Требования, предъявляемые к навигационным сигналам (ОП СРНС, лекция) — различия между версиями
Korogodin (обсуждение | вклад) (→Точность определения псевдодальность) |
Korogodin (обсуждение | вклад) (→Точность определения псевдодальность) |
||
| Строка 8: | Строка 8: | ||
* Не требовать для приема и передачи сложной аппаратуры. | * Не требовать для приема и передачи сложной аппаратуры. | ||
| − | == Точность определения | + | == Точность определения псевдодальности == |
Сигнал должен позволять точно восстанавливать кодовое сигнальное время несмотря на действие шумов. | Сигнал должен позволять точно восстанавливать кодовое сигнальное время несмотря на действие шумов. | ||
| Строка 22: | Строка 22: | ||
:<math>\beta = \sqrt{\left[ {\frac{1}{E}\int\limits_{ - \infty }^\infty {{{\left( {2\pi f} \right)}^2}{{\left| {\dot S\left( f \right)} \right|}^2}df} } \right]}</math> - эффективная ширина спектра радиосигнала, | :<math>\beta = \sqrt{\left[ {\frac{1}{E}\int\limits_{ - \infty }^\infty {{{\left( {2\pi f} \right)}^2}{{\left| {\dot S\left( f \right)} \right|}^2}df} } \right]}</math> - эффективная ширина спектра радиосигнала, | ||
:<math>E = \int\limits_0^T {{s^2}\left( t \right)dt} = \int\limits_{ - \infty }^\infty {{{\left| {\dot S\left( f \right)} \right|}^2}df} </math> - энергия сигнала за время наблюдения, | :<math>E = \int\limits_0^T {{s^2}\left( t \right)dt} = \int\limits_{ - \infty }^\infty {{{\left| {\dot S\left( f \right)} \right|}^2}df} </math> - энергия сигнала за время наблюдения, | ||
| − | :<math>\dot S\left( f \right) = \int\limits_0^T {s\left( t \right){e^{ - i2\pi | + | :<math>\dot S\left( f \right) = \int\limits_0^T {s\left( t \right){e^{ - i2\pi (f-f_0)t}}dt}</math> - спектральная плотность сигнала записанная относительно несущей. |
| + | |||
| + | В реальной аппаратуре полоса радиотракта ограничена, поэтому интеграл при расчете следует ограничить в пределах. Кроме того, эта постановка задачи не в полной мере отражает работу приемника - задержка меняется во времени, поэтому используют системы слежения. Тем не менее, эти выражения позволяют установить качественно связь между параметрами сигнала и точностью оценки его задержки (а значит и кодового сигнального времени, псевдозадержки, псевдодальности). | ||
| + | |||
| + | В формуле эффективной ширины спектра присутствует множитель вида <math>f^2</math> - парабола. Следует вывод - по гармоническому колебанию задержку не определить, а для уменьшения ошибки определения задержки следует увеличивать ширину спектра сигнала. В пределе наилучшую точность обеспечивают сигнал с двумя компонентами в спектре, максимально отдаленными от несущей. | ||
| + | |||
| + | == Точность определения псевдоскорости == | ||
== Предоставление эфемеридных данных и альманаха == | == Предоставление эфемеридных данных и альманаха == | ||
Версия 13:13, 25 октября 2013
Навигационные определения формируются в СРНС второго поколения на базе псевдодальномерного метода. Навигационный сигнал должен позволять реализовывать этот метод. Давайте поставим себя на место разработчика навигационной системы. Сигнал какой структуры нам выбрать? Какие требования к нему предъявить?
На качественном уровне, укрупнено, сигнал каждого НС должен:
- Позволять хорошо определять псевдодальность;
- Передавать информацию о положении НС системы;
- Быть отличимым от сигналов других НС;
- Не мешать другим радиосистемам;
- Не требовать для приема и передачи сложной аппаратуры.
Содержание |
Точность определения псевдодальности
Сигнал должен позволять точно восстанавливать кодовое сигнальное время несмотря на действие шумов.
Кодовое сигнальное время определяется по огибающей сигнала - модуляции несущей частоты.
Допустим, используется некоторый сигнал 
. Допустим, на приемной стороне известна его частота, амплитуда, начальная фаза - то есть все параметры, кроме задержки огибающей. Рассмотрим случай, когда сигнал наблюдается на фоне белых некоррелированных гауссовых шумов 
на некотором временном интервале длительностью 
. Считается, что задержка на этом интервале не меняется. В статистической теории радиотехнических систем найдена потенциальная граница точности (СКО) оценки задержки 
такого сигнала по наблюдениями 
:
,
где
- отношение сигнал/шум,
![\beta = \sqrt{\left[ {\frac{1}{E}\int\limits_{ - \infty }^\infty {{{\left( {2\pi f} \right)}^2}{{\left| {\dot S\left( f \right)} \right|}^2}df} } \right]}](/images/math/2/a/0/2a05f1e69d29833d30099da699b7776c.png)
- эффективная ширина спектра радиосигнала,
- энергия сигнала за время наблюдения,
- спектральная плотность сигнала записанная относительно несущей.
В реальной аппаратуре полоса радиотракта ограничена, поэтому интеграл при расчете следует ограничить в пределах. Кроме того, эта постановка задачи не в полной мере отражает работу приемника - задержка меняется во времени, поэтому используют системы слежения. Тем не менее, эти выражения позволяют установить качественно связь между параметрами сигнала и точностью оценки его задержки (а значит и кодового сигнального времени, псевдозадержки, псевдодальности).
В формуле эффективной ширины спектра присутствует множитель вида 
- парабола. Следует вывод - по гармоническому колебанию задержку не определить, а для уменьшения ошибки определения задержки следует увеличивать ширину спектра сигнала. В пределе наилучшую точность обеспечивают сигнал с двумя компонентами в спектре, максимально отдаленными от несущей.
Точность определения псевдоскорости
Предоставление эфемеридных данных и альманаха
Для передачи эфемеридной информации можно использовать и другие каналы связи, но удобнее - совмещать в навигационном сигнале функции носителя сигнального времени и навигационных данных.
