного сигнала с кодовым подразделением в диапазоне L3, а именно сигнала с открытым доступом L3OC.
Недостатком указанного в качестве наиболее близкого аналога способа [1] является то, что при помощи него невозможно формировать и излучать сигнал с кодовым разделением в диапазонах L1, L2, что порождает дополнительные взаимные задержки между формируемыми сигналами с частотным и кодовым разделением, приводя к погрешности формирования сигнала.
Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение уменьшения погрешностей формирования сигнала посредством цифрового формирования групповых навигационных радиосигналов диапазонов L1, L2, которые излучаются одной антенной.
Технический результат достигается за счет создания способа формирования группового навигационного сигнала ГЛОНАСС включающего формирование навигационных сигналов с кодовым и частотным разделением в диапазонах L1, L2 и сигнала с кодовым разделением L3, их усиление и излучение через одну антенну, при котором сигналы в диапазонах L1, L2 с кодовым и частотным разделением суммируются на входе усилителя мощности, при этом образуется суммарный сигнал, имеющий амплитудную модуляцию, далее групповой сигнал синтезируют методом оптимального выравнивания, для этого все сигналы представляются в комплексной форме, далее сигнал преобразуется в выравнивателе, который исключает амплитудную модуляцию и в основе которого лежит преобразование комплексного сигнала в соответствии с определением функции sign:
далее конвертер переносит групповой сигнал на несущую частоту.
В частном варианте выполнения для комплексных чисел используют следующую аппроксимацию для вычисления :
где I и Q являются скалярными значениями действительной и мнимой частей комплексного числа x.
В другом частном варианте выполнения для комплексных чисел используют следующую аппроксимацию для вычисления :
где I и Q являются скалярными значениями действительной и мнимой части комплексного числа x.
Заявленное изобретение проиллюстрировано следующими схемами:
Фиг.1 –структурная схема формирователя группового навигационного сигнала ГЛОНАСС.
Фиг. 2–схема формирования выровненного сигнала.
На чертежах обозначено следующее:
1 - Бортовое синхронизирующее устройство;
2 - Цифровой формирователь навигационного радиосигнала L1 с частотным и кодовым разделениями;
3 - Цифровой формирователь навигационного радиосигнала L2 с частотным и кодовым разделениями;
4 - Цифровой формирователь навигационного радиосигнала L3 с кодовым разделениями;
5 - Усилитель мощности;
6 - Режекторный фильтр;
7 - Триплексер;
8 - Антенна.
Заявленный способ формирования группового навигационного сигнала ГЛОНАСС может быть реализован следующим образом.
Общая ширина полосы, в которой расположены все навигационные сигналы системы ГЛОНАСС, составляет более 400 МГц. Для формирования сигналов ГЛОНАСС предлагается формировать и усиливать групповые сигналы в каждом частотном диапазоне по отдельности.
Заявленный способ реализуется посредством излучения сигнала через одну антенну и базируется на принципиально новом методе формирования группового навигационного сигнала, объединяющего кодовые и частотные радиосигналы, характеризующегося неглубокой амплитудной модуляцией и незначительными энергетическими потерями (фиг.1).
Метод формирования группового радиосигнала, объединяющего сигналы с кодовым и частотным разделениями, рассматривается на примере радиосигнала диапазона L1 как наиболее сложного. Спектры сигналов перекрываются, поэтому сложить их на входе антенны после УМ без потерь мощности невозможно.
Для минимизации потерь сигналы суммируются на входе УМ. При этом образуется суммарный сигнал, имеющий амплитудную модуляцию. При отношении мощностей кодового и частотного сигналов 2:1 отношение максимальной амплитуды к минимальной будет равно 6. Следовательно, усилитель мощности должен иметь линейную амплитудную характеристику в диапазоне 16 дБ. Такой усилитель будет иметь КПД не лучше 20 процентов.
Теоретически показано, что синтезированный методом оптимального выравнивания суммарный групповой сигнал обеспечивает минимум потерь мощности формируемого сигнала. Групповой сигнал с неглубокой амплитудной модуляцией (АМ) может быть реализован ценой потери мощности не более 20%. Необходимо оценить, какие искажения и потери возникнут при аппаратной реализации метода на реальных схемах с учётом ограничений по быстродействию и разрядности цифроаналоговых устройств.
