[go: up one dir, main page]

RU2625804C1 - Method of estimating navigation signal phase on background of interfering reflections of multipath distribution and navigation receiver with device for suppressing interfering reflections in phase estimation - Google Patents

Method of estimating navigation signal phase on background of interfering reflections of multipath distribution and navigation receiver with device for suppressing interfering reflections in phase estimation Download PDF

Info

Publication number
RU2625804C1
RU2625804C1 RU2016122452A RU2016122452A RU2625804C1 RU 2625804 C1 RU2625804 C1 RU 2625804C1 RU 2016122452 A RU2016122452 A RU 2016122452A RU 2016122452 A RU2016122452 A RU 2016122452A RU 2625804 C1 RU2625804 C1 RU 2625804C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
phase
output
signal
code
Prior art date
Application number
RU2016122452A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Ефимович Фридман
Original Assignee
Александр Ефимович Фридман
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Ефимович Фридман filed Critical Александр Ефимович Фридман
Priority to RU2016122452A priority Critical patent/RU2625804C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2625804C1 publication Critical patent/RU2625804C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/185Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: receiver contains a master oscillator, an RF transducer, a multi-channel digital correlator, a multichannel digital correlation signal processing unit, a receiver timeline generator and a navigation processor. Each channel of the digital correlator comprises a device for suppressing interfering reflections in the phase estimation, and each digital correlation signal processing unit comprises a phase measurement generating unit. The device for suppressing interfering reflections in the phase estimation comprises a weight register, a shift copy register, a plurality of M code-mixers, M accumulators, M multipliers and an M-input combiner, at the output of which the phase estimation of the forward navigation signal is generated.
EFFECT: eliminating the errors in the phase estimation of the direct navigation signal caused by interfering reflected multipath signals.
4 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области радионавигации, а конкретно к приемникам сигналов спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС (Россия) [1], GPS (США) [2], Galileo (ЕС) [3] и BeiDou (КНР) [4], осуществляющим одновременный прием сигналов этих систем и предназначенным для применения в прецизионных дифференциально-фазовых системах [5] определения местоположения.The invention relates to the field of radio navigation, and in particular to signal receivers of satellite radio navigation systems GLONASS (Russia) [1], GPS (USA) [2], Galileo (EU) [3] and BeiDou (China) [4], which simultaneously receives signals these systems and intended for use in precision differential phase systems [5] positioning.

Известно решение проблемы приема навигационных сигналов в условиях многолучевости, т.е. при мешающем воздействии отраженных сигналов. Это решение основано на выделении переднего фронта прямого сигнала с использованием узких стробов дискриминатора. В настоящее время разработаны различные модификации этого метода, такие, как описанные в [6]…[9]. Недостатком, общим для этих решений, является тот факт, что, хотя они и обеспечивают повышение точности измерений псевдодальности, но неэффективны при измерениях фазы несущей, в то время как искажение фазы несущей навигационного сигнала в условиях многолучевого распространения является главным источником ошибок в прецизионных дифференциально-фазовых системах позиционирования [10].A solution to the problem of receiving navigation signals in multipath conditions is known, i.e. with interfering effects of reflected signals. This solution is based on the selection of the leading edge of the direct signal using narrow discriminator gates. Various modifications of this method have been developed at present, such as those described in [6] ... [9]. A drawback common to these solutions is the fact that, although they provide an increase in the accuracy of pseudorange measurements, they are ineffective in measuring the phase of the carrier, while the distortion of the phase of the carrier of the navigation signal in multipath conditions is the main source of errors in precision differential phase positioning systems [10].

