Главная
Коллекция "Revolution"
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Анализ эксплуатационных характеристик спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС
Анализ эксплуатационных характеристик спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС
Общие принципы построения спутниковых навигационных систем и формирования сигналов в них. Принцип устройства автоподстройки частоты и формирования кодов. Методы измерений при применении спутниковых навигационных систем. Рассмотрение возможных альтернатив.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.10.2013 |
| Размер файла | 3,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Анализ эксплуатационных характеристик спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС
СОДЕРЖАНИЕ
- Введение 4
- 1. Общие принципы построения спутниковых навигационных систем 7
- 1.1 Космический сектор 7
- 1.2 Сектор управления и контроля 12
- 1.3 Сектор потребителя 14
- 2. Формирование сигналов в спутниковых навигационных системах 21
- 2.1 Формирование сигнала в цезиевом стандарте частоты 21
- 2.2 Устройство автоподстройки частоты 23
- 2.3 Принципы формирования кодовых сигналов 25
- 2.3.1 Формирование P-кода 25
- 2.3.2 Формирование С/А-кода 29
- 2.3.3 Формирование дальномерного кода и синхроимпульсов ГЛОНАСС 30
- 2.4 Формирование фазовой модуляции несущего сигнала 31
- 3. Методы измерений при применении спутниковых навигационных систем 33
- 3.1 Абсолютный метод 33
- 3.2 Дифференциальный метод 39
- 3.2.1 Коррекция координат 40
- 3.2.2 Коррекция навигационных параметров 42
- 3.3 Фазовый дифференциальный метод 42
- 4. Основные источники погрешностей gps измерений 48
- 4.1 Погрешности абсолютного метода 48
- 4.2 Погрешности дифференциального метода 51
- 4.3 Погрешности фазового дифференциального метода 52
- 5. Альтернативный способ организации системы навигации 60
- 5.1 Рассмотрение возможных альтернатив 60
- 5.2 Типы дирижаблей 61
- 5.3 Анализ эксплуатационных характеристик дирижабля 62
- 5.4 Анализ альтернативной навигационной системы 65
- 6. Экономический расчет стоимости эксплуатации спутника GPS 68
- 7. Вопросы безопасности жизнедеятельности 73
- 7.1 Обеспечение безопасности при работе с компьютером 73
- 7.2 Ответственность административного персонала за нарушение правил труда Трудового кодекса Российской Федерации 77
- 7.3 Создание комфортного микроклимата в помещении 79
- Заключение 84
- Список использованных источников 86
Введение
- Спутниковые радионавигационные системы изначально разрабатывались для военных целей - местоопределения различных мобильных объектов. Но при совершенствовании данной системы и методов работы с ней росла и сфера ее применения: от навигации гражданских (не относящихся к военным ведомствам) судов до составления высокоточных геодезических карт. На данный момент технология местоопределения с помощью спутниковых навигационных систем настолько упростилась, что стало возможным использовать ее в качестве противоугонного средства частными автовладельцами.
- Система в состоянии обеспечить глобальность, точность, непрерывность, высокую доступность и ряд других требований. Точное определение координаты и времени - актуальнейшая задача для самого широкого спектра научно - технических приложений. Это и высшая геодезия, геодинамика, картография, геодезическая и аэрофотосъёмка, воздушная навигация, навигация морских и речных судов, навигация наземного транспорта и другие области. К концу прошлого века созданы две такие системы. Это американская Global Positioning System (GPS) - Глобальная Система Местоопределения (или позиционирования) и российская ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС). Основная задача таких систем - определение координаты и времени. Помимо своего прямого назначения эти системы используются для решения научных задач. Это связано с появлением за последние 10 лет международной сети приёмников GPS, которая насчитывает более 1000 штук. Благодаря этому стало возможно изучение геодинамических процессов в масштабах всей планеты.
- Для решения этих и многих других задач применяются различные типы приемников, но, как ни разнятся сферы применения GPS, всех их объединяет одно - необходимость в точном определении координат. Можно отметить что ошибки, которые приводят к неточности в определении положения при решении разных задач, в большинстве своем, одни и те же. Но методы, которые применяются для их исправления, зачастую, имеют большие отличия. Это связано главным образом с тем, что мы имеем различные требования к точности и условия, при которых происходит позиционирование, также большую роль играет качество и уровень приемника. Возможности навигационных систем будут расширяться за счет модернизации, но для модернизации необходимо наметить цели усовершенствования, то есть провести анализ работы этих систем и факторы, влияющие на их работу. Это показывает актуальность моей работы, поскольку она посвящена анализу эксплуатационных характеристик спутниковых навигационных систем и влиянию на их работу различных факторов.
- Целью данной работы является изучение и анализ эксплуатационных характеристик спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС.
Достижение этой цели потребовало постановки и решения следующего комплекса задач:
- - рассмотрение принципов работы GPS;
- - анализ ошибок, приводящих к неточности в определении координат, их величину, различные методы исправления и сферу применения этих методов;
- - исследование и анализ альтернативных способов организации радионавигационных систем для снижения затрат на эксплуатацию;
- - анализ и вычисление затрат на эксплуатацию навигационных спутниковых систем.
- Для реализации этих задач в работе использовались следующие методы: аналитический, экспертный, метод анализа, графический. Всё это и предопределило структуру данной работы, которая состоит из семи основных разделов.
- Теоретической и методологической основой работы явились труды отечественных и зарубежных исследователей по теории GPS, статистические данные по развитию GPS - измерений в современных условиях, научные труды, периодические материалы, статьи.
- 1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ
1.1 Космический сектор
Космический сектор включает в себя набор входящих в систему позиционирования спутников. Установленная на спутниках аппаратура, выполняющая роль передающей части одностороннего радиодальномерного комплекса, осуществляет передачу на Землю как радиосигналов, на основе которых измеряется расстояние между спутником и наземным пунктом наблюдения, так и навигационного сообщения, в котором содержится информация об эфемеридах спутников, поправках к показаниям часов спутника и альманахе, несущем в себе усеченную информацию о всех рабочих спутниках, а также некоторую другую служебную информацию [1].
Первоначально спутник запускается ракетой на промежуточную орбиту с радиусом 20 000 километров, далее переводится на эллиптическую орбиту и, с помощью микродвигателя, выводится в расчетное местоположение на рабочую орбиту. Определенная конфигурация орбит спутников и их местоположений называется «созвездием» спутников. При разработке конфигураций орбит спутников принимаются следующие условия:
- высота орбиты относительно земной поверхности равная примерно 20 000 км является наиболее оптимальной (характерный для такой высоты 12-часовой период обращения спутников вокруг земного шара создает определенные удобства как при обслуживании спутников, так и при их использовании потребителями);
- для обеспечения возможности одновременных наблюдений не менее 4-х спутников в любой точке земного шара необходимо, чтобы общее количество входящих в «созвездие» спутников составляло не менее 24;
- для минимизации влияния геометрии расположения наблюдаемых спутников на точность выполняемых измерений количество орбит и места расположения на них спутников должны обеспечивать по возможности равномерное их распределение в поле обозреваемого небосвода.