Основные операции происходят в преобразователе, который убирает АМ, и конвертере, который переносит групповой сигнал на несущую частоту. Все сигналы представляются в комплексной форме. Преобразователь, далее называемый выравнивателем, построенный на ПЛИС, должен свести АМ к минимуму, сохранив структуру обоих сигналов. Естественно, при этом возникнут комбинационные составляющие сигнала как следствие нелинейного преобразования. Спектр этих составляющих будет накладываться на спектр основных сигналов. Поэтому при усилении группового сигнала в УМ часть мощности перераспределится на них. Отсюда следует первый критерий оптимизации структуры выравнивателя – минимизация потерь. При преобразовании сигнала в конвертере может возникнуть второй источник потерь – зеркальный канал, который при невысокой частоте Fпч, может оказаться в полосе пропускания УМ. Поэтому структура конвертера в сочетании с выравнивателем должна обеспечить подавление зеркального канала не менее 23 дБ, чтобы потери на зеркальный канал были менее 1%.
После прохождения группового сигнала через УМ отношение может измениться, если после выравнивателя останется какая-то амплитудная модуляция. Степень изменения будет зависеть от глубины остаточной модуляции.
Рассмотрим схему формирования выровненного сигнала (фиг.2), в основе которой лежит преобразование комплексного сигнала x в соответствии с определением функции sign:
При реализации такой схемы выравнивания сигналов возможна проблема, связанная с вычислительной сложностью операции sign для комплексных чисел. Для этой цели предлагается использовать следующую аппроксимацию для вычисления :
Величины I и Q являются скалярными значениями действительной и мнимой частей комплексного числа x. Таким образом, модуль этих величин определяется простой операцией отброса знака.
В этом случае вычислительную трудность будет представлять операция вычисления квадратного корня. Эту операцию, как и операцию деления, можно выполнять табличным способом.
Предложенный способ формирования группового навигационного сигнала ГЛОНАСС позволяет решить задачу использования метода цифрового формирования групповых навигационных радиосигналов диапазонов L1 и L2, которые можно излучать одной антенной, уменьшить погрешность измерений, повысить пропускную способность межспутниковой радиолинии, совершенствовать радиосигнал межспутниковой радиолинии и аппаратуру приёма сигнала, что обеспечивает повышение скорости передачи по радиолинии в несколько раз.
Claims (9)
1. Способ формирования группового навигационного сигнала ГЛОНАСС, включающий формирование навигационных сигналов с кодовым и частотным разделением в диапазонах L1, L2 и сигнала с кодовым разделением L3, их усиление и излучение через одну антенну, при котором сигналы в диапазонах L1, L2 с кодовым и частотным разделением суммируются на входе усилителя мощности, при этом образуется суммарный сигнал, имеющий амплитудную модуляцию, далее групповой сигнал синтезируют методом оптимального выравнивания, для этого все сигналы представляются в комплексной форме, далее сигнал преобразуется в выравнивателе, который исключает амплитудную модуляцию и в основе которого лежит преобразование комплексного сигнала в соответствии с определением функции sign:
далее конвертер переносит групповой сигнал на несущую частоту.
где I и Q являются скалярными значениями действительной и мнимой части комплексного числа x.
