RU2760977C1 - Multifrequency phase automatic control system - Google Patents

Multifrequency phase automatic control system Download PDF

Info

Publication number
RU2760977C1
RU2760977C1 RU2021112914A RU2021112914A RU2760977C1 RU 2760977 C1 RU2760977 C1 RU 2760977C1 RU 2021112914 A RU2021112914 A RU 2021112914A RU 2021112914 A RU2021112914 A RU 2021112914A RU 2760977 C1 RU2760977 C1 RU 2760977C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
vector
digital
filter
tracking
Prior art date
Application number
RU2021112914A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Назарович Харисов
Алексей Александрович Кушнир
Антон Владимирович Пельтин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "ВНИИР-Прогресс"
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 Открытое акционерное общество "ВНИИР-Прогресс" filed Critical Открытое акционерное общество "ВНИИР-Прогресс"
Priority to RU2021112914A priority Critical patent/RU2760977C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2760977C1 publication Critical patent/RU2760977C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/24Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/087Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal using at least two phase detectors or a frequency and phase detector in the loop

Abstract

FIELD: satellite technologies.
SUBSTANCE: invention relates to satellite technologies for location determination and processing of radio navigation signals. For this digital system phase-locked loop, forming individual contour tracking, introduced m individual contours for tracking phases of received signals, where m=1…i, the general contour tracking for base frequency, containing vector multiplier, filters γ and α, the filter γ performed to determine the base frequency, to obtain estimates vector of received signals phase
Figure 00000056
and vector of frequencies estimates
Figure 00000057
of received signals, the unit of coefficients calculation α, β and γ for filters.
EFFECT: invention increases noise immunity of signal phase tracking system emitted by one navigation spacecraft (NSC) of satellite navigation systems, both at the same and at different carrier frequencies, to increase accuracy of signal measuring phases of received signals and to increase energy in phase tracking circuit of signals.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к спутниковым технологиям определения местоположения и обработке радионавигационных сигналов.The invention relates to satellite technologies for determining the location and processing radio navigation signals.

Известна цифровая система фазовой автоподстройки частоты, представленная в RU 2431917 С1. Опубликовано 20.10.2011 г. и содержащая последовательно соединенные цифровой фазовый дискриминатор, сумматор, цифровой низкочастотный фильтр, управляемый цифровой генератор гармонического сигнала и фазовращатель на 90°, выход которого соединен с квадратурным управляющим входом цифрового фазового дискриминатора, последовательно соединенные первый перемножитель, второй перемножитель и накапливающий сумматор со сбросом, выход которого соединен с вторым входом сумматора, вход фазового детектора и первый вход первого перемножителя соединены между собой и являются входом цифровой системы фазовой автоподстройки, управляющий вход цифрового фазового дискриминатора соединен с вторым входом второго перемножителя и является управляющим входом цифровой системы фазовой автоподстройки, выход управляемого цифрового генератора гармонического сигнала соединен с синфазным управляющим входом цифрового фазового дискриминатора и вторым входом первого перемножителя, второй выход цифрового низкочастотного фильтра является выходом цифровой системы фазовой автоподстройки.Known digital phase-locked loop system, presented in RU 2431917 C1. Published on October 20, 2011 and containing a series-connected digital phase discriminator, an adder, a digital low-pass filter, a controlled digital harmonic signal generator and a 90 ° phase shifter, the output of which is connected to the quadrature control input of the digital phase discriminator, the first multiplier, the second multiplier and accumulator with reset, the output of which is connected to the second input of the adder, the input of the phase detector and the first input of the first multiplier are connected to each other and are the input of the digital phase-locked loop, the control input of the digital phase discriminator is connected to the second input of the second multiplier and is the control input of the digital phase-locked system autotuning, the output of the controlled digital harmonic signal generator is connected to the in-phase control input of the digital phase discriminator and the second input of the first multiplier, the second output of the digital low-frequency fil 4 is the output of a digital phase-locked loop.