Исходя из этого, было признано целесообразным использование в системе GPS шести близких к круговым орбит, плоскости которых смещены относительно друг друга на 60, при этом в каждой соседней орбитальной плоскости положение спутников смещается примерно на 40. Применительно к системе ГЛОНАСС было выбрано три развернутых на 120 орбитальные плоскости, на которых размещаются по 8 спутников, отстоящих друг от друга на 45, как показано на рисунке 1.
GPS ГЛОНАСС
Рисунок 1 - Конфигурация орбит спутников навигационных систем ГЛОНАСС и GPS
Конструктивно спутник состоит из цилиндрического гермоконтейнера с приборным блоком, рамы антенно-фидерных устройств, приборов системы ориентации, панелей солнечных батарей с приводами, блока двигательной установки и жалюзи системы терморегулирования с приводами. На спутниках ГЛОНАСС также установлены оптические уголковые отражатели, предназначенные для калибровки радиосигналов измерительной системы с помощью измерений дальности до спутника в оптическом диапазоне, а также для уточнения геодинамических параметров модели движения спутника. Конструктивно уголковые отражатели формируются в виде блока, постоянно отслеживающего направление на центр Земли. На данный момент в системе GPS используются спутники с продолжительностью эксплуатации 7,5 лет и возможностью передавать пользователям качественную информацию без контроля в течении 14 суток. В ГЛОНАСС на данный момент используются спутники со сроком службы 5 лет. В обоих системах планируется повысить срок службы до 10-15 лет, увеличить количество передаваемых частот для повышения точности и усовершенствовать структуру передаваемых сигналов.
Структурно космические аппараты формируются по обобщенной схеме, показанной на рисунке 2.
Рисунок 2 - Структурная схема космического аппарата
ХВ - хронизатор времени; - фазоинвертор (сдвиг фазы на 90°);
+ - сумматор; БЭВМ - бортовая ЭВМ
Хронизатор времени предназначен для формирования высокостабильных колебаний. В качестве хронизатора времени используются квантовые стандарты частоты, обеспечивающие стабильности частоты порядка 10-12-10-13. В конструкции спутников предусматривается по два цезиевых стандарта частот (наличие нескольких стандартов частот создает резервный запас при «сбоях» в работе генератора).
Квантовые стандарты частот вырабатывают определенные номинальные частоты:
- цезиевый стандарт - 9 192 631 770,0 Гц;
- рубидиевый стандарт - 6 835 000 000 Гц;
- водородный стандарт - 1 420 405 751,786 0 ± 0,004 Гц.
Как было упомянуто выше, на современных спутниках используют цезиевые стандарты частоты, хотя водородные дают более высокую точность и стабильность. Это связано с габаритами аппаратуры данных стандартов - цезиевые стандарты частоты имеют меньший вес и габариты, поэтому используются на спутниках, их принцип работы рассмотрен в разделе 2. Водородные стандарты применяют на главной станции управления и контрольных станциях [2].
Исходной базовой частотой для формирования сигналов в космических аппаратах GPS NAVSTAR является частота 10,23 МГц, в аппаратах ГЛОНАСС - 5,11 МГц. На рисунке 2 эти частоты представлены как из колебаний этих частот формируются сигналы, обеспечивающие работу всех узлов спутника. Для преобразования частоты квантовых стандартов в базовые частоты применяется устройство автоподстройки частот, принцип действия которого будет рассмотрен ниже.
Из колебаний базовой частоты формируются совокупности сложных сигналов, излучаемых спутниками. Излучаемые сигналы состоят из нескольких колебаний, промодулированных по фазе кодовыми и информационными сигналами. Для формирования несущих колебаний, колебания базовой частоты f0 поступают на преобразователи с соответствующими коэффициентами умножения.
В ГЛОНАСС для преобразования базовой частоты = 5,11 МГц и частоты несущих колебаний в умножителях подбираются коэффициенты соответственно для каждого конкретного спутника. Вследствие этого несущим колебаниям каждого спутника присваивается свой определенный частотный канал, что позволяет различать их.
На спутниках GPS NAVSTAR коэффициенты умножения в преобразователях имеют значения 154 и 120, т. е. при = 10,23 МГц частоты несущих колебаний определяются как = 1 575,42 МГц и = 1 227,6 МГц. А спутники различают по кодовым сигналам, так же предназначенным для измерения расстояния «спутник - потребитель» (эти сигналы получили название дальномерных кодов).
В GPS NAVSTAR приняты обозначения кодов:
- Р-код (образован от термина «Protected - защищенный»);
- Y-код - закрытый Р-код, обозначенный как Р(Y)-код;
- С/А-код (образован от термина Clear Acquition - «легко обнаруживаемый»), иногда он называется гражданским кодом.
В ГЛОНАСС приняты обозначения кодов:
- «высокой точности», или Р-код в международной практике;
- «стандартной точности», или С/А-код в международной практике.
Кодовые сигналы формируются в генераторах кодов, конструктивно построенных по принципам последовательных регистров. Принципы работы последовательного регистра приведены в приложении Б. Вид сигнала представляет двоичную кодовую последовательность [0, 1] суммированием по модулю 2 на тактируемых частотах и 0,1.
Информационные сигналы содержатся в бортовой ЭВМ, из которой они поступают в сумматоры для последующей передачи потребителю в виде навигационных сообщений. Информационные сигналы передаются с частотой 50 Гц или со скоростью 50 бит/с.
Структуры навигационных сообщений: данные о системах времени, альманахи орбит, альманахи спутников и др.
Коррекция навигационных параметров спутника осуществляется в наземом сегменте управления и через командно-телеметрический канал обобщенной схемы поступает в блок управления спутника.
1.2 Сектор управления и контроля
Командно-измерительный комплекс предназначен для управления работой космических аппаратов, сбора необходимой информации для вычисления прогнозируемых данных, закладки данных в процессоры спутников, формирования системного времени, синхронизации его относительно координатного времени.
Подсистема контроля и управления содержит в своем составе главную станцию управления, несколько контрольных станций и станции закладки служебной информации. На рисунке 3 показаны связи между главной станцией управления, контрольными станциями, станциями закладки служебной информации и спутником при передаче служебной информации на спутник.