Например, известен приемник [9], содержащий последовательно соединенные радиочастотный преобразователь, дискретизатор, многоканальный коррелятор и микропроцессор. На Рис. 1 представлена упрощенная функциональная схема навигационного приемника-аналога 10, на которой отражены только основные существенные функциональные блоки. Сигнал, принятый антенной 11, подается на радиочастотный преобразователь 12, который его усиливает, фильтрует и выполняет преобразование на более низкие частоты.For example, a receiver is known [9], comprising a series-connected radio frequency converter, a sampler, a multi-channel correlator, and a microprocessor. In Fig. 1 shows a simplified functional diagram of a navigation receiver-analogue 10, which reflects only the main essential functional blocks. The signal received by the antenna 11 is fed to a radio frequency converter 12, which amplifies it, filters it, and performs conversion to lower frequencies.

Радиочастотный преобразователь 12 имеет несколько радиочастотных трактов и, соответственно, несколько выходов, каждый из которых соответствует определенной навигационной системе и определенному частотному диапазону. Выход каждого радиочастотного тракта преобразуется в цифровую форму в соответствующем аналого-цифровом преобразователе (АЦП) 14 (на Рис. 1 показан только один АЦП) и подается на вход многоканального коррелятора 16 (на Рис. 1 показан только один канал).The radio frequency Converter 12 has several radio frequency paths and, accordingly, several outputs, each of which corresponds to a specific navigation system and a specific frequency range. The output of each RF path is converted to digital form in the corresponding analog-to-digital converter (ADC) 14 (only one ADC is shown in Fig. 1) and fed to the input of the multi-channel correlator 16 (only one channel is shown in Fig. 1).

Каждый канал корреляционной обработки содержит миксер 25, перемножители 26, генератор несущей частоты 22, генератор кода 24 и аккумуляторы 28. Миксер 25 умножает комплексный входной сигнал на комплексно сопряженный сигнал опорной частоты, поступающий от генератора несущей частоты 22. Перемножители 26 умножают сигнал на три копии псевдослучайного кода Early, Punctual, Late (E-P-L), соответствующие выбранному спутнику и сдвинутые по задержке на некоторую величину друг относительно друга. Копии псевдослучайного кода вырабатываются генератором кода 24. Выходы перемножителей 26 интегрируются в аккумуляторах 28. Прямой (Punctual) выход аккумулятора 28 (I,Q)P подается на вход фазового дискриминатора 52, а в дискриминаторе кода 54 вырабатывается сигнал, зависящий от рассогласования фазы кода сигнала и фазы кода копии Punctual.Each correlation processing channel contains a mixer 25, multipliers 26, a carrier frequency generator 22, a code generator 24 and batteries 28. A mixer 25 multiplies the complex input signal by a complex conjugate reference frequency signal coming from the carrier frequency generator 22. Multipliers 26 multiply the signal by three copies pseudo-random code Early, Punctual, Late (EPL) corresponding to the selected satellite and delayed by a certain amount relative to each other. Copies of the pseudo-random code are generated by the code generator 24. The outputs of the multipliers 26 are integrated in the batteries 28. The direct (Punctual) output of the battery 28 (I, Q) P is fed to the input of the phase discriminator 52, and a signal is generated in the discriminator of the code 54, depending on the phase error of the signal code and Punctual copy code phases.

Выход фазового дискриминатора 52 обрабатывается в фильтре Системы Слежения за Фазой (ССФ, PLL) 60, а выход кодового дискриминатора 54 обрабатывается в фильтре Системы Слежения за Задержкой (ССЗ, DLL) 62. Полная фаза на выходе ССФ используется в ССЗ для повышения точности и надежности слежения за задержкой.The output of the phase discriminator 52 is processed in the filter of the Phase Tracking System (CCF, PLL) 60, and the output of the code discriminator 54 is processed in the filter of the System for Tracking Delay (CVD, DLL) 62. The full phase at the output of the CCF is used in the CVD to increase accuracy and reliability tracking delay.

