Введение в современные спутниковые радионавигационные системы. Часть 1: общие принципы, современное состояние, перспективы развития. Насыров И.А. - 10 стр.

UptoLike

Составители: 

19
2. широкополосный навигационный радиосигнал 1250 МГц с ПСП2
(F
2
=5,11 МГц) без ЦИ.
Поскольку частота инвертирования ПСП много меньше ее тактовой частоты,
то ширина основного «лепестка» огибающей спектра мощности шумоподобного
фазоманипулированного навигационного радиосигнала равна двойному значению
тактовой частоты ПСП. Следовательно, ширина основного «лепестка» огибающей
спектра мощности узкополосного навигационного радиосигнала равна 1,022 МГц,
широкополосного 10,22 МГц.
Рис. 9. Сигнал ГЛОНАСС в диапазоне 1600 МГц состоит из:
грубого дальномерного кода, передаваемого со скоростью
511 Кбит/с (г);
последовательности навигационных данных, передаваемых
со скоростью 50 бит/с (а);
меандрового колебания, передаваемого со скоростью 100
бит/с (б)
При проектировании СРНС ГЛОНАСС была выработана следующая «сетка»
номинальных значений несущих частот для
навигационных радиосигналов в двух
диапазонах частот верхнем 1600 МГц (В) и нижнем 1250 МГц (Н):
ƒ
вk
=ƒ
в0
+k∆ƒ
в
; ƒ
в0
=1602,0000 МГц; ∆ƒ
в
=0,5625 МГц;
ƒ
нk
=ƒ
н0
+k∆ƒ
н
; ƒ
н0
=1246,0000 МГц; ∆ƒ
н
=0,4375 МГц;
ƒ
вk
/ƒ
нk
= 9/7;
где k условный порядковый номер пары несущих частот ƒ
вk
и ƒ
нk
для
навигационных радиосигналов 1600 МГц и 1250 МГц.
Радиопередатчики навигационных радиосигналов в НКА первой
модификации излучают навигационные радиосигналы на переключаемых несущих
частотах с номерами k = 1, ... ,24.
Приведем значения крайних несущих частот навигационных радиосигналов:
ƒ
в1
=1602,5625 МГц; ƒ
в24
=1615,5000 МГц;
ƒ
н1
=1246,4375 МГц; ƒ
н24
=1256,5000 МГц;
20
Рабочие спектры навигационных радиосигналов на несущих частотах с
номерами k = 1, ...,24 занимают полосы частот:
узкополосные навигационные радиосигналы 1602,0...1616,0 МГц;
широкополосные навигационные радиосигналы 1597,4...1620,6 МГц,
1241,3...1261,6 МГц.
В диапазоне частот 1600 МГц и 1250 МГц согласно Регламенту радиосвязи
выделены полосы частот:
для спутниковой радиосвязи (Космос Земля) 1559,0...1610,0 МГц;
1215,0...1260,0 МГц;
для воздушной радионавигации
1559,0...1626,5 МГц.
ВАКР-87 распределил полосу частот 1610,6...1613,8 МГц для
радиоастрономии на первичной основе. Чтобы снизить и в дальнейшем полностью
исключить радиопомехи радиотелескопам в диапазоне частот 1610,6...1613,8 МГц со
стороны навигационных радиосигналов системы ГЛОНАСС, Администрация
системы ГЛОНАСС приняла в 1993г. решение, согласно которому для 24 штатных
НКА в системе ГЛОНАСС будут использоваться следующие номера (k) несущих
частот:
1. до1998 г. k = 1,...,15; k = 21,...,24;
2. c 1998 г. до 2005 г. k = 1,...,12;
3. c 2005 г. k = -7,...,4.
Упрощенные изображения огибающей спектров мощности узкополосных и
широкополосных навигационных радиосигналов 1600 МГц для названных выше трех
этапов приведены на рис. 10. К 2005 г. из радиоастрономической полосы будут
выведены спектры широкополосных и узкополосных навигационных радиосигналов.
Это будет
реализовано за счет применения НКА второй модификации, в которой
передатчики навигационных радиосигналов могут излучать навигационные
радиосигналы на любой паре переключаемых несущих частот с номерами k=-
7,0,...+12.
Рис. 10. Упрощенные изображения огибающей спектров мощности узкополосных и
широкополосных навигационных радиосигналов 1600 МГц
Структура ЦИ в узкополосных навигационных радиосигналах 1600МГц.
Для навигационных радиосигналов ЦИ формируется на борту НКА на основе
данных, передаваемых от НКУ системы на борт НКА с помощью радиотехнических
средств. Передаваемая в навигационных радиосигналах ЦИ структурирована в виде
строк, кадров и суперкадров.
В узкополосном навигационном радиосигнале 1600 МГц строка ЦИ имеет
длительность 2 с (вместе с МВ) и содержит 85 двоичных символов длительностью по
20 мс, передаваемых в относительном коде. Первый символ каждой строки является
начальнымхолостым») для относительного кода. Последние восемь символов в
каждой строке являются проверочными символами кода Хемминга, позволяющими
                                                                           19   20
         2.  широкополосный навигационный радиосигнал 1250 МГц с ПСП2                       Рабочие спектры навигационных радиосигналов на несущих частотах с
             (F2=5,11 МГц) без ЦИ.                                              номерами k = 1, ...,24 занимают полосы частот:
       Поскольку частота инвертирования ПСП много меньше ее тактовой частоты,         •    узкополосные навигационные радиосигналы 1602,0...1616,0 МГц;
то ширина основного «лепестка» огибающей спектра мощности шумоподобного               •    широкополосные навигационные радиосигналы 1597,4...1620,6 МГц,
фазоманипулированного навигационного радиосигнала равна двойному значению                  1241,3...1261,6 МГц.
тактовой частоты ПСП. Следовательно, ширина основного «лепестка» огибающей               В диапазоне частот 1600 МГц и 1250 МГц согласно Регламенту радиосвязи
спектра мощности узкополосного навигационного радиосигнала равна 1,022 МГц,     выделены полосы частот:
широкополосного ⎯ 10,22 МГц.                                                          •    для спутниковой радиосвязи (Космос ⎯ Земля) 1559,0...1610,0 МГц;
                                                                                           1215,0...1260,0 МГц;
                                                                                      •    для воздушной радионавигации 1559,0...1626,5 МГц.
                                                                                         ВАКР-87      распределил       полосу     частот 1610,6...1613,8 МГц для
                                                                                радиоастрономии на первичной основе. Чтобы снизить и в дальнейшем полностью
                                                                                исключить радиопомехи радиотелескопам в диапазоне частот 1610,6...1613,8 МГц со
                                                                                стороны навигационных радиосигналов системы ГЛОНАСС, Администрация
                                                                                системы ГЛОНАСС приняла в 1993г. решение, согласно которому для 24 штатных
                                                                                НКА в системе ГЛОНАСС будут использоваться следующие номера (k) несущих
                                                                                частот:
                                                                                                1. до1998 г. k = 1,...,15; k = 21,...,24;
                                                                                                2. c 1998 г. до 2005 г. k = 1,...,12;
                                                                                                3. c 2005 г. k = -7,...,4.
                                                                                         Упрощенные изображения огибающей спектров мощности узкополосных и
                                                                                широкополосных навигационных радиосигналов 1600 МГц для названных выше трех
                                                                                этапов приведены на рис. 10. К 2005 г. из радиоастрономической полосы будут
                                                                                выведены спектры широкополосных и узкополосных навигационных радиосигналов.
        Рис. 9. Сигнал ГЛОНАСС в диапазоне 1600 МГц состоит из:                 Это будет реализовано за счет применения НКА второй модификации, в которой
          •     грубого дальномерного кода, передаваемого со скоростью          передатчики навигационных радиосигналов могут излучать навигационные
                511 Кбит/с (г);                                                 радиосигналы на любой паре переключаемых несущих частот с номерами k=-
          •     последовательности навигационных данных, передаваемых           7,0,...+12.
                со скоростью 50 бит/с (а);
          •     меандрового колебания, передаваемого со скоростью 100
                бит/с (б)
       При проектировании СРНС ГЛОНАСС была выработана следующая «сетка»
номинальных значений несущих частот для навигационных радиосигналов в двух
диапазонах частот ⎯ верхнем 1600 МГц (В) и нижнем 1250 МГц (Н):