КС - контрольная станция; ГСУ - главная станция управления;
СЗ - станция закладки служебной информации
Рисунок 3 - Схема подсистемы контроля и управления
Контрольные станции - автоматические центры слежения за сигналами спутников и сбора информации, необходимой для коррекции эфемерид и бортового времени спутников относительно временной шкалы GPS или ГЛОНАСС (для спутников ГЛОНАСС). Контрольные станции управляются с главной станции управления. На каждой контрольной станции имеется многоканальный приемник потребителя, квантовый стандарт частоты с устройством формирования временной шкалы, датчики внешних (метеорологических) данных и процессор вычислителя с интерфейсом. Процессор управляет сбором данных со спутников. Так как координаты станций определены с высокой точностью из геодезических измерений, то на станциях формируются пакеты точных положений спутников на орбитах. По запросу эти данные передаются на главную станцию управления [3].
Главная станция управления является центром сбора и обработки данных для вычисления прогнозируемых эфемерид и параметров спутниковых часов. Шкала времени главной станции управления является опорной, а стандарт частоты - эталонным для всей системы GPS или ГЛОНАСС. Периодически производится сверка временных шкал главных станций управления (GPS и ГЛОНАСС) со шкалой универсального координатного времени UTC.
В главных станциях управления осуществляется окончательная математическая обработка данных, полученная от всех станций слежения GPS и ГЛОНАСС. В результате обработки полученной информации вычисляются новые эфемериды положений спутников на орбите и ошибки бортовых часов.
Сигналы сообщений корректирующей информации через станции закладки данных передаются на спутники. Наборы данных:
- поправки во временные шкалы;
- поправки в эфемериды орбит и спутников системы;
- информация о конфигурации и состоянии космических аппаратов всей системы, их альманахи;
- другие параметры.
Сформированные наземным командно-измерительным комплексом наборы данных передаются на каждый спутник не реже одного раза в сутки.
Наборы данных рассчитываются математически на каждый час суток и автоматически вносятся в служебную информацию излучающего сигнала спутника.
Кроме этих функций, командно-измерительный комплекс контролирует состояние орбитального оборудования спутников. В случае обнаружения сбоев спутник выводится из информационного поля потребителя до окончания профилактических и ремонтных работ, выполняемых дистанционно.
1.3 Сектор потребителя
Приемники спутниковых радионавигационных систем выполняют измерения параметров сигналов, извлекают заложенную в сигналах информацию, производят определения пространственно-временных местоположений. Для этих целей приемники осуществляют поиск навигационных сигналов нескольких спутников и слежение за ними на определенном временном интервале.
По сложности технических решений при регистрации спутников приемники подразделяют на одноканальные, принимающие и обрабатывающие радиосигналы последовательно, и многоканальные, позволяющие принимать и обрабатывать несколько сигналов параллельно. Практически все современные приемники являются многоканальными. В зависимости от вида принимаемых и обрабатываемых сигналов приемники подразделяют на:
- одночастотные кодовые, работающие по С/А-коду;
- двухчастотные кодовые, работающие по С/А и Р-кодам;
- одно- и двухчастотные кодово-фазовые.
Приемники построены по схеме, приведенной на рисунке 4.
Рисунок 4 - Функциональная схема приемника
В приемниках применяют антенны преимущественно двух видов: конические спиральные и малогабаритные микрополосковые. Антенны принимают радиосигналы с круговой поляризацией несущих частот в частотных диапазонах:
- GPS: = 1 575,42 ± 10,23 МГц, = 1 227,6 ± 10,23 МГц;
- ГЛОНАСС: = 1 598,0625…1 609,3125 ± 5,11 МГц,
= 1 242,9375…1251,6875 ± 5,11 МГц.
Диаграммы направленности антенн перестраиваются, что позволяет принимать сигналы всех спутников, находящихся под углами возвышения над горизонтом 10° и более. Радиопрозрачный обтекатель предохраняет антенну от механических и климатических воздействий.
В блоке преобразователя и усиления осуществляется двойное или тройное преобразование частот, т. е. понижение частоты от единиц гигагерц до единиц мегагерц. Работа блоков приемника на пониженных частотах с дополнительным усилением обеспечивает ускорение обнаружения сигналов космических аппаратов [4].
Работа преобразовательного блока основывается на принципе смешивания входного сигнала с опорными колебаниями, формируемыми синтезатором частот.
В приемниках потребителей используются преимущественно синтезаторы частот, построенные на элементах цифровой схемотехники. Синтезатор вырабатывает гармонические колебания с широким спектром дискретных частот.
Колебания соответствующих частот направляются в цепи преобразователя, в блоки поиска сигналов, блоки измерения и выделения служебной информации (СИ), блок управления.
В качестве эталонного генератора в синтезаторе использован опорный генератор с кварцевой стабилизацией частот.
Применение кварцевого резонатора обеспечивает высокую стабильность частот (10-6) во всех цепях приемника, в том числе, при формировании временной шкалы для кодовых и фазовых измерений.
Блок управления и вычислительное устройство осуществляют программные операции поиска сигналов спутников и измерения их параметров.
Блок поиска сигналов выполняет задачу обнаружения («захвата») сигнала каждого конкретного спутника.
Предварительно, для решения этой задачи, в процессор приемника вводятся альманах космических аппаратов, текущее время, приближенные координаты приемника (объекта).
В связи с непрерывным перемещением спутника относительно приемника происходят изменения двух составляющих в параметрах принимаемого сигнала:
- допплеровское изменение частоты fg;
- изменение дистанции «спутник - приемник», что создает изменение временных задержек.
С учетом скорости движения спутников по орбитам (около 4 км/с), интервал допплеровских изменений частот составляет почти 20 кГц, а изменение временных задержек находится в диапазоне от 10-3 до 10-5 с.
Оптимизация поиска радиосигнала с переменными параметрами сводится к решению задачи обнаружения по двум показателям , f. В приемнике проводятся дискретизация и перебор всех возможных значений из областей определения показателей . Устанавливается шаг дискретизации для каждой пары значений называемой ячейкой. Применяется корреляционная обработка принятого реального сигнала и его копии, сформированной в приемнике, с перебором всех возможных ячеек на определенном временном интервале Т.
Корреляционная обработка принятого и собственного сигнала приемника позволяет формировать вероятностную функцию, превышение которой над пороговым значением определяет распознавание сигнала конкретного спутника.
Для исключения искажений и зашумления в приемнике формируются синфазные и квадратурные составляющие функции. Вид этих функций представлен выражениями (2)
;
,
С пороговым значением сравнивается значение функции
Если больше порогового значения, то принимается решение о «захвате» спутника, отслеживаются параметры сигнала спутника: фаза, кодовые задержки.
