RU2646315C1 - Способ формирования сигнала спутниковой навигационной системы - Google Patents
Способ формирования сигнала спутниковой навигационной системы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646315C1 RU2646315C1 RU2016144498A RU2016144498A RU2646315C1 RU 2646315 C1 RU2646315 C1 RU 2646315C1 RU 2016144498 A RU2016144498 A RU 2016144498A RU 2016144498 A RU2016144498 A RU 2016144498A RU 2646315 C1 RU2646315 C1 RU 2646315C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- signals
- phase
- quadrature
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 3
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C1/00—Amplitude modulation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
- G01S19/04—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing carrier phase data
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
- G01S19/09—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing processing capability normally carried out by the receiver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/40—Correcting position, velocity or attitude
- G01S19/41—Differential correction, e.g. DGPS [differential GPS]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/43—Determining position using carrier phase measurements, e.g. kinematic positioning; using long or short baseline interferometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радионавигации. Технический результат заключается в расширении арсенала средств для формирования сигналов спутниковой навигационной системы. Указанный сигнал спутниковой навигационной системы формируют в квадратурном модуляторе из синфазной и квадратурной составляющих сигнала. Синфазную и квадратурную составляющие формируют по управляющим сигналам от микроконтроллера мультиплексного канала обмена и микроконтроллера управления и обработки информации в программируемой логической интегральной схеме путем цифрового синтеза частоты из сигналов стандартной и высокой точности с частотным и кодовым разделением.1 ил.
Description
Изобретение относится к области радионавигации, а именно к формирователям навигационных радиосигналов спутниковых навигационных систем, и может быть использовано при создании навигационной аппаратуры системы ГЛОНАСС, предназначенной для излучения через единую антенну навигационных сигналов с частотным и кодовым разделением.
В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения может быть выбран способ формирования сигнала в имитаторе навигационных радиосигналов из патента на полезную модель RU 122976, публикация 2013 г., ИСС им. Акад. М.Ф. Решетнева. В блоке цифрового формирования навигационного сигнала данного имитатора формируют несколько трактов модулированного сигнала, объединяемых в дальнейшем в сумматоре в единый навигационный сигнал. В каждом тракте по входящей информации цифровой синтезатор с аналоговым выходом формирует сигнал, поступающий через смеситель в модулятор псевдослучайной последовательности. Как и было указано выше, способ формирования сигнала из патента RU 122976 предназначен для использования в имитаторе навигационных сигналов, то есть в устройстве, моделирующем работу спутниковой навигационной системы в целом, но не ее отдельных элементов. То есть использование данного способа для формирования навигационного сигнала в реальной спутниковой навигационной системе может быть затруднено, в частности, из-за того, что использование отдельных трактов для передачи сигналов усложняет бортовую аппаратуру и снижает ее эксплуатационную надежность. В свою очередь, в предлагаемом изобретении становится возможным преодолеть данные недостатки, расширив область применения способов цифрового формирования навигационного сигнала, и повысить качество навигационного сигнала в целом.
Предложен способ формирования сигнала спутниковой навигационной системы в квадратурном модуляторе из синфазной и квадратурной составляющих, полученных путем цифрового синтеза частоты по управляющим сигналам. То есть предложен способ формирования сигнала, объединяющего в себе функции прецизионного синхросигнала и информационного сигнала. В отличие от аналога, синфазную и квадратурную составляющие (компоненты) навигационного сигнала генерируют путем цифрового синтеза частоты в программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) из сигналов стандартной и/или высокой точности с частотным и/или кодовым разделением по управляющим сигналам от микроконтроллера мультиплексного канала обмена и микроконтроллера управления и обработки информации. Структурная схема цифрового формирователя сигнала приведена на чертеже.
Управляющие сигналы и информация из микроконтроллера мультиплексного канала обмена 1 и микроконтроллера управления и обработки информации 2 поступают в ПЛИС 3, где методом цифрового синтеза частоты генерируются отсчеты синфазной 3I и квадратурной 3Q составляющих (компонент) группового навигационного сигнала. Использование цифрового синтеза частоты позволяет создать из опорной частоты требуемую частоту или набор частот, согласно управляющим сигналам и программной логике выбора цифровых отсчетов. Использование ПЛИС 3, по сравнению с использованием микросхем с жесткой логикой, позволяет производить оперативную и гибкую отладку алгоритмов работы и удаленно корректировать работу всей схемы формирования сигнала. Также ПЛИС 3 обеспечивает дополнительное цифровое выравнивание амплитуды группового сигнала, а также его дополнительную цифровую фильтрацию, благодаря чему становится возможным использовать усилители в энергетически выгодном режиме насыщения.