Недостатком известной цифровой системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), является низкая точность измерения фазы сигнала и низкая помехоустойчивость, обусловленные тем, что обрабатываются только принимаемые двухкомпонентные сигналы, излучаемые другими навигационным космическим аппаратом (НКА), как на одной несущей частоте, так и на разных несущих частотах и обрабатываются при этом в аналогичных и независимых системах ФАПЧ. Это обуславливает неучет общей динамики фаз сигналов на одной частоте и разных НКА, что ведет к энергетическим потерям.The disadvantage of the known digital phase-locked-loop (PLL) system is the low accuracy of the signal phase measurement and low noise immunity, due to the fact that only received two-component signals emitted by other navigation spacecraft (NSC) are processed, both at the same carrier frequency and at different carrier frequencies and are processed in similar and independent PLL systems. This causes neglect of the general dynamics of the phases of signals at the same frequency and different NSCs, which leads to energy losses.

Наиболее близким, принятым за прототип, является цифровая система фазовой автоподстройки, описанная в книге ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / под ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. - М.: Радиотехника, 2010, с. 507, рис. 13, рис. 14 и содержащая последовательно соединенные цифровой фазовый дискриминатор, цифровой низкочастотный фильтр, управляемый цифровой генератор гармонического сигнала и фазовращатель на 90°, выход которого соединен с квадратурным управляющим входом цифрового фазового дискриминатора, выход управляемого цифрового генератора гармонического сигнала соединен с синфазным управляющим входом цифрового фазового дискриминатора, управляющий вход цифрового фазового дискриминатора является управляющим входом цифровой системы фазовой автоподстройки, а второй выход цифрового низкочастотного фильтра является выходом цифровой системы фазовой автоподстройки.The closest one, taken as a prototype, is a digital phase-locked loop system described in the book GLONASS. Principles of construction and functioning / ed. A.I. Perova, V.N. Kharisova. - M .: Radiotekhnika, 2010, p. 507, fig. 13, fig. 14 and containing a series-connected digital phase discriminator, a digital low-pass filter, a controlled digital harmonic signal generator and a 90 ° phase shifter, the output of which is connected to the quadrature control input of the digital phase discriminator, the output of the controlled digital harmonic signal generator is connected to the in-phase control input of the digital phase discriminator, the control input of the digital phase discriminator is the control input of the digital phase-locked loop, and the second output of the digital low-pass filter is the output of the digital phase-locked loop.

Недостатком такой цифровой системы фазовой автоподстройки, взятой за прототип, является низкая точность измерения фазы сигнала и низкая помехоустойчивость, обусловленные тем, что обрабатываются раздельно каждая из компонент принимаемых сигналов при этом не учитывается общая динамика фаз за счет движения потребителя и нестабильности опорного генератора приемника, что ведет к энергетическим потерям.The disadvantage of such a digital phase-locked loop system, taken as a prototype, is the low accuracy of the signal phase measurement and low noise immunity, due to the fact that each of the components of the received signals are processed separately, while the overall phase dynamics due to the movement of the consumer and the instability of the receiver's reference oscillator are not taken into account. leads to energy losses.

Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости системы слежения за фазами сигналов, излучаемых одним НКА спутниковых навигационных систем, как на одной, так и на разных несущих частотах, повышение точности измерения фаз сигналов принимаемых сигналов и повышение энергетики в контуре слежения за фазами сигналов.The technical result of the invention is to increase the noise immunity of the system for tracking the phases of signals emitted by one satellite of satellite navigation systems, both at the same and at different carrier frequencies, increasing the accuracy of measuring the phases of the signals of the received signals and increasing the energy in the signal phase tracking loop.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную цифровую систему фазовой автоподстройки частоты, содержащую последовательно соединенные цифровой фазовый дискриминатор, цифровой низкочастотный фильтр, управляемый цифровой генератор гармонического сигнала и фазовращатель на 90°, выход которого соединен с квадратурным управляющим входом цифрового фазового дискриминатора, выход управляемого цифрового генератора гармонического сигнала соединен с синфазным управляющим входом цифрового фазового дискриминатора, образующие индивидуальный контур слежения, при чем управляющий вход цифрового фазового дискриминатора является управляющим входом цифровой системы фазовой автоподстройки, второй выход цифрового фильтра является выходом индивидуального контура, введены m индивидуальных контуров слежения за фазами принимаемых сигналов, где m=1…i, блок расчета коэффициентов α, β и γ для фильтров, общий контур слежения за базовой частотой, содержащий векторный перемножитель и последовательно соединенный фильтр γ и параллельно ему фильтр α, входом векторного перемножителя являются выходы дискриминаторов индивидуальных контуров, первый выход общего контура является вторым управляющим входом индивидуальных контуров, второй выход общего контура является третьим управляющим входом индивидуальных контуров, при этом фильтр γ выполнен с возможностью определения базовой частоты, для получения вектора оценок фаз принимаемых сигналов