Вид упрощенной схемы, реализующей принцип «захвата» сигнала, приведен на рисунке 5.
Рисунок 5 - Функциональная схема «захвата» сигнала
Х - перемножитель сигналов; СЧ - синтезатор частот; ОГ - опорный генератор; - фазоинвертор (сдвиг фазы на 90); - интегратор: ГК ПСП - генератор кодов псевдослучайной последовательности; БУСЧ - блок управления сдвигом частоты; БУЗК - блок управления задержкой кода; ПУ - пороговое устройство; БУП - блок управления поиском
С блока управления поиском команды поступают на блок управления задержкой кода и блок управления сдвигом частоты.
БУЗК подает команды на формирование временного интервала , с помощью которых генерируются псевдослучайные последовательности кодовых сигналов , поступающие на перемножитель X1.
БУСЧ направляет низкочастотные колебания fg j на синтезатор частот, в котором создается опорное колебание , поступающее на перемножитель X1.
На выходе перемножителя X1 формируется опорный сигнал
,
который идет на перемножитель Х2 и далее в канал синфазной составляющей I.
С выхода X1 опорный сигнал
также поступает на фазоинвертор (/2), т. е. преобразованный в поступает на перемножитель Х3 и далее в канал квадратурной составляющей Q.
Напряжения с выходов перемножителей Х2 и Х3 направляются на интеграторы, начало и конец интегрирования которых определяются командой, пришедшей с блока управления задержек кода.
По окончании интервала интегрирования сигналы I и Q поступают на блок формирования квадратурной огибающей I2 + Q2, затем на пороговое устройство.
Если блок ПУ принимает решение об обнаружении спутника, то система переходит в режим непрерывного сопровождения и направляет сигнал для измерения параметров. В случае необнаружения сигнала спутника ПУ подает команду на БУП о дальнейшем поиске, и БУЗК и БУСЧ формируют команды с новыми данными.
После «захвата» сигнала проводится процедура отслеживания и измерения параметров сигнала.
В связи с движением спутника по орбите, частота посылаемого на Землю сигнала изменяется («эффект Допплера»). Поэтому с помощью автоматической подстройки частоты (АПЧ) приемника сигнал непрерывно удерживается в частотном диапазоне 50 Гц.
Программой микропроцессора приемника формируется кодовая последовательность, направляемая в генератор псевдослучайной последовательности (ГПСП).
Сигнал ГПСП поступает в коррелятор, в котором определяются запаздывания относительно принятого со спутника сигнала. Отсчет периодов сигнала, поступающего со спутника, проводится во временной шкале спутника (время GPS или ГЛОНАСС), а отсчет периодов сигнала ГПСП приемника проводится во временной школе опорного генератора приемника. При наблюдении сотен тысяч периодов этих сигналов в корреляторе возникает разница во временных интервалах, которая определяется в измерителе временных интервалов (ИВИ).
Функциональная схема, реализующая процедуру измерения временного интервала для определения псевдодальности, приведена на рисунке 6.
Рисунок 6 - Функциональная схема определения псевдодальности
входной сигнал; Х - перемножитель сигналов; - интегратор; ГПСП -- генератор псевдослучайной последовательности; ОГ - опорный генератор; ФВШ - формирователь временной шкалы; ИВИ - измеритель временных интервалов
2. Формирование сигналов в спутниковых навигационных системах
2.1 Формирование сигнала в цезиевом стандарте частоты
Цезиевый стандарт частоты представляет собой атомно-лучевую трубку, функциональное устройство которой представлено на рисунке 7.
Рисунок 7 - Схема атомно-лучевой трубки
1 - источник пучка; 2 и 4 - отклоняющие магниты неоднородных полей Н1 и Н2; 3 - объемный резонатор; 5 - вольфрамовая проволока; 6 - коллектор; 7 - измеритель
Пары атомов цезия образуются при нагревании до температуры 150° в источнике 1. Вылетевшие из источника атомы цезия в виде расходящегося пучка направляются к приемнику. При движении к приемнику пучок пролетает через неоднородное магнитное поле Н1 образованное отклоняющим магнитом 2. Вид такого магнита, действующего на атомы цезия, летящие перпендикулярно плоскости магнитного поля, представлен на рисунке 8.
Рисунок 8 - Неоднородное магнитное поле отклоняющего магнита
1 - область постоянных по величине сил, действующих на атомы, летящие перпендикулярно плоскости рисунка; Н - поле магнита с полюсами S и N
Назначение неоднородного магнитного поля Н1 - разлагать пучок на части с разными энергетическими состояниями. Так как атомы обладают магнитными моментами, то поле магнита Н1 разделяет пучок цезия на несколько магнитных подуровней. Подобно вееру, часть атомов отклоняется к северному полюсу магнита, часть - к южному, а небольшая масть атомов сохраняет прежнее направление. Этот ход движения атомов представлен на рисунке 7 двумя лучами I и II.
Далее пучок атомов цезия попадает в поле объемного резонатора 3, магнитное поле которого Н управляется электрическим сигналами сверхвысокой частоты. Частота резонатора подбирается так, чтобы совпасть с частотой перехода между двумя подуровнями атомов цезия и , определяемых известным соотношением
,
Таким образом, в пучке I появятся атомы, которые в поле Н2 (отклоняющие магниты 4) будут отклоняться к приемнику 6, аналогично в пучок II попадают только те частицы, которые совершают квантовый переход под влиянием электромагнитного поля. Эти атомы будут также регистрироваться в приемнике.
Неоднородное магнитное поле Н2 магнита 4 делает пучок еще более расходящимся и отбрасывает те атомы цезия, которые не содержат подуровней и, т. е. не обладают частотой перехода, соответствующей частоте объемного резонатора.
Основной частью приемника является тонкая раскаленная вольфрамовая проволока 5, на которую попадают атомы цезия, отдавая свой валентный электрон вольфраму. Отрицательно заряженный коллектор приемника 6 собирает образующиеся ионы, в результате электрический ток, текущий через коллектор 6, пропорционален числу атомов цезия, попавших на приемник [5].
Число атомов, ежесекундно попадающих на приемник, тем больше, чем ближе частота электромагнитных колебаний объемного резонатора к частоте квантового перехода. Этой частоте приписывают значение
9 192 631 770,0 Гц. Долговременная стабильность частоты обеспечивается за счет исключения возможности столкновения атомов в печке в момент прохождения их в резонаторе.
Последнее обеспечивается низким давлением внутри резонатора и вытянутой П-образной конфигурацией. Эти условия формирования пучка атомов обеспечивают уровень нестабильности
.