Для спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС могут быть предложены следующие формулы цифрового синтеза: для синфазной - 
и соответственно квадратурной - 
составляющих, где 
- сигнал стандартной точности с кодовым разделением, 
- сигнал стандартной точности с частотным разделением, 
- сигнал высокой точности с кодовым разделением, 
- сигнал высокой точности с частотным разделением, dƒ - разность несущих частот сигналов с частотным и кодовым разделением, Гц, ƒcd - несущая частота сигнала с кодовым разделением, Гц. Согласно интерфейсному контрольному документу системы ГЛОНАСС сигнал стандартной точности предназначен для свободного использования отечественными и зарубежными гражданскими потребителями, в свою очередь, сигнал высокой точности используют по согласованию с уполномоченным государственным органом. По аналогии, термины сигналы стандартной и высокой точности возможно будет использовать при анализе работы и проектировании оборудования иных спутниковых навигационных систем.
Цифровые отсчеты синфазной и квадратурной составляющих (компонент) группового навигационного сигнала по единому тракту передачи сигнала поступают в цифроаналоговые преобразователи 4I,Q, формирующие аналоговые сигналы, задаваемые синтезатором частоты дискретизации системы 5. Необходимость формирования единого тракта передачи сигнала обусловлена тем, что генерируемый навигационный сигнал, кроме передачи информации, используется также для проведения навигационных измерений, то есть объединяет в себе функции прецизионного синхросигнала и информационного сигнала. Полученные аналоговые компоненты группового навигационного сигнала, также по единому тракту передачи сигнала, пропускаются через фильтры нижних частот 6I,Q и поступают в квадратурный модулятор 8, в котором происходит модуляция несущего радиосигнала, задаваемого синтезатором несущей частоты 7.
Предложенную обработку исходных сигналов и информации используют для формирования навигационного сигнала с одновременным частотным и кодовым разделением каналов передачи информации, характерного для спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС. Использование цифрового синтеза частоты на базе ПЛИС 3 для исходных сигналов с частотным и кодовым разделением каналов позволит решить проблему совмещения частотного и кодового разделения каналов в одном сигнале без использования излишне сложных схемотехнических и алгоритмических решений. Цифровой синтез сигнала в ПЛИС 3 обеспечивает передачу сигналов с частотным и кодовым разделением на разных несущих частотах в едином тракте. В свою очередь, наличие единого тракта позволит устранить расхождение параметров между несколькими трактами - параметров задержки, компенсировать возможные задержки от старения - изменения параметров тракта во время эксплуатации, температурного влияния на изменение задержек, что в сумме дает большой диапазон задержек. Также при предложенном цифровом синтезе сигнала станет возможна полная компенсация ошибки формирования навигационного сигнала на этапе автономных и комплексных испытаний элементов спутниковой навигационной системы за счет дополнительной цифровой регулировки и становится возможным удаленное выполнение независимой юстировки каналов формирования навигационного сигнала.