Система подавления отраженных сигналов включает в себя совокупность регистров-аккумуляторов 32 и процессор подавления многолучевости 50 (Multipath Mitigation Technique, ММТ). В регистрах-аккумуляторах 32 производится накопление комплексного сигнала с выхода перемножителя Early 28 в стробах, сформированных генератором кода 24 и привязанных к различным фазам символа кода. Процессор ММТ 50 анализирует сигналы, накопленные в регистрах-аккумуляторах 32, выделяя скачки уровней синфазной и квадратурной компонент, соответствующие фронтам отраженных сигналов. По вычисленным значениям амплитуд и фаз отраженных сигналов процессор ММТ рассчитывает поправки к измерениям задержки и фазы несущей, которые он вводит в петли слежения за задержкой и фазой с помощью сумматоров 58 и 56 соответственно.The reflected signal suppression system includes a combination of accumulator registers 32 and a multipath suppression processor 50 (Multipath Mitigation Technique, MMT). In the register-accumulators 32, the complex signal is accumulated from the output of the Early 28 multiplier in the gates formed by the code generator 24 and tied to different phases of the code symbol. The processor MMT 50 analyzes the signals accumulated in the register-accumulators 32, highlighting the level jumps of the in-phase and quadrature components corresponding to the edges of the reflected signals. Based on the calculated values of the amplitudes and phases of the reflected signals, the MMT processor calculates the corrections to the measurements of the delay and the phase of the carrier, which it introduces into the loop for tracking the delay and phase using the adders 58 and 56, respectively.

Недостатками приемника-аналога [9] (Рис. 1) являются:The disadvantages of the analog receiver [9] (Fig. 1) are:

- отсутствие средств формирования сырых измерений фазы, пригодных для использования в дифференциально-фазовых системах, в том числе, нет точного определения момента оцифровки фаз;- the lack of means of forming raw phase measurements suitable for use in differential-phase systems, including, there is no exact determination of the moment of phase digitization;

- оценка фазы, основанная на использовании только части сигнала, попадающей в строб, т.е. содержащейся в малой части символа кода, характеризуется повышенной случайной ошибкой по сравнению с устройствами, использующими полный сигнал, содержащийся в целом символе кода;- phase estimation based on using only the part of the signal falling into the strobe, i.e. contained in a small part of the code symbol is characterized by an increased random error compared to devices using the full signal contained in the whole code symbol;

- вследствие ограниченности полосы пропускания радиочастотного тракта, фронты прямого и отраженных сигналов не являются идеально крутыми, что также приводит к увеличению случайных ошибок оценки фазы.- due to the limited bandwidth of the radio frequency path, the edges of the direct and reflected signals are not perfectly steep, which also leads to an increase in random errors in the phase estimation.

Наиболее близким из известных решений является способ (прототип) [11] (Рис. 2), в котором осуществляется формирование вектора корреляций входного сигнала с совокупностью опорных передаваемых сигналов, перекрывающих область возможных моментов появления прямого и отраженного сигналов. Подавление отраженных сигналов осуществляется путем вычитания копий отраженных сигналов из входной смеси, а получение этих копий основано на совместной оценке совокупности случайных параметров всего входного сигнала, представляемого в видеThe closest known solution is the method (prototype) [11] (Fig. 2), in which the formation of the correlation vector of the input signal with a set of reference transmitted signals overlapping the region of possible moments of the appearance of the direct and reflected signals is carried out. The suppression of reflected signals is carried out by subtracting copies of the reflected signals from the input mixture, and obtaining these copies is based on a joint assessment of the set of random parameters of the entire input signal, presented in the form

Figure 00000001
Figure 00000001

Здесь А - комплексная амплитуда прямого сигнала,Here A is the complex amplitude of the direct signal,

τ - момент прихода сигнала (задержка прямого сигнала),τ is the moment of arrival of the signal (delay of the direct signal),

αi - комплексные амплитуды отдельных составляющих отраженного сигнала, имеющих задержки i⋅Δ, причем Δ - минимально различимая задержка между составляющими, принимаемая равной периоду дискретизации сигнала;α i are the complex amplitudes of the individual components of the reflected signal having delays i⋅Δ, and Δ is the minimum distinguishable delay between the components, taken equal to the sampling period of the signal;

n(t) - внутренний шум приемника.n (t) is the internal noise of the receiver.