2.2 Устройство автоподстройки частоты
Колебания, сформированные на выходе квантового стандарта частоты, обладают малой мощностью, около 10-10 Вт. Частота колебаний имеет высокостабильное фиксированное значение, которое необходимо измерить при использовании в радиотехнических системах. Для обеспечения перестройки частоты квантового стандарта на заданную величину применяют схему автоподстройки частоты. Схема обеспечивает увеличение мощности колебаний с сохранением стабильности частоты квантового стандарта. Преобразование частоты определяется коэффициентом преобразования . Вид упрощенной функциональной схемы автоподстройки частоты приведен на рисунке 9.
КСЧ - квантовый стандарт частоты; СМ - смеситель; УМН - умножитель частоты; КГ - кварцевый генератор; УПЧ - усилитель промежуточной частоты; ФД - фазовый детектор; ЦУЧ - цепь управления частоты
Рисунок 9 - Схема фазовой автоподстройки частоты
Колебания частоты, формируемые кварцевым генератором КГ, поступают на умножитель частот УМН, в котором частота колебаний повышается в n раз, т. е. получается значение . Коэффициент n выбирается так, чтобы значение приближалось к частоте квантового стандарта КС, а разница в частотах приближалась к .
Колебания с частотами и поступают на смеситель СМ, на входе которого образуются колебания . Эти колебания усиливаются по амплитуде в усилителе промежуточной частоты УПЧ и поступают на вход фазового детектора ФД. На второй вход фазового детектора поступают колебания с кварцевого генератора КГ.
В фазовом детекторе совпадают фазы вошедших колебаний при условии, что частота этих колебаний имеет одно и то же значение, т. е.
.
При рассогласовании фаз сигнал с выхода детектора ФД поступает в цепь управления частоты ЦУЧ. С помощью последней автоматически перестраивается частота КГ и через обратную связь преобразователя создается полное совпадение фаз [6].
Из соотношения (5) следует, что на выходе схемы частота кварцевого генератора определяется значением
.
Уход частоты от номинала в кварцевых генераторах характеризуется величиной 10-6. Приведенная схема автоподстройки частоты обеспечивает формирование колебаний на выходе кварцевого генератора со стабильностью квантового стандарта частоты, т. е. 10-12- 10-13 с требуемыми номиналами частот 10,23 МГц, 5,11 МГц и т. д.
2.3 Принципы формирования кодовых сигналов
2.3.1 Формирование P-кода
Формирование кодовых сигналов осуществляется в генераторах Р- и С/А-кодов. Конструктивно оба генератора выполнены на разрядных регистрах, образующие полиномы для которых задаются бортовым процессором.
Генератор Р-кода GPS состоит из двух двадцатичетырехразрядных регистров, разрядное состояние в которых меняется с частотой 10,23 МГц. Функционально генератор работает по временной зависимости
Каждый из указанных регистров, в свою очередь, конструктивно выполнен на объединенных двух двенадцатиразрядных регистрах. Регистры соответственно обозначены .
Образующие компоненты для регистров и определяются выражениями
А исходные состояния регистров имеют значения
Упрощенная схема формирования кодовой последовательности представлена на рисунке 10.
Рисунок 10 - Формирование последовательности
Вид формирования схемы последовательности для регистра приведен на рисунке 11.
Рисунок 11 - Формирование последовательности
Образующие полиномы для регистра Р2 имеют вид
Исходные состояния регистров определяются последовательностями
Рисунок 12 - Формирование последовательности
Схема кодовой последовательности представлена на рисунке 13.
Рисунок 13 - Формирование последовательности
Последовательности формируются с задержкой на целое число тактов i = 1...37, каждый из которых устанавливается для конкретного спутника. Каждая последовательность суммируется по модулю 2 с последовательностью В результате образуются 37 уникальных последовательности каждая из которых принадлежит конкретному спутнику. Число состояний (битов) регистра определяется значением 15 345 000, что соответствует временному интервалу 1,5 с. Через каждые 1,5 с состояния регистров повторяются, но с новыми признаками. Когда начинается новая неделя, сдвиговые регистры Р1А, Р1В, Р2А, Р2В инициализируются для выработки первого разряда недели [7]. По окончании недели формируется признак конца недели.
2.3.2 Формирование С/А-кода
В генераторе С/А-кода создается сигнал, предназначенный для гражданских потребителей. Для образования С/А-сигнала применен полином Голда с периодом 1 мс, тактовой частотой 1,023 МГц. Формирование полинома Голда осуществляется схемой генератора, изображенной на рисунке 14.
Рисунок 14 - Упрощенная структурная схема генератора С/А-кода
В схеме использованы два десятиразрядных регистра сдвига с обратными связями, формирующие последовательности которых задаются бортовой центральной вычислительной машиной и определяются полиномами
Сложением указанных последовательностей образуется сигнал кода Голда
2.3.3 Формирование дальномерного кода и синхроимпульсов ГЛОНАСС
Дальномерный код представляет псевдослучайную последовательность длиной 511 элементов с периодом повторения 10-3 с. Формирующий полином
На рисунке 15 изображена структура, формирующая дальномерный код. Дальномерный код снимается с седьмого разряда девятиразрядного регистра сдвига. Начальное состояние определяется значениями: 111 111 111.
Рисунок 15 - Структурная схема сдвига, формирующего дальномерный код
Упрощенная схема формирователя дальномерного кода и
синхроимпульсов для навигационного сигнала приведена на рисунке 16.
Рисунок 16 - Упрощенная схема формирования псевдослучайной последовательности и синхроимпульсов для навигационного сигнала
2.4 Формирование фазовой модуляции несущего сигнала
спутниковая навигационная система сигнал
Принцип формирования фазовой модуляции несущего колебания одним из сигналов показан на рисунке 17.
Рисунок 17 - Временные диаграммы формирования
UM - модулирующий сигнал; UН - несущее колебание; UK - кодовый сигнал;
(UH ± UK ) - фазомодулированный (фазоманипулированный) сигнал
фазомодулированного сигнала
Каждый передающий канал спутника излучает сигнал, который может быть представлен выражением
Сигнал несущей частоты модулируется двумя двоичными последовательностями, каждая из которых образована путем суммирования по модулю 2 дальномерного кода и передаваемых системных и навигационных данных. Первая последовательность является суммой по модулю 2 дальномерного Р-кода и навигационных данных. Вторая последовательность является суммой по модулю 2 открытого С/А-кода и той же последовательности навигационных данных.
Чтобы исключить возможное наложение Р- и С/А-кодовых сигналов, передача осуществляется квадратурными компонентами:
- синусоидальной;
- косинусоидальной.