где I и Q являются скалярными значениями действительной и мнимой частей комплексного числа x.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017133048A RU2660126C1 (ru) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | Способ формирования группового навигационного сигнала ГЛОНАСС |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017133048A RU2660126C1 (ru) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | Способ формирования группового навигационного сигнала ГЛОНАСС |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2660126C1 true RU2660126C1 (ru) | 2018-07-05 |
Family
ID=62815730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017133048A RU2660126C1 (ru) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | Способ формирования группового навигационного сигнала ГЛОНАСС |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2660126C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2142201C1 (ru) * | 1993-11-01 | 1999-11-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Передача сигналов с переменной скоростью в системе связи с расширенным спектром с использованием группового кодирования |
RU2146378C1 (ru) * | 1999-04-27 | 2000-03-10 | Закрытое акционерное общество "Фирма "КОТЛИН" | Интегрированный приемник сигналов спутниковых радионавигационных систем |
US20100073226A1 (en) * | 2007-03-22 | 2010-03-25 | Patrick Henkel | Method For Processing A Set Of Signals Of A Global Navigation Satellite System With At Least Three Carriers |
RU123976U1 (ru) * | 2012-03-26 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Имитатор навигационных радиосигналов |
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 |
US20170139053A1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-18 | Open Joint Stock Company Research and Development Center "Electronic Information Computation Systems | Simultaneous signal reception device of different satellite navigation systems |
-
2017
- 2017-09-22 RU RU2017133048A patent/RU2660126C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2142201C1 (ru) * | 1993-11-01 | 1999-11-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Передача сигналов с переменной скоростью в системе связи с расширенным спектром с использованием группового кодирования |
RU2146378C1 (ru) * | 1999-04-27 | 2000-03-10 | Закрытое акционерное общество "Фирма "КОТЛИН" | Интегрированный приемник сигналов спутниковых радионавигационных систем |
US20100073226A1 (en) * | 2007-03-22 | 2010-03-25 | Patrick Henkel | Method For Processing A Set Of Signals Of A Global Navigation Satellite System With At Least Three Carriers |
RU123976U1 (ru) * | 2012-03-26 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Имитатор навигационных радиосигналов |
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 |
US20170139053A1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-18 | Open Joint Stock Company Research and Development Center "Electronic Information Computation Systems | Simultaneous signal reception device of different satellite navigation systems |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2924938B1 (en) | Method and system for updating multi-frequency-band pre-distortion coefficient lookup table | |
EP3176951A1 (en) | Passive inter-modulation (pim) interference cancellation method for radio frequency module and relevant apparatus | |
US7091778B2 (en) | Adaptive wideband digital amplifier for linearly modulated signal amplification and transmission | |
CN105556860A (zh) | 用于非线性数字自干扰消除的系统以及方法 | |
US20120319885A1 (en) | System for processing data streams | |
JP2014220812A (ja) | マルチポート増幅器を較正する方法、このような方法の実装を可能にするマルチポート増幅器、およびこのような増幅器を備える衛星 | |
US20050226340A1 (en) | Electromagnetic wave transmitter, receiver and transceiver systems, methods and articles of manufacturre | |
US20170317686A1 (en) | Signal modulation for radiofrequency communications | |
EP2537255A1 (en) | Apparatus and method for converting an analog time domain signal into a digital frequency domain signal, and apparatus and method for converting an analog time domain signal into a digital time domain signal | |
US7259716B1 (en) | Quadrature mixture LO suppression via DSW DAC noise dither | |
US5793797A (en) | Data transmisson system with a low peak-to-average power ratio based on distorting small amplitude signals | |
KR20180104573A (ko) | 저비용 밀리미터파 수신기 및 이를 작동시키기 위한 방법 | |
US7385541B2 (en) | Power amplifying apparatus, power combining system and delay measuring method for power combining system | |
US20200076379A1 (en) | Transmitter, communication system, and method and program for controlling transmitter | |
US6903619B2 (en) | Electromagnetic wave transmitter systems, methods and articles of manufacture | |
US7693672B2 (en) | Adaptive self-linearization | |
RU2660126C1 (ru) | Способ формирования группового навигационного сигнала ГЛОНАСС | |
EP0708545B1 (de) | QAM Übertragung mit geringer Bandbreite | |
CN104218959B (zh) | 无模拟变频射频数字化发射机的设计方法及发射机 | |
EP2728746B1 (en) | Signal modulation for radiofrequency communications | |
US4542515A (en) | Multilevel mate pair code compressor for codes expanded by the process of butting | |
JP2020167465A (ja) | 送信機及び方法 | |
CN103891228B (zh) | 干扰抑制方法以及装置 | |
US10931241B2 (en) | Model-free sample-based approaches for power amplifier linearization in real-time | |
RU2288550C1 (ru) | Способ передачи сообщений любой физической природы, например способ передачи звуковых сообщений, и система для его осуществления |