              ƒвk =ƒв0+k∆ƒв; ƒв0=1602,0000 МГц; ∆ƒв=0,5625 МГц;                 Рис. 10. Упрощенные изображения огибающей спектров мощности узкополосных и
              ƒнk =ƒн0+k∆ƒн; ƒн0=1246,0000 МГц; ∆ƒн=0,4375 МГц;                            широкополосных навигационных радиосигналов 1600 МГц
                                  ƒвk /ƒнk = 9/7;
                                                                                Структура ЦИ в узкополосных навигационных радиосигналах 1600МГц.
где k ⎯ условный порядковый номер пары несущих частот ƒвk и ƒнk для             Для навигационных радиосигналов ЦИ формируется на борту НКА на основе
навигационных радиосигналов 1600 МГц и 1250 МГц.                                данных, передаваемых от НКУ системы на борт НКА с помощью радиотехнических
         Радиопередатчики навигационных радиосигналов в НКА первой              средств. Передаваемая в навигационных радиосигналах ЦИ структурирована в виде
модификации излучают навигационные радиосигналы на переключаемых несущих        строк, кадров и суперкадров.
частотах с номерами k = 1, ... ,24.                                                     В узкополосном навигационном радиосигнале 1600 МГц строка ЦИ имеет
       Приведем значения крайних несущих частот навигационных радиосигналов:    длительность 2 с (вместе с МВ) и содержит 85 двоичных символов длительностью по
                   ƒв1=1602,5625 МГц; ƒв24=1615,5000 МГц;                       20 мс, передаваемых в относительном коде. Первый символ каждой строки является
                   ƒн1=1246,4375 МГц; ƒн24=1256,5000 МГц;                       начальным («холостым») для относительного кода. Последние восемь символов в
                                                                                каждой строке являются проверочными символами кода Хемминга, позволяющими