Согласно синтезу оптимального алгоритма наилучшая среднеквадратичная оценка вектора α, составленного из весов отраженных сигналов αi i=1…L, получаемая для каждого значения τ из диапазона неопределенности при фиксированном значении А, равнаAccording to the synthesis of the optimal algorithm, the best mean-square estimate of the vector α, composed of the weights of the reflected signals α i i = 1 ... L, obtained for each value of τ from the uncertainty range for a fixed value of A, is

Figure 00000002
Figure 00000002

где К - матрица коэффициентов размером L×L, определяемая формой сигнала, уровнем внутренних шумов и априорной информацией о величине комплексных амплитуд прямого и отраженного сигналов,where K is a matrix of coefficients of size L × L, determined by the waveform, the level of internal noise and a priori information about the magnitude of the complex amplitudes of the direct and reflected signals,

qτ - вектор длиной L, содержащий отсчеты сигнала на выходе коррелятора, вычисленные для соответствующих значений задержки сигнала τ+Δ, …, τ+L⋅Δ.q τ is a vector of length L containing the signal samples at the output of the correlator calculated for the corresponding signal delay values τ + Δ, ..., τ + L⋅Δ.

Таким образом, вектор комплексных амплитуд отраженных сигналов в [11] получают в виде линейной комбинации L последовательных по задержке выходов коррелятора, а алгоритм оценки задержки сигнала сводят к поиску максимума функционалаThus, the vector of complex amplitudes of the reflected signals in [11] is obtained in the form of a linear combination of L consecutive delay outputs of the correlator, and the algorithm for estimating the signal delay is reduced to finding the maximum functional

Figure 00000003
Figure 00000003

где q0 - отсчет сигнала на выходе коррелятора для задержки τ,where q 0 - reference signal at the output of the correlator for the delay τ,

а - вектор длиной L, учитывающий взаимную корреляцию прямого и отраженных сигналов с задержками Δ, …, L⋅Δ относительно прямого,a is a vector of length L, taking into account the mutual correlation of the direct and reflected signals with delays Δ, ..., L⋅Δ relative to the direct,

К0 - весовой коэффициент.To 0 is the weight coefficient.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- для расчета матрицы К и оценки отраженных сигналов по формуле (2), а далее для оценки задержки прямого сигнала по формуле (3) необходима априорная информация о величине комплексных амплитуд прямого и отраженного сигналов;- to calculate the matrix K and estimate the reflected signals by the formula (2), and then to estimate the delay of the direct signal by the formula (3), a priori information is needed on the magnitude of the complex amplitudes of the direct and reflected signals;

- для вычисления вектора а и далее для оценки задержки прямого сигнала по формуле (3) необходима априорная информация о взаимной корреляции прямого и отраженных сигналов;- to calculate the vector a and further for estimating the delay of the direct signal according to formula (3), a priori information is needed on the mutual correlation of the direct and reflected signals;

- поиск максимума функционала (3) осуществляется с помощью итерационных процедур, которые связаны с большими затратами времени и вычислительных ресурсов;- the search for the maximum of functional (3) is carried out using iterative procedures, which are associated with large expenditures of time and computing resources;

- в алгоритме Рис. 2 отсутствует формирование сырых измерений фазы прямого сигнала, что требуется для дифференциально-фазовых измерений местоположения.- in the algorithm of Fig. 2 there is no formation of raw measurements of the direct signal phase, which is required for differential phase measurements of the location.

