Введение в современные спутниковые радионавигационные системы. Часть 1: общие принципы, современное состояние, перспективы развития. Насыров И.А. - 11 стр.

                                                                               21   22
исправлять одиночный ошибочный символ и обнаруживать два ошибочных                    перемножения они еще больше «расползутся» по спектру и их энергия на единицу
символа в строке. Кадр содержит 15 строк (30 с), суперкадр 5 кадров (2,5 мин).      частоты уменьшится.
       В составе каждого кадра передается полный объем оперативной ЦИ и часть              Таким образом, используя различные псевдослучайные последовательности
альманаха системы. Полный альманах передается в пределах суперкадра.                (коды), можно организовать несколько независимых каналов передачи данных в
       Оперативная ЦИ в кадре относится к НКА, излучающему навигационный            одной и той же полосе частот.
радиосигнал, и содержит:                                                                   Нужно сказать, что вышеприведенное описание этой технологии сильно
    •   признаки достоверности ЦИ в кадре;                                          упрощено, но, надеюсь, дает представление о том, как это все работает.
    •   время начала кадра tk;                                                             Таким образом, в системе NAVSTAR-GPS используются непрерывные
    •   эфемеридную информацию ⎯ координаты и производные координат НКА в           шумоподобные навигационные радиосигналы на двух несущих частотах (верхней и
        прямоугольной геоцентрической системе координат на момент времени t0;       нижней)
    •   частотно-временные поправки (ЧВП) на момент времени t0 в виде                                        L1=1575,42 МГц; L2=1227,6 МГц,
        относительной поправки к несущей частоте навигационного радиосигнала и      и применяется кодовое разделение навигационных радиосигналов для 24 штатных
        поправки к БШВ НКА;                                                         НКА.
    •   время t0.                                                                          Навигационный радиосигнал на верхней несущей частоте L1 ⎯
    •   Время t0, к которому «привязаны» ЭИ и ЧВП, кратны 30 мин от начала          двухкомпонентный, он содержит два фазоманипулированных шумоподобных
        суток.                                                                      навигационных радиосигнала в квадратуре (сдвиг по фазе на ±90°): узкополосный и
       Альманах системы содержит:                                                   широкополосный.
    •   время, к которому относится альманах;                                              Узкополосный навигационный радиосигнал L1 образуется посредством
    •   параметры орбиты, номер пары несущих частот и поправку к БШВ для            манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической ПСП1 с тактовой
        каждого штатного НКА в ОГ (24 НКА);                                         частотой F1 = 1,023 МГц и с периодом повторения T1 = 1 мс. Двоичные символы ЦИ
    •   поправку к ШВ системы относительно ШВ страны, погрешность поправки          длительностью 20 мс передаются инвертированием ПСП1. ПСП1 называют кодом
        не более 1 мкс.                                                             свободного доступа C/A (Coarse Acquisition). Этот сигнал доступен всем
       Альманах системы необходим в навигационной аппаратуре пользователя           пользователям системы NAVSTAR-GPS. Однако точность автономных измерений
(НАП) для планирования сеанса навигации (выбор оптимального созвездия НКА) и        расстояний с его помощью невысока.
для приема навигационных радиосигналов в системе (прогноз доплеровского сдвига
несущей частоты). Оперативная ЦИ необходима в НАП в сеансе навигации, так как
ЧВП вносятся в результаты измерений, а ЭИ используется при определении
координат и вектора скорости потребителя.
3.2. Структура навигационных радиосигналов в системе NAVSTAR-GPS
В СРНС NAVSTAR-GPS используются сигналы множественного доступа с кодовым
разделением (Code Division Multiplies Access – CDMA). Представим себе
узкополосный сигнал модулированный некоторой последовательностью данных со
скоростью, скажем, 9600 bps. Пусть есть уникальная, повторяющаяся,
псевдослучайная последовательность данных со значительно большей скоростью,
например 12,5 Mbps. Если менять фазу узкополосного сигнала в соответствии с
псевдослучайной последовательностью, то мы получим шумоподобный сигнал с
широким спектром, содержащий в себе информацию. Если рассмотреть, что
происходит с точки зрения частоты - то получится, что информационный сигнал                               Рис. 11. Структура сигнала NAVSTAR-GPS
«расплылся» по спектру шумоподобного сигнала. Теперь осталось выдать этот
широкополосный сигнал в эфир.                                                              Широкополосный навигационный радиосигнал L1 образуется посредством
       На пути от передатчика к приемнику к сигналу добавятся помехи и сигналы от   манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической ПСП2 с тактовой
других передатчиков. Принятый и демодулированный широкополосный сигнал              частотой F2 = 10,23 МГц. Двоичные символы ЦИ длительностью символов 20 мс
перемножим с точной копией шумоподобного сигнала, который использовался для         передаются инвертированием ПСП2. ПСП2 называют защищенным кодом (Protected
модуляции (здесь необходима очень высокая степень синхронизаци приемника и          или P code), он передается с периодом повторения 7 суток (так называемый
передатчика), и получим узкополосную составляющую с очень высокой энергией на       недельный цикл), раз в неделю происходит смена этого кода на всех спутниках.
единицу частоты – переданный поток данных. Так как помехи и сигналы от других       Поэтому измерения по P-коду могут выполнять только пользователи, получившие
источников не совпадают с использованным шумоподобным сигналом, то после            разрешение Министерства обороны США. Кроме этого, Министерство обороны
                                                                                    США предприняло меры дополнительной защиты P-кода: в любой момент без