Для этой реализации в схеме космического аппарата предусмотрены фазоинверторы «/2», осуществляющие сдвиги фаз несущих колебаний, содержащих Р-кодовый сигнал, на 90°.
Радиосигнал на частоте бифазно манипулирован только одной из двух ранее рассмотренных последовательностей. Выбор модулирующей последовательности обеспечивается по команде с наземного контрольно-командного комплекса.
3. Методы измерений при применении спутниковых навигационных систем
3.1 Абсолютный метод
В основе метода использованы квазидальномерные измерения. Их применение возможно, если синхронизированы временные шкалы часов всех спутников системы, а часы наблюдателя имеют достаточную стабильность за время измерений. Но время наблюдателя имеет «уход» от шкалы системы спутников. В этом случае многоканальный приемник фиксирует интервалы времени прихода сигналов от нескольких спутников относительно местной временной шкалы. Эти интервалы определяют соответствующие псевдодальности, отличающиеся от истинных дальностей на величину, полученную сдвигом временной шкалы потребителя относительно временной шкалы часов спутника.
Время запаздывания определяется как разность показаний часов спутника и приемника в моменты генерации одного и того же сигнала
.
Временная диаграмма запаздывания кодов показана на рисунке 18.
Рисунок 18 - Измерение времени запаздывания идеальных кодовых сигналов в приемнике
Расстояние между спутником и приемником вычисляется по формуле
,
где - скорость распространения электромагнитной волны.
Движение спутника учитывается зависимостью измеряемых величин от времени Иногда для сокращения записи обозначение t опускается.
Измерения выполняются кодовыми или фазовыми методами. Кодовые методы значительно уступают по точности фазовым методам и выполняются с помощью С/А- или Р-кода, а наиболее точные измерения выполняются фазовыми методами на несущих частотах и Основные характеристики кодов и сигналов, например, для GPS представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристики сигналов GPS
|
Параметры |
Продолжительность и длина кода |
Частота, МГц |
Период и длина волны символа кода |
Погрешность, 1% от длины волны |
|
|
С/А-код |
1 мс293,26 км |
1,023 |
1,0 мкс293,26 м |
10 нс3,0 м |
|
|
Р-код |
7 суток18,1 * 1010 км |
1,023 |
0,1 мкс29,33 м |
1 нс0,3 м |
|
|
19,2 см |
1 227,600 |
24,4 см |
2,4 мм |
||
|
24,0 см |
1 575,420 |
19,05 см |
1,9 мм |
Из данных таблицы 1 следует, что один символ С/А-кода соответствует приблизительно 293 м, а весь код - 293 км. Другими словами, С/А-код состоит из 1 000 символов. Все расстояние более чем в 20 200 км от спутника до GPS-приемника будет состоять из N отрезков по 293,26 км, m отрезков - по 293,26 м и доли от 296,26 м.
Величина N - целое число миллисекунд распространения сигнала от спутника до приемника, равно примерно 70-80 единицам. Зафиксировать величину N невозможно, она определяет неоднозначность С/А-кодовых измерений. Ее находят другим способом, например, по расстоянию, приближенно известному с точностью до 100 км. Для этого задают приближенные координаты приемника, определенные по карте. Величины m и измеряют, совмещая с принятым со спутника кодом сигнал, созданный в приемнике, путем последовательного сдвига до наступления корреляции.
Известно, что на спутнике и в приемнике коды генерируют строго синхронно. Тогда приходящий в приемник сигнал спутника будет «запаздывать» пропорционально времени распространения по отношению к сигналу приемника, и при наложении коды не совпадут. Местный сигнал приемника последовательно «задерживается» на такое измеряемое время, чтобы принимаемый сигнал успел его «догнать», и они оба совпали.
Качество результата будет зависеть от точности интерполяции кода. Современные приборы позволяют фиксировать с точностью 0,01 доли периода и даже точнее. В линейной мере это составляет для С/А-кода около 3 м. Поэтому, если бы не было других источников ошибок, то дальности можно было бы измерять с погрешностью от нескольких метров и точнее. Точный Р-код обладает более высокими возможностями. В GPS длительность символа Р-кода соответствует расстоянию 30 м. Точность измерений будет в 10 раз выше, чем для стандартного С/А-кода. Длительность Р-кода составляет 7 суток, что многократно больше времени пробега радиоволной пути от спутника до GPS-приемника. Время на дистанции «спутник - приемник» оценивается величиной около 0,07 с.
Количество символов в Р-коде около 6*1012 с. С точностью порядка 0,3 м дальность определяется однозначно. Тем не менее, желательно знать приближенное значение координат наземной станции. Также не известно время запаздывания кода. Для полного последовательного перебора дубликата Р-кодовых сигналов приемника до момента совпадения с аналогичной кодовой последовательностью принимаемых сигналов потребовалось бы очень большое время поиска. Приемник способен «просмотреть» за 1 с до 1 000 символов. Когда координаты станции совсем не известны, их принимают равными нулю. В этом случае приемник располагают как бы в центре масс Земли. Дальность от спутника до центра Земли всегда больше, чем до ее поверхности, наибольшая погрешность в приближенном расстоянии будет равна радиусу Земли (6 371 км). Легко подсчитать, что время поиска не превысит четырех минут. Поэтому современные GPS-приемники находят местоположение и без предварительного указания текущего времени и приближенных координат станции [8].
Четыре одновременно измеренные псевдодальности, а также принятые в навигационном сообщении данные об эфемеридах и временных параметрах часов спутников позволяют вычислить три координаты наблюдателя и поправку к временной шкале приемника относительно шкалы космического аппарата. Рисунок 19 иллюстрирует прием сигналов в приемнике от созвездия спутников.
Рисунок 19 - Схема расположения приемника и спутников
Уравнение псевдодальности между первым спутником S1 и приемником определяется выражением
,
где - действительное расстояние между приемником A с координатами и спутником S1 с координатами ;
Полная временная задержка, обусловленная влиянием земной атмосферы с учетом ионосферной и тропосферной задержек, то есть
;
- отклонение временных шкал приемника наблюдателя и космического аппарата соответственно от единого системного времени GPS или ГЛОНАСС;
Ионосферная задержка вдоль трассы «спутник - приемник» зависит от электронной концентрации ионосферы и зенитного угла из точки наблюдения на спутник. В линейной мере задержка может быть представлена соотношением
,
Соотношение используется для вычисления ионосферной задержки при кодовых (временных) изменениях в одночастотных приемниках (навигационной аппаратуре, работающей на частоте .
Из экспериментальных измерений установлено, что при = 1018 м-2 задержки составляют 9-12 метров при зенитных углах вблизи 90°, а при зенитных углах 15° задержки увеличиваются в три раза. Погрешности измерений при определении ионосферной задержки составляют 2 м.