Figure 00000001
и вектора оценок частот принимаемых сигналов
Figure 00000002
The specified technical result is achieved by the fact that in a known digital phase-locked loop system containing a series-connected digital phase discriminator, a digital low-pass filter, a controlled digital harmonic signal generator and a 90 ° phase shifter, the output of which is connected to the quadrature control input of the digital phase discriminator, the output of the controlled of the digital harmonic signal generator is connected to the in-phase control input of the digital phase discriminator, forming an individual tracking loop, and the control input of the digital phase discriminator is the control input of the digital phase-locked loop, the second output of the digital filter is the output of the individual loop, m individual tracking loops are introduced for the phases of the received signals, where m = 1 ... i, a block for calculating the coefficients α, β and γ for filters, a common tracking loop for the base frequency, containing a vector multiplier and a sequential o connected filter γ and filter α in parallel, the input of the vector multiplier are the outputs of the discriminators of individual contours, the first output of the general circuit is the second control input of the individual circuits, the second output of the general circuit is the third control input of the individual circuits, while the filter γ is made with the possibility of determining the base frequency, to obtain a vector of estimates of the phases of the received signals
Figure 00000001
and the vector of estimates of the frequencies of the received signals
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

гдеwhere

K=(K1 K Km)T - вектор коэффициентов отношений i-той частоты к базовой частоте

Figure 00000006
K = (K 1 KK m ) T - vector of coefficients of the ratio of the i-th frequency to the base frequency
Figure 00000006

α, β и γ - коэффициенты следящего фильтра,α, β and γ are the coefficients of the tracking filter,

h - интервал интегрирования,h is the integration interval,

dt=(d1,t, …, dm,t)T - вектор выходов дискриминаторов, значения которых описываются выражениемd t = (d 1, t , ..., d m, t ) T is a vector of outputs of discriminators, the values of which are described by the expression

Figure 00000007
Figure 00000007

гдеwhere

ξi - сигнал НКА на i-м входе дискриминатора,ξ i is the NSC signal at the ith input of the discriminator,

Figure 00000008
- экстраполированное значение фазы i-го сигнала на шаг h, векторное произведение KTd - взвешенная сумма выходов дискриминаторов, Im { } - определение мнимой части.
Figure 00000008
is the extrapolated value of the phase of the i-th signal to step h, the cross product K T d is the weighted sum of the outputs of the discriminators, Im {} is the definition of the imaginary part.

Сущность предлагаемой многочастотной системы фазовой автоподстройки (МЧФАП) поясняется структурными схемами, представленными на фигурах. Указанные фигуры не охватывают и тем более не ограничивают весь объем притязаний данного решения, а являются лишь иллюстрирующим материалом для частного случая исполнения, где на фиг. 1 представлена структурная схема МЧФАП; фиг. 2 - схема индивидуального контура; фиг. 3 - схема общего контура.The essence of the proposed multifrequency phase-locked loop (MCHFAP) system is illustrated by the structural diagrams shown in the figures. These figures do not cover and, moreover, do not limit the entire scope of the claims of this solution, but are only illustrative material for a particular case of execution, where in Fig. 1 shows a block diagram of the MChFAP; fig. 2 is a diagram of an individual circuit; fig. 3 is a general circuit diagram.

МЧФАП (фиг. 1) содержит m индивидуальных контуров слежения за фазами сигналов (соответствует числу принимаемых сигналов), общий контур слежения за базовой частотой и блок расчета коэффициентов фильтров. На вход МЧФАП, которыми являются входы 1 каждого из индивидуальных контуров, поступает совокупность оцифрованных отсчетов АЦП ξi,t, на разные дискриминаторы, имеющие разные опорные сигналы, разных частот, диапазонов, где i=1…m.MPFAP (Fig. 1) contains m individual loops for tracking the phases of signals (corresponds to the number of received signals), a common tracking loop for the base frequency and a block for calculating filter coefficients. At the input of the MFAP, which are inputs 1 of each of the individual circuits, a set of digitized ADC readings ξ i, t is fed to different discriminators having different reference signals, different frequencies, ranges, where i = 1 ... m.