Claims (13)
1. Способ формирования сигнала спутниковой навигационной системы в квадратурном модуляторе из синфазной и квадратурной составляющих, полученных путем цифрового синтеза частоты по управляющим сигналам, отличающийся тем, что
синфазную и квадратурную составляющие навигационного сигнала генерируют по управляющим сигналам от микроконтроллера мультиплексного канала обмена и микроконтроллера управления и обработки информации в
программируемой логической интегральной схеме из сигналов стандартной и высокой точности с частотным и кодовым разделением, причем синфазную составляющую формируют как
квадратурную составляющую как
dƒ - разность несущих частот сигналов с частотным и кодовым разделением, Гц,
ƒcd - несущая частота сигнала с кодовым разделением, Гц, и
передают цифровые отсчеты синфазной и квадратурной составляющих навигационного сигнала и полученные затем соответствующие аналоговые компоненты для модуляции несущего радиосигнала по единому тракту передачи сигнала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016144498A RU2646315C1 (ru) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Способ формирования сигнала спутниковой навигационной системы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016144498A RU2646315C1 (ru) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Способ формирования сигнала спутниковой навигационной системы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2646315C1 true RU2646315C1 (ru) | 2018-03-02 |
Family
ID=61568740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016144498A RU2646315C1 (ru) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Способ формирования сигнала спутниковой навигационной системы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2646315C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2142201C1 (ru) * | 1993-11-01 | 1999-11-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Передача сигналов с переменной скоростью в системе связи с расширенным спектром с использованием группового кодирования |
| US20100194636A1 (en) * | 2009-02-03 | 2010-08-05 | Hitachi, Ltd. | Gps signal transmitter and signal transmission method thereof |
| US20100208775A1 (en) * | 2007-09-14 | 2010-08-19 | Magellan Systems Japan, Inc. | Low cost, high performance gps/gnss receiver architecture |
| RU123976U1 (ru) * | 2012-03-26 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Имитатор навигационных радиосигналов |
| US20140240170A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-08-28 | Trimble Navigation Limited | Position determination of a cellular device using carrier phase smoothing |
-
2016
- 2016-11-14 RU RU2016144498A patent/RU2646315C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2142201C1 (ru) * | 1993-11-01 | 1999-11-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Передача сигналов с переменной скоростью в системе связи с расширенным спектром с использованием группового кодирования |
| US20100208775A1 (en) * | 2007-09-14 | 2010-08-19 | Magellan Systems Japan, Inc. | Low cost, high performance gps/gnss receiver architecture |
| US20100194636A1 (en) * | 2009-02-03 | 2010-08-05 | Hitachi, Ltd. | Gps signal transmitter and signal transmission method thereof |
| RU123976U1 (ru) * | 2012-03-26 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Имитатор навигационных радиосигналов |
| US20140240170A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-08-28 | Trimble Navigation Limited | Position determination of a cellular device using carrier phase smoothing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wilson et al. | The Australia telescope compact array broad-band backend: description and first results | |
| CA2298213C (en) | Receiver calibration technique for global orbiting navigation satellite system (glonass) | |
| JP3383294B2 (ja) | グローバルポジショニングシステム受信機のディジタル処理技術 | |
| CN104316941B (zh) | 一种基于载波频率辅助相位矢量跟踪方法 | |
| US20050242990A1 (en) | Signal path system and method for a ranging signal receiver | |
| CN102937713B (zh) | 一种可重构的卫星导航射频信号模拟方法及装置 | |
| CN101212234A (zh) | 双相偏置载频信号获取和追踪的方法及装置 | |
| JP5965765B2 (ja) | 衛星測位信号受信方法及び装置 | |
| WO2017052401A1 (en) | Method of reducing inter-channel biases in glonass gnss receivers | |
| JP2013024876A (ja) | 信号トランスポンダ | |
| Sandenbergh et al. | A common view GPSDO to synchronize netted radar | |
| RU2646315C1 (ru) | Способ формирования сигнала спутниковой навигационной системы | |
| JP2007500857A (ja) | 静止状態で高度計を自己試験するためにドップラー信号をシミュレートするための方法および装置 | |
| JP4973933B2 (ja) | 較正信号発生装置、ｇｐｓ受信機、ｇｐｓ情報補正システム | |
| Hennawy et al. | Telemetry ranging using software-defined radios | |
| RU155151U1 (ru) | Устройство для приема и обработки сигналов глобальных навигационных спутниковых систем | |
| Flood et al. | The formation of a chip scale atomic clock ensemble using software defined radios | |
| US4367542A (en) | Phase shifting of waveforms | |
| JP6624632B2 (ja) | 人工衛星、及び人工衛星の衛星送出信号生成方法 | |
| RU2662727C2 (ru) | Сверхвысокочастотное приемо-передающее устройство | |
| CN103983989A (zh) | 一种用于卫星定位导航接收系统的数字非整数跟踪环路 | |
| US20210141056A1 (en) | Target signal generation | |
| Neumaier et al. | Experimental BOC tracking hardware platform | |
| KR102149536B1 (ko) | sinBOC신호를 위한 DNC 기반 비모호 상관함수 생성장치 및 생성방법 | |
| Fonville et al. | Timing calibration of a GPS/Galileo combined receiver |