Предлагаемым изобретением решается задача оптимального неитерационного оценивания фазы прямого сигнала и формирования сырых фазовых измерений, необходимых для дифференциально-фазовых систем определения местоположения в условиях воздействия шумов и мешающих отражений без необходимости априорной информации о величине комплексных амплитуд прямого и отраженного сигналов и о их взаимной корреляции. Для достижения этого технического результата предлагается новый способ оценивания фазы навигационного сигнала, основанный на применении метода максимального правдоподобия [12], который сводится к минимизации функционала:The present invention solves the problem of optimal non-iterative estimation of the direct signal phase and the formation of crude phase measurements necessary for differential-phase positioning systems under the influence of noise and interfering reflections without the need for a priori information about the magnitude of the complex amplitudes of the direct and reflected signals and their mutual correlation. To achieve this technical result, a new method is proposed for estimating the phase of the navigation signal, based on the application of the maximum likelihood method [12], which reduces to minimizing the functional:

Figure 00000004
Figure 00000004

где x(t) - комплексный сигнал на выходе радиочастотной части предлагаемого приемника (Рис. 3), представляющий собой аддитивную смесь прямого навигационного сигнала, отраженных сигналов и гауссова шума;where x (t) is the complex signal at the output of the radio frequency part of the proposed receiver (Fig. 3), which is an additive mixture of the direct navigation signal, reflected signals and Gaussian noise;

r(t-τk)⋅ej(ωt+ϕ) - реплика сигнала на входе к-го подканала коррелятора;r (t-τ k ) ⋅e j (ωt + ϕ) is the replica of the signal at the input of the k-th subchannel of the correlator;

wk, k=0,…L - неизвестные комплексные амплитуды сигналов, приходящих с задержками τk, причем w0 соответствует прямому навигационному сигналу.w k , k = 0, ... L are the unknown complex amplitudes of the signals arriving with delays τ k , and w 0 corresponds to the direct navigation signal.

Кроме вышеупомянутого нового способа, в настоящем изобретении предлагается устройство для его реализации, которое содержит регистр весовых коэффициентов, сдвиговый регистр копии, вход которого соединен с выходом опережающей копии генератора дальномерного кода, совокупность М смесителей кода, у каждого из которых первый вход соединен с сигнальным входом устройства подавления мешающих отражений, а второй вход m-го смесителя кода соединен с m-й ячейкой сдвигового регистра, совокупность М накапливающих сумматоров, причем вход m-го накапливающего сумматора соединен с выходом m-го смесителя кода, совокупность М перемножителей, причем первый вход m-го перемножителя соединен с выходом m-го накапливающего сумматора, а второй вход m-го перемножителя соединен с выходом m-й ячейки регистра весовых коэффициентов, и М-входовой сумматор, входы которого соединены с выходами перемножителей, а выход является выходом устройства подавления мешающих отражений при оценке фазы.In addition to the above-mentioned new method, the present invention proposes a device for its implementation, which contains a register of weighting coefficients, a shift register of the copy, the input of which is connected to the output of the leading copy of the rangefinder code generator, a set of M code mixers, each of which has a first input connected to a signal input interfering reflection suppression devices, and the second input of the mth code mixer is connected to the mth cell of the shift register, the set M of accumulating adders, the input of the mth accumulating the adder is connected to the output of the m-th code mixer, the set of M multipliers, the first input of the m-th multiplier connected to the output of the m-th accumulating adder, and the second input of the m-th multiplier connected to the output of the m-th register of the weight coefficients, and M-input adder, the inputs of which are connected to the outputs of the multipliers, and the output is the output of the device for suppressing interfering reflections when evaluating the phase.