В общем контуре формируются приращения по фазам сигналов

Figure 00000009
и
Figure 00000010
связанные с оценкой базовой частоты.In the common circuit, the increments in the phases of the signals are formed
Figure 00000009
and
Figure 00000010
related to base frequency estimation.

В каждом индивидуальном контуре формируются оценки фаз принимаемых сигналов НКА

Figure 00000011
на основе приращений по фазам
Figure 00000012
и
Figure 00000013
а также определяются экстраполированные значения фаз
Figure 00000014
используемые для управления генераторами сигналов в индивидуальных контурах.In each individual circuit, estimates of the phases of the received signals from the NSC are formed
Figure 00000011
based on phase increments
Figure 00000012
and
Figure 00000013
and also the extrapolated values of the phases are determined
Figure 00000014
used to control signal generators in individual circuits.

Каждый индивидуальный контур i-й ФАП (фиг. 2) содержит последовательно соединенные цифровой фазовый дискриминатор Д, цифровой фильтр β, управляемый цифровой генератор УГ гармонического сигнала, выход которого соединен с синфазным управляющим входом цифрового фазового дискриминатора Д.Each individual circuit of the i-th PLL (Fig. 2) contains a serially connected digital phase discriminator D, a digital filter β, a controlled digital generator UG of a harmonic signal, the output of which is connected to the in-phase control input of a digital phase discriminator D.

На выходе 2 каждого индивидуального контура формируются процесс di,t, пропорциональный величине рассогласования по фазе несущей входного и опорного сигналов, которые поступают на вход 1 общего контура. На вход 5 каждого индивидуального контура поступает Gi,t - значение символа модулирующей последовательности в момент времени t.At the output 2 of each individual circuit, a process d i, t is formed , which is proportional to the magnitude of the phase mismatch of the carrier of the input and reference signals, which are fed to input 1 of the common circuit. The input 5 of each individual circuit receives G i, t - the value of the symbol of the modulating sequence at time t.

На выходе 1 каждого индивидуального контура формируется оценка фазы

Figure 00000015
соответствующая i-му частотному диапазону или компоненте принимаемого сигнала.At the output 1 of each individual circuit, a phase estimate is formed
Figure 00000015
corresponding to the i-th frequency range or component of the received signal.

Общий контур слежения (фиг. 3), содержащий векторный перемножитель (процесс KTd), последовательно соединенный фильтр γ и параллельно ему фильтр α, при этом фильтр γ выполнен с возможностью определения базовой частоты для расчета приращения фаз для индивидуальных контуров.A common tracking loop (Fig. 3), containing a vector multiplier (K T d process), a series-connected filter γ and a filter α in parallel, the filter γ being configured to determine the base frequency for calculating the phase increment for individual loops.

Значения процессов di,t с выхода 2 каждого из индивидуальных контуров поступает на вход 1 общего контура, на векторный перемножитель, на выходе которого формируется процесс KTd, который поступает на фильтр γ и фильтр α. На выходе фильтра γ формируются оценки вектора частот

Figure 00000016
и вектор приращений фаз
Figure 00000017
пропорциональные базовой частоте, которые поступают на входы 2 соответствующих индивидуальных контуров. На выходе фильтра α формируются приращения фаз
Figure 00000018
пропорциональные взвешенной сумме KTd выходов дискриминаторов и значениям частот принимаемых сигналов, которые поступают на входы 3 соответствующих индивидуальных контуров.The values of the processes d i, t from the output 2 of each of the individual circuits are fed to the input 1 of the general circuit, to the vector multiplier, at the output of which the process K T d is formed, which is fed to the filter γ and the filter α. At the output of the filter γ, estimates of the frequency vector are formed
Figure 00000016
and the vector of phase increments
Figure 00000017
proportional to the base frequency, which are fed to the inputs 2 of the corresponding individual circuits. At the output of the filter α phase increments are formed
Figure 00000018
proportional to the weighted sum K T d of the outputs of the discriminators and the values of the frequencies of the received signals, which are fed to the inputs 3 of the corresponding individual circuits.