В настоящее время более высокоточный метод определения ионосферной задержки основан на применении двухчастотных измерений. Вследствие дисперсионных свойств ионосферы для радиоволн значения дальностей трассы «спутник - приемник», полученных по измерениям на несущих волнах частоты и различны. Из измеренных дальностей и параметров несущих частот получают «чистую дальность», свободную от погрешностей ионосферной задержки, определяемую формулой
Задержки в тропосфере для одночастотного приемника определяются по зависимости
,
Погрешности измерений характеризуются величиной менее 0,5 м. Более точно тропосферная задержка определяется при расчетах по формуле Саастамойнена
,
Температура, давление и влажность воздуха определяются в точке стояния приемника. Погрешности определения тропосферных задержек при зенитных углах от 30 до 80° составляют 1-2 см при применении формулы Саастамойнена.
3.2 Дифференциальный метод
Дифференциальный метод разработан для повышения точности измерений как псевдодальностей, так и других параметров. Режим основан на формировании разностей отсчетов, поэтому он назван дифференциальным.
Сигналы от спутников (НИСЗ 1 - НИСЗ 4) поступают на объект потребителя, например, самолет и на контрольную станцию. На контрольной станции в точной аппаратуре приемника результаты измерений накапливаются, в них отфильтровываются случайные погрешности. Эти данные поступают в формирователь корректирующий информации. Для коррекции информация сравнивается с точными данными контрольной станции, полученными путем геодезической привязки. Сформированные корректирующие поправки через передатчик направляются на объект потребителя.
Этим режимом выявляются систематические части погрешностей эфемерид, уход шкалы времени, влияние ионосферы и тропосферы. Эффект от использования способа зависит от степени пространственной и временной корреляций контрольной станции и объекта потребителя. При сильной корреляции систематическая часть погрешностей будет полностью исключаться.
Схема реализации дифференциального метода приведена на рисунке 20.
Рисунок 20 - Схема дифференциального метода
НИСЗ - навигационные искусственные спутники Земли; КС - контрольная станция;
КИ - корректирующая информация; АП - аппаратура приемника
При дифференциальном методе применяются следующие способы ввода корректирующих поправок:
- коррекция координат;
- коррекция навигационных поправок.
3.2.1 Коррекция координат
Способ предполагает, что корректирующая информация формируется на контрольной станции путем сопоставления эталонных координат (координаты антенны определены из геодезических данных) с координатами, вычисленными в результате навигационного сеанса, проведенного аппаратурой потребителя наивысшего класса точности. Полученные дифференциальные поправки передаются объекту потребителя, который уточняет по ним свои координаты. Алгоритм этого метода может быть представлен следующей формулой
где - векторы оценок координат контрольной станции и потребителя по сигналам спутников;
На рисунке 21 представлена структурная схема реализации способа коррекции координат.
АП - аппаратура потребителя; М - модулятор; ДМ - демодулятор;
КК - корректор координат; КИ - корректирующая информация
Рисунок 21 - Иллюстрация способа коррекции координат
Недостаток способа - ограничение дальности действия. Потребитель работает по наиболее выгодной форме созвездия спутников (фактор GDOP), по этому же созвездию должна работать и контрольная станция. Это возможно при небольших удалениях от контрольной станции (сотни километров). Перенос же поправок, найденный по одному созвездию, на результаты определений по другому созвездию ухудшает точность измерений.
3.2.2 Коррекция навигационных параметров
Особенность коррекции состоит в том, что на контрольной станции вычисляются поправки в псевдодальности между контрольной станцией и всеми спутниками, находящимися над радиогоризонтом. Для этого измеряют псевдодальности до всех спутников и по эталонным координатам контрольной станции и координатам спутников находят расчетные псевдодальности. Эти псевдодальности принимаются за истинные. Разности измеренных и расчетных псевдодальностей передаются потребителям в виде поправок. Каждый потребитель выбирает оптимальное созвездие и измеренные псевдодальности корректируются полученными с контрольной станции поправками.
3.3 Фазовый дифференциальный метод
При относительных определениях навигационные измерения выполняются по одним и тем же совокупностям спутников в совпадающие либо близкие моменты с двух пунктов. По результатам этих измерений вычисляются геоцентрические координаты этих пунктов . Вычитание одноименных компонент местоположений позволяет определить проекции базовой линии, соединяющей пункты, то есть
Расстояние между пунктами рассчитывается как
Направляющие углы, характеризующие ориентирование базовой линии в пространстве, определяются соотношениями
Для обеспечения обработки измерений необходимо иметь постоянную связь между пунктами, чтобы передавать получаемые данные с одного пункта на другой или с обоих пунктов на объект совместной обработки в реальном времени.
Схема, поясняющая взаимное расположение спутников и пунктов при относительных измерениях, приведена на рисунке 22.
Рисунок 22 - Схема расположения пунктов и спутников
Для повышения точности измерения накапливаются в виде массивов и в дальнейшем обрабатываются совместно. Достоинством относительных определений является то, что ряд погрешностей, имеющих систематический характер, компенсируется при вычислении базовой линии, что позволяет более точно определять относительное местоположение пунктов.
Реализация режима относительных определений требует точной частотной и временной синхронизации приемников на пунктах 1 и 2. Практически, на момент измерений имеются начальное смещение шкал времени, а также их дрейф, приводящие к погрешностям. Компенсация этих погрешностей осуществляется применением разностных измерений регистрируемых параметров сигналов, особенно при фазовых измерениях. При вычислении расстояний между пунктами в обработку измерений включаются преимущественно двойные разности фаз несущих колебаний.
Известно, что фаза сигнала -го спутника, принимаемая потребителем в момент времени относительно фазы сигнала генератора приемника, расположенного в пункте 1, представляется выражением
где - фазы сигналов генераторов приемника пункта 1 и -того спутника в момент времени ;
- псевдодальность между спутником и приемником;
Если в пункте 2 помещен аналогичный приемник и в тот же момент времени фиксируется фаза сигнала, принимаемого от -того спутника, то ее (фазы) выражение примет вид
Разность фаз сигналов в пунктах 1 и 2 может быть записана соотношением
где - расхождение фаз сигналов генераторов приемников пунктов 1 и 2;
разности фаз сигналов в пунктах 1 и 2, обусловленных ионосферной и тропосферной задержками.
По аналогии для сигналов, принятых от -го спутника в пунктах 1 и 2, разность фаз может быть представлена как
где обозначения имеют тот же смысл, что и в соотношении (27). В соотношении (28) введена частота, так как на спутниках системы NAVSTAR генерируются одинаковые частоты.