Кроме того, в настоящем изобретении предлагается приемник спутниковой навигации, в котором вышеупомянутое устройство используется для оценивания фазы с подавлением мешающих отражений многолучевого распространения, и который содержит задающий генератор, генератор временной шкалы, вход которого соединен с выходом задающего генератора, последовательно соединенные радиочастотный преобразователь, вход которого образует сигнальный вход приемника, многоканальный цифровой коррелятор, многоканальное устройство цифровой обработки корреляционных отсчетов и навигационный процессор, вход которого соединен с выходом многоканального устройства цифровой обработки корреляционных отсчетов, причем каждый канал цифрового коррелятора содержит генератор несущей, смеситель несущей, генератор кода, смеситель кода и интегратор, а каждый канал многоканального устройства цифровой обработки корреляционных отсчетов содержит систему слежения за задержкой, фазовый дискриминатор и систему слежения за фазой, отличающийся тем, что в каждый канал многоканального коррелятора дополнительно вводится устройство подавления мешающих отражений при оценке фазы, первый вход которого является сигнальным и соединен с выходом смесителя несущей, второй вход соединен с выходом опережающей копии генератора дальномерного кода, и выход соединен с входом фазового дискриминатора многоканального устройства цифровой обработки корреляционных отсчетов, а в каждый канал многоканального устройства цифровой обработки корреляционных отсчетов дополнительно вводится модуль формирования фазовых измерений, первый вход которого соединен с фазовым выходом системы слежения за фазой, второй вход соединен с выходом частоты системы слежения за фазой, третий вход соединен с выходом оцифровки времени системы слежения за фазой, четвертый вход соединен с выходом генератора временной шкалы приемника, а выход соединен с входом навигационного процессора.In addition, the present invention provides a satellite navigation receiver in which the aforementioned device is used for phase estimation with suppression of interfering multipath reflections, and which comprises a master oscillator, a timeline generator, the input of which is connected to the output of the master oscillator, a radio frequency converter connected in series, an input which forms the signal input of the receiver, multi-channel digital correlator, multi-channel device for digital processing of correl samples and a navigation processor, the input of which is connected to the output of a multi-channel device for digital processing of correlation samples, each channel of the digital correlator contains a carrier generator, carrier mixer, code generator, code mixer and integrator, and each channel of a multi-channel device for digital processing of correlation samples contains a tracking system delay, phase discriminator and phase tracking system, characterized in that in each channel of the multichannel correlator an additional but an interfering reflection suppression device is introduced when evaluating the phase, the first input of which is a signal input and connected to the output of the carrier mixer, the second input is connected to the output of the leading copy of the ranging code generator, and the output is connected to the input of the phase discriminator of the multichannel device for digital processing of correlation samples, and in each the channel of the multichannel device for digital processing of correlation samples is additionally introduced a module for generating phase measurements, the first input of which is connected to zovym output by phase tracking system, a second input connected to the output frequency of the phase of the tracking system, a third input coupled to the output time of digitizing the phase of a tracking system, a fourth input connected to the output of the receiver timeline generator, and an output coupled to the input of navigation processor.

В предлагаемом способе функционал (4) представляется в виде:In the proposed method, the functional (4) is represented in the form:

Figure 00000005
Figure 00000005

где:Where:

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Условие минимума функционала (5):The minimum condition for functional (5):

Figure 00000008
Figure 00000008

Уравнение (8) представляется в виде:Equation (8) is represented as:

Figure 00000009
Figure 00000009

где:Where:

R={Rkm} - теплицева матрица, соответствующая автокорреляционной функции дальномерного кода;R = {R km } is the Toeplitz matrix corresponding to the autocorrelation function of the rangefinder code;

w={wk} - вектор неизвестных комплексных амплитуд сигналов;w = {w k } is the vector of unknown complex signal amplitudes;

ρ={ρk} - вектор комплексных выходных сигналов подканалов коррелятора, причем его среднее значение равно R⋅w.ρ = {ρ k } is the vector of the complex output signals of the correlator subchannels, and its average value is equal to R⋅w.

Оптимальная по критерию максимального правдоподобия оценка комплексных амплитуд сигналов определяется из (9) как:Optimal according to the criterion of maximum likelihood, an estimate of the complex amplitudes of the signals is determined from (9) as:

Figure 00000010
Figure 00000010

где

Figure 00000011
Where
Figure 00000011

Элемент вектора w с индексом k=0 представляет комплексную амплитуду прямого навигационного сигнала. Из (10) следует формула для его вычисления:The vector element w with index k = 0 represents the complex amplitude of the direct navigation signal. From (10) follows the formula for its calculation:

Figure 00000012
Figure 00000012

где q - первая строка матрицы Q, т.е. qm=Q0m, m=0, …, L.where q is the first row of the matrix Q, i.e. q m = Q 0m , m = 0, ..., L.