Определение вектора оценок фаз принимаемых сигналов

Figure 00000019
и вектора оценок частот принимаемых сигналов
Figure 00000020
(размерность вектора фаз
Figure 00000021
и вектора частот
Figure 00000022
соответствуют количеству сигналов m принимаемых от одного НКА), которые можно определить из системы выражений:Determination of the vector of estimates of the phases of the received signals
Figure 00000019
and the vector of estimates of the frequencies of the received signals
Figure 00000020
(the dimension of the phase vector
Figure 00000021
and frequency vectors
Figure 00000022
correspond to the number of signals m received from one satellite), which can be determined from the system of expressions:

Figure 00000023
Figure 00000023

Figure 00000024
Figure 00000024

Figure 00000025
Figure 00000025

где K=(K1 K Km)Т - вектор коэффициентов отношений i-той частоты к базовой частоте

Figure 00000026
(за базовую частоту может быть принята любая из принимаемых частот), α, β и γ - коэффициенты следящего фильтра, h - интервал интегрирования, dt=(d1,t, …, dm,t)T - вектор выходов дискриминаторов, значения которых описываются выражениемwhere K = (K 1 KK m ) T is the vector of coefficients of the ratio of the i-th frequency to the base frequency
Figure 00000026
(any of the received frequencies can be taken as the base frequency), α, β and γ are the tracking filter coefficients, h is the integration interval, d t = (d 1, t , ..., d m, t ) T is the discriminator outputs vector, whose values are described by the expression

Figure 00000027
Figure 00000027

ξi - сигнал НКА на i-м входе дискриминатора,ξ i is the NSC signal at the ith input of the discriminator,

Figure 00000028
- экстраполированное значение фазы i -го сигнала на шаг h, векторное произведение KTd - взвешенная сумма выходов дискриминаторов, Im { } - определение мнимой части.
Figure 00000028
is the extrapolated value of the phase of the i -th signal to step h, the cross product K T d is the weighted sum of the outputs of the discriminators, Im {} is the definition of the imaginary part.

В блоке расчета коэффициентов фильтра α, β и γ осуществляется расчет коэффициентов α, β и γ итерационным методом. Порядок расчета разбит на 4 этапа:In the block for calculating the filter coefficients α, β and γ, the coefficients α, β and γ are calculated by the iterative method. The calculation procedure is divided into 4 stages:

Этап 1. Задать исходные данные:Stage 1. Set initial data:

q - значение отношения сигнал-шум в отсчете коррелятора;q is the value of the signal-to-noise ratio in the readout of the correlator;

Nϕ - спектральная плотность формирующего шума фазы;N ϕ is the spectral density of the phase shaping noise;

Nω - спектральная плотность формирующего шума базовой частоты.N ω is the spectral density of the shaping noise of the base frequency.

Этап 2. Определить значения корреляционной матрицы

Figure 00000029
решая систему уравнений:Stage 2. Determine the values of the correlation matrix
Figure 00000029
solving the system of equations:

Figure 00000030
Figure 00000030

Figure 00000031
Figure 00000031

Figure 00000032
Figure 00000032

где

Figure 00000033
Figure 00000034
Figure 00000035
Figure 00000036
where
Figure 00000033
Figure 00000034
Figure 00000035
Figure 00000036

Этап 3. Определение коэффициента усиления

Figure 00000037
решая систему уравнений с начальными условиями
Figure 00000038
Step 3. Determination of the gain
Figure 00000037
solving the system of equations with initial conditions
Figure 00000038

Figure 00000039
Figure 00000039

Figure 00000040
Figure 00000040

Этап 4. Определение коэффициентов α, β и γ по вычисленным значениям коэффициентов

Figure 00000041
используя выраженияStage 4. Determination of the coefficients α, β and γ from the calculated values of the coefficients
Figure 00000041
using expressions

Figure 00000042
Figure 00000042

Использование изобретения позволяет повысить точность измерения фаз сигналов и помехоустойчивость системы фазовой автоподстройки в целом, как при приеме сигналов на разных квадратурах сигнала одной несущей, так и на разных несущих частотах одного НКА, осуществляется оптимальное оценивание фаз всех принимаемых сигналов, за счет взвешенного суммирования выходов дискриминаторов пропорционально отношению несущих частот принимаемых сигналов к базовой частоте.The use of the invention makes it possible to increase the accuracy of measuring the phases of signals and the noise immunity of the phase-locked loop system as a whole, both when receiving signals at different quadratures of the signal of one carrier, and at different carrier frequencies of one NSA, optimal estimation of the phases of all received signals is carried out, due to the weighted summation of the outputs of the discriminators proportional to the ratio of the carrier frequencies of the received signals to the base frequency.