С учетом соотношений (27) и (28) формируются двойные разности фаз относительно -го и -го спутников
где .
Если на пунктах 1 и 2 принимаются сигналы одного -го спутника, но в разные моменты времени и то могут быть образованы двойные разности фаз по времени
Измерение фаз несущих волн сопровождается неоднозначностью определений целого числа фазовых циклов.
Однозначная регистрация фазы осуществляется в пределах фазового цикла, т. е. 2 или 360° соответствующих длин волн несущих:
- GPS
- ГЛОНАСС
При измерении псевдодальностей порядка 20 200 км надежное определение числа 20-сантиметровых длин волн является проблемной задачей.
Для нахождения целого числа длин волн (фазовых циклов) существует несколько способов разрешения неоднозначности, многие из которых являются достаточно сложными и трудоемкими [9].
В частности, в способе, основанном на избыточности фазовых измерений, используются измерения фаз на одном или двух частотных каналах при одновременных наблюдениях пяти и более спутников. Неизвестными являются координаты определяемого пункта и значения целых фазовых циклов. Совместное решение составленных уравнений методом итераций приводит к нахождению неизвестных.
...Подобные документы
Принципы функционирования спутниковых навигационных систем. Требования, предъявляемые к СНС: глобальность, доступность, целостность, непрерывность обслуживания. Космический, управленческий, потребительский сегменты. Орбитальная структура NAVSTAR, ГЛОНАСС.
доклад [36,6 K], добавлен 18.04.2013Развитие спутниковой навигации. Структура навигационных радиосигналов системы GPS. Состав навигационных сообщений спутников системы GPS. Алгоритмы приема и измерения параметров спутниковых радионавигационных сигналов. Определение координат потребителя.
реферат [254,9 K], добавлен 21.06.2011Навигационные измерения в многоканальной НАП. Структура навигационных радиосигналов в системе ГЛОНАСС и GPS. Точность глобальной навигации наземных подвижных объектов. Алгоритмы приема и измерения параметров спутниковых радионавигационных сигналов.
курсовая работа [359,2 K], добавлен 13.12.2010Сущность спутниковых навигационных систем. Определение координат их потребителя. Правовая основа применения систем функционального дополнения. Особенности распространения волн средневолнового диапазона. Метод частотной модуляции с минимальным сдвигом.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 27.07.2013Классификации и наземные установки спутниковых систем. Расчет высокочастотной части ИСЗ - Земля. Основные проблемы в производстве и эксплуатации систем приема спутникового телевидения. Перспективы развития систем спутникового телевизионного вещания.
дипломная работа [280,1 K], добавлен 18.05.2016Региональные спутниковые навигационные системы: Бэйдау, Галилео, индийская и квазизенитная. Принцип работы и основные элементы: орбитальная группировка, наземный сегмент и аппаратура потребителя. Создание карт для навигационных спутниковых систем.
курсовая работа [225,5 K], добавлен 09.03.2015Рассмотрение методов измерения параметров радиосигналов при времени измерения менее и некратном периоду сигнала. Разработка алгоритмов оценки параметров сигнала и исследование их погрешностей в аппаратуре потребителя спутниковых навигационных систем.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 23.10.2011Виды спутниковых навигационных систем. Спутниковый мониторинг транспорта. Вычисление показателей вариации для очищенного ряда с помощью программы Excel и пакетного анализа. Составление интервального ряда и построение графика по дискретному ряду.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.01.2014Методы имитационного моделирования системы автоматического регулирования и исследования основных характеристик систем фазовой автоподстройки частоты. Структурная схема системы фазовой автоподстройки частоты. Элементы теории систем фазового регулирования.
лабораторная работа [450,8 K], добавлен 17.12.2010Основы построения аналоговых радиорелейных линий. Радиорелейные линии синхронной цифровой иерархии. Принципы построения спутниковых систем связи. Многостанционный доступ с разделением по частоте и времени. Требования к видеодисплейным терминалам.
дипломная работа [813,6 K], добавлен 17.05.2012Построение радиорелейных и спутниковых линий передачи, виды применяемых модуляций. Характеристика цифровых волоконно-оптических систем передачи. Применение программно-аппаратного комплекса LabView для тестирования сигнализации сети абонентского доступа.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 26.06.2011Формальная классификация моделей. Математические модели измерительных приборов. Применение фильтра Калмана в обработке спутниковых сигналов. Ошибки измерений и их порядки. Свойства условных вероятностей. Оценивание по минимуму апостериорной дисперсии.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 09.10.2013Общая характеристика спутниковых систем. Структура навигационного радиосигнала. Описание интерфейса системы ГЛОНАСС. Назначение и содержание навигационного сообщения. Расчет и моделирование орбитального движения спутников в программной среде MatLab.
дипломная работа [5,5 M], добавлен 28.12.2011Анализ проектирования системы инерциальной навигации. Обзор аналогичных конструкций. Гонка "Крепкий орешек". Принцип построения навигационных систем. Анализ ошибок датчиковой системы. Расчет статических и динамических параметров гироскопа, демпферов.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 21.04.2015Приёмники космической навигации и системы передачи информации через них. Анализ систем GPS и ГЛОНАСС, их роль в решении навигационных, геоинформационных и геодезических задач, технические особенности. Оценка структуры космической навигационной системы.
реферат [1,4 M], добавлен 26.03.2011Критерий выбора проектных решений мест установки приёмных антенн навигационных систем. Построение алгоритма и математических моделей для оценки показателя эффективности принимаемых проектных решений. Схема для оценки экранирования навигационных спутников.
курсовая работа [498,8 K], добавлен 13.02.2013Характеристика основных функций и возможностей спутниковых радионавигационных систем - всепогодных систем космического базирования, которые позволяют определять текущие местоположения подвижных объектов. Система спутникового мониторинга автотранспорта.
реферат [2,9 M], добавлен 15.11.2010Передача цифровых данных по спутниковому каналу связи. Принципы построения спутниковых систем связи. Применение спутниковой ретрансляции для телевизионного вещания. Обзор системы множественного доступа. Схема цифрового тракта преобразования ТВ сигнала.
реферат [2,7 M], добавлен 23.10.2013Разработка интерактивного информационно-навигационного терминала для московского метро. Проектирование удобного и быстрого интерфейса, связывающего навигацию в метро и в городе, и отвечающего всем потребностям в навигации граждан современного мегаполиса.
дипломная работа [4,9 M], добавлен 15.02.2016Обоснование необходимости использования и развития радионавигационных систем. Анализ принципа построения и передачи сигналов радионавигационных систем. Описание движения спутников. Принцип дифференциального режима и методы дифференциальной коррекции.
курсовая работа [654,2 K], добавлен 18.07.2014
