Научный руководитель: профессор, д.т.н. Перов Александр Иванович Студентка: Захарова Елена

1. МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ на тему:Исследование систем слежения за задержкой навигационного сигнала с ВОС-модуляцией Научный руководитель: профессор, д.т.н. Перов Александр Иванович Студентка: Захарова Елена Учебная группа: ЭР-20-06 Москва, 2012 г.

2. Постановка задачи С 2014 года в системе ГЛОНАСС будут излучаться навигационные сигналы с ВОС-модуляцией. Аппаратура приема таких сигналов в РФ еще не разрабатывалась. Поэтому актуальным является исследование методов и алгоритмов обработки таких сигналов, в том числе алгоритмов слежения за задержкой. Цель магистерской работы: исследование систем слежения за задержкой навигационного сигнала с BOC-модуляцией в спутниковой радионавигационной системе ГЛОНАСС

3. Анализ различных типов сигналов: с модуляцией BPSK(2), BOC(1,1), BOC(2,1) и с временным мультиплексированием В СРНС ГЛОНАСС: где: BPSK (n): Сигнал с модуляцией BPSK(2): Сигнал с модуляцией BOC(1,1): Сигнал с модуляцией BOC(2,1): Сигнал с временным мультиплексированием: Функция модуляции ПСП дальномерного кода для сигнала ВОС(1,1) Функция модуляции ПСП дальномерного кода для сигнала ВОС(2,1)

4. Анализ корреляционных функций дальномерного кода рассматриваемых типов сигналов Согласно общему определению КФ дальномерного кода сигнала: Корреляционная функция ДК сигнала BPSK(1): и BPSK(2): Корреляционная функция ДК сигнала BOC(1,1) Корреляционная функция ДК сигнала с временным мультиплексированием Корреляционная функция ДК сигнала BOC(2,1)

5. Схема дискриминатора Анализ ДХ для временного двухстробового дискриминатора Выражение для ДХ: Нормированная ДХ для сигнала ВPSK(2) при Нормированная ДХ для сигнала ВОС(1,1) при

6. Анализ ДХ для временного многостробового дискриминатора Выражение для результирующей ДХ: Нормированная результирующая ДХ для сигнала ВOC(1,1) Нормированные ДХ для сигнала ВOC(1,1) Сплошная линия: составляющая дискриминатора задержки Пунктирная линия: составляющая дискриминатора задержки

7. Анализ ДХ для векторного двухкомпонентного дискриминатора Дискриминатор системы фильтрации: Выражение для ДХ: Точная практическая формула расчета двумерной КФ для сигнала с модуляцией ВОС(2,1): Приближенная теоретическая формула расчета двумерной КФ для сигнала с модуляцией ВОС (2,1): График практической двумерной КФ для сигнала с модуляцией ВОС(2,1) График теоретической двумерной КФ для сигнала с модуляцией ВОС(2,1)

8. Анализ ДХ для временного двухканального дискриминатора Выражение для ДХ: Семейство нормированных ДХ при приеме мультиплексированного сигнала при разных расстройках Схема дискриминатора Примечание: График 1: Нормированная ДХ при приеме мультиплексированного сигнала при расстройке График 2: Нормированная ДХ при приеме мультиплексированного сигнала при расстройке График 3: Нормированная ДХ при приеме мультиплексированного сигнала при расстройке Рекомендация по выбору расстройки:

9. Сравнительный анализ дисперсий шума эквивалентных наблюдений для четырех типов временных дискриминаторов при приеме навигационного сигнала с модуляцией BPSK(2), ВОС (1,1), ВОС (2,1) и с временным мультиплексированием

10. Анализ особенностей реализации системы слежения за задержкой навигационного сигнала с временным мультиплексированием Семейство ПСП ДК для трех типов сигналов Обобщенная схема следящей системы Примечание: График 1: ПСП ДК сигнала BPSK(1) График 2: ПСП ДК сигнала ВОС(1,1) График 3: ПСП ДК сигнала с временным мультиплексированием Семейство нормированных ДХ при расстройке Корреляционная функция ДК сигнала Примечание: График 1: Теоретическая нормированная ДХ График 2: Практическаянормированная ДХ

11. Разработка модели системы слежения за задержкой (дальностью) сигнала с временным мультиплексированием Зависимость входного воздействия, полученного на основе реальной модели движения спутников и приемника, от времени Зависимость ошибки слежения по дальности от времени в отсутствии шума Зависимость ошибки слежения по дальности от времени при наличии шума Оптимальное «отношение с/ш», при котором не происходит срыва слежения дальностью сигнала: (Гц) (ДбГц)

12. Основные результаты по магистерской диссертации: 1) проведен анализ различных типов сигналов: с модуляцией BPSK(2), BOC(1,1), ВОС(2,1) и с временным мультиплексированием, а именно рассмотрены математические модели, корреляционные функции и рассчитана потенциальная точность оценки задержки навигационных сигналов с модуляцией ВPSK(2) и ВОС(1,1); 2) проведен анализ статистических (дискриминационных и флуктуационных) характеристик различных типов временных дискриминаторов: двухстробового, многостробового, векторного двухкомпонентного и двухканального, построенного для приема сигнала с временным мультиплексированием; 3) проведен сравнительный анализ дисперсий шума эквивалентных наблюдений дискриминаторов четырех типов; 4) дана соответствующая рекомендация: при приеме сигнала с временным мультиплексированием необходимо использовать временной двухканальный дискриминатор при расстройке, равной . Данный тип дискриминатора применяется далее для построения всей следящей системы в целом; 5) проанализированы особенности реализации системы слежения за задержкой навигационного сигнала с временным мультиплексированием; 6) разработана с помощью пакета Matlabимитационная модель реальной следящей системы за задержкой мультиплексированного во времени сигнала.