Claims (13)

Многочастотная система фазовой автоподстройки, содержащая последовательно соединенные цифровой фазовый дискриминатор, цифровой низкочастотный фильтр, управляемый цифровой генератор гармонического сигнала и фазовращатель на 90°, образующие индивидуальный контур слежения за фазой, выход управляемого цифрового генератора гармонического сигнала соединен с синфазным управляющим входом цифрового фазового дискриминатора, причем управляющий вход цифрового фазового дискриминатора является управляющим входом индивидуального контура, а выход цифрового фильтра – выходом индивидуального контура, отличающаяся тем, что введены m индивидуальных контуров слежения за фазами принимаемых сигналов, где m=1…i, блок расчета коэффициентов α, β и γ для фильтров, общий контур слежения за базовой частотой, содержащий векторный перемножитель и последовательно соединенный фильтр γ, и параллельно ему фильтр α, входом векторного перемножителя являются выходы дискриминаторов индивидуальных контуров, первый выход общего контура является вторым управляющим входом индивидуальных контуров, второй выход общего контура является третьим управляющим входом индивидуальных контуров, при этом фильтр γ выполнен с возможностью определения базовой частоты, для получения вектора оценок фаз
Figure 00000043
принимаемых сигналов и вектора оценок частот
Figure 00000044
принимаемых сигналов
A multifrequency phase-locked loop containing a series-connected digital phase discriminator, a digital low-pass filter, a controlled digital harmonic signal generator and a 90 ° phase shifter, forming an individual phase tracking loop, the output of a controlled digital harmonic signal generator is connected to the common-mode control input of the digital phase discriminator, and the control input of the digital phase discriminator is the control input of the individual circuit, and the output of the digital filter is the output of the individual circuit, characterized in that m individual loops are introduced for tracking the phases of the received signals, where m = 1 ... i, the block for calculating the coefficients α, β and γ for filters, a common base frequency tracking loop containing a vector multiplier and a series-connected filter γ, and a filter α in parallel, the input of the vector multiplier is the outputs of the discriminators of individual contours, the first output is common th loop is the second control input of the individual loops, the second output of the common loop is the third control input of the individual loops, while the filter γ is configured to determine the base frequency to obtain a vector of phase estimates
Figure 00000043
of the received signals and the vector of frequency estimates
Figure 00000044
received signals
Figure 00000045
Figure 00000045
Figure 00000046
Figure 00000046
Figure 00000047
Figure 00000047
где K=(K1 K Km)T – вектор коэффициентов отношений i-той частоты к базовой частоте
Figure 00000048
where K = (K 1 KK m ) T is the vector of coefficients of the ratio of the i-th frequency to the base frequency
Figure 00000048
α, β и γ – коэффициенты следящего фильтра;α, β and γ are the coefficients of the tracking filter; h – интервал интегрирования;h is the integration interval; dt=(d1,t, …,dm,t)T – вектор выходов дискриминаторов, значения которых описываются выражениемd t = (d 1, t , ..., d m, t ) T is a vector of outputs of discriminators, the values of which are described by the expression
Figure 00000049
Figure 00000049
где ξi – сигнал НКА на i-м входе дискриминатора;where ξ i is the NSC signal at the i-th input of the discriminator;
Figure 00000050
– экстраполированное значение фазы i-го сигнала на шаг h;
Figure 00000050
- extrapolated value of the phase of the i-th signal to step h;
векторное произведение KTd – взвешенная сумма выходов дискриминаторов; the vector product K T d is the weighted sum of the outputs of the discriminators; Im { } – определение мнимой части.Im {} - definition of the imaginary part.
RU2021112914A 2021-05-04 2021-05-04 Multifrequency phase automatic control system RU2760977C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021112914A RU2760977C1 (en) 2021-05-04 2021-05-04 Multifrequency phase automatic control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021112914A RU2760977C1 (en) 2021-05-04 2021-05-04 Multifrequency phase automatic control system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2760977C1 true RU2760977C1 (en) 2021-12-02

Family

ID=79174205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021112914A RU2760977C1 (en) 2021-05-04 2021-05-04 Multifrequency phase automatic control system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2760977C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0414488A2 (en) * 1989-08-23 1991-02-27 Sperry Marine Inc. Spread spectrum phase locked loop with phase correction
RU2353050C1 (en) * 2007-10-11 2009-04-20 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" Adaptive multi-functional correlation and filtering device
RU2383991C2 (en) * 2008-03-31 2010-03-10 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Digital phase-locked loop system (versions)
KR20110053603A (en) * 2009-11-16 2011-05-24 한국전자통신연구원 Phase locked loop and thereof for terminal in satellite communication
RU2431917C1 (en) * 2010-09-15 2011-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") Digital phase automatic frequency control system
RU2584139C2 (en) * 2011-03-16 2016-05-20 Сагем Дефенс Секьюрите Method for determination and correction of deviation of carrier phase during reception of radio-navigation signal
US10031236B2 (en) * 2015-10-06 2018-07-24 Topcon Positioning Systems, Inc. Navigation receiver with an adaptive system for tracking carrier phases received from a constellation of navigation satellites
RU193699U1 (en) * 2019-06-21 2019-11-11 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ FREQUENCY-PHASE SYNCHRONIZATION DEVICE

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0414488A2 (en) * 1989-08-23 1991-02-27 Sperry Marine Inc. Spread spectrum phase locked loop with phase correction
RU2353050C1 (en) * 2007-10-11 2009-04-20 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" Adaptive multi-functional correlation and filtering device
RU2383991C2 (en) * 2008-03-31 2010-03-10 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Digital phase-locked loop system (versions)
KR20110053603A (en) * 2009-11-16 2011-05-24 한국전자통신연구원 Phase locked loop and thereof for terminal in satellite communication
RU2431917C1 (en) * 2010-09-15 2011-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") Digital phase automatic frequency control system
RU2584139C2 (en) * 2011-03-16 2016-05-20 Сагем Дефенс Секьюрите Method for determination and correction of deviation of carrier phase during reception of radio-navigation signal
US10031236B2 (en) * 2015-10-06 2018-07-24 Topcon Positioning Systems, Inc. Navigation receiver with an adaptive system for tracking carrier phases received from a constellation of navigation satellites
RU193699U1 (en) * 2019-06-21 2019-11-11 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ FREQUENCY-PHASE SYNCHRONIZATION DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106855628B (en) Rapid acquisition and tracking system and method for high-dynamic satellite navigation signals
US10859709B2 (en) Satellite navigation receiver with fixed point sigma rho filter
US8665151B2 (en) L1/L2 GPS receiver with programmable logic
US6366599B1 (en) Fast acquisition of spread-spectrum signals by dynamically varying spacing of search bins
US8675713B2 (en) Satellite-based positioning system reception device comprising a function for detecting false lock-ons
US8982937B1 (en) Digital system and method of estimating non-energy parameters of signal carrier
US9020088B2 (en) Digital system and method of estimating quasi-harmonic signal non-energy parameters using a digital Phase Locked Loop
CN112204429A (en) Radio receiver
EP3362818B1 (en) Satellite navigation receiver with fixed point sigma rho filter
JP5241057B2 (en) L2C signal tracking device and GPS receiver using the same
WO2010074605A1 (en) Method for building a vibration-resistant navigational satellite signal receiver and a device for receiving and processing navigation signals
RU2760977C1 (en) Multifrequency phase automatic control system
US6784830B1 (en) Method for processing in dual frequency civilian GPS receiver
Cortés et al. Performance and complexity comparison of adaptive loop-bandwidth tracking techniques
RU2431917C1 (en) Digital phase automatic frequency control system
RU193699U1 (en) FREQUENCY-PHASE SYNCHRONIZATION DEVICE
CN112491431A (en) Carrier tracking method and system supporting high dynamic
JP2006217601A (en) Method for acquiring positioning signal of geographic localization system, receiver for geographic localization system and computer data carrier comprising program instruction for carrying out the method
Vu et al. The code and carrier tracking loops for GPS signal
RU2794168C1 (en) Multi-signal phase auto-tuning system
RU2183839C1 (en) Procedure measuring frequency of sinusoidal signals and device for its realization
Nemykin Comparative Analysis of the Accuracy and Dynamic Characteristics of Navigate Radio Electronic Equipment with Phase and Frequency Auto Surveying in Intensive Inferences
CN112099060A (en) Self-adaptive carrier frequency tracking method and device based on loop
RU183917U1 (en) RADIO NAVIGATION SYSTEM SIGNAL FREQUENCY MONITORING DEVICE
RU2796219C1 (en) Device for determining direction finding parameters of narrow-band radio signals