Аргумент ϕ комплексного значения w0=r⋅е, вычисленного по (12), является значением фазы прямого навигационного сигнала, которое требовалось определить. Предлагаемый способ формирования оценки комплексной амплитуды (12) не требует априорных сведений о величине комплексных амплитуд прямого и отраженных сигналов и о их взаимной корреляции. Предлагаемый способ не требует каких-либо итераций для формирования оценки комплексных амплитуд сигналов. Оценки (10), (12) являются несмещенными, т.е. при отсутствии случайных шумов оценка прямого сигнала (12) в точности равна истинной комплексной амплитуде прямого сигнала независимо от интенсивности отраженных сигналов. Кроме того, при наличии случайных шумов информационная матрица Фишера [13] вероятностного распределения вектора ρ с параметром w равна I=R, как это следует из (7), следовательно, как известно из [13], нижняя граница дисперсии оценки параметра w0 равна

Figure 00000013
, т.е. равна
Figure 00000014
. С другой стороны, ковариационная матрица оценки вектора w из (10) равна R-1, т.е. оценка (10) имеет минимальную дисперсию среди несмещенных оценок, т.е. является наиболее точной среди всех возможных оценок.The argument ϕ of the complex value w 0 = r⋅е calculated according to (12) is the phase value of the direct navigation signal that was to be determined. The proposed method for forming an estimate of the complex amplitude (12) does not require a priori information about the magnitude of the complex amplitudes of the direct and reflected signals and their mutual correlation. The proposed method does not require any iteration to form an estimate of the complex amplitudes of the signals. Estimates (10), (12) are unbiased, i.e. in the absence of random noise, the estimate of the direct signal (12) is exactly equal to the true complex amplitude of the direct signal, regardless of the intensity of the reflected signals. In addition, in the presence of random noise, the Fisher information matrix [13] of the probability distribution of the vector ρ with the parameter w is equal to I = R, as follows from (7), therefore, as is known from [13], the lower bound of the variance of the estimate of the parameter w 0 is
Figure 00000013
, i.e. is equal to
Figure 00000014
. On the other hand, the covariance matrix for estimating the vector w from (10) is equal to R -1 , i.e. estimate (10) has minimal variance among unbiased estimates, i.e. is the most accurate of all possible estimates.

На Рис. 3…7 приведен пример формирования оценки фазы прямого навигационного сигнала на фоне мешающего отраженного сигнала в следующих условиях:In Fig. 3 ... 7 shows an example of the formation of an estimate of the phase of a direct navigation signal against a background of an interfering reflected signal under the following conditions:

- полоса пропускания радиочастотного тракта достаточно широкая по сравнению со спектром навигационного сигнала, так что автокорреляционная функция навигационного сигнала считается идеальным треугольником;- the passband of the radio frequency path is wide enough in comparison with the spectrum of the navigation signal, so that the autocorrelation function of the navigation signal is considered an ideal triangle;

- шаг панорамы по задержке =0.1 длительности символа дальномерного кода GPS (длительности чипа GPS);- delay panorama step = 0.1 symbol duration of the GPS ranging code (GPS chip duration);

- количество параллельных подканалов по задержке L+1=26;- the number of parallel subchannels by delay L + 1 = 26;

- задержка отраженного сигнала относительно прямого =0.1 длительности чипа;- delay of the reflected signal relative to the direct = 0.1 chip duration;

- амплитуда отраженного сигнала =0.8 амплитуды прямого;- amplitude of the reflected signal = 0.8 of the amplitude of the direct;

- фаза прямого сигнала =0.2 цикла =72°;- phase of the direct signal = 0.2 cycle = 72 °;

- фаза отраженного сигнала =0.45 цикла =162°.- phase of the reflected signal = 0.45 cycles = 162 °.

В этом примере шумы на входе приемника не учитываются, чтобы сделать более ясным воздействие мешающего отраженного сигнала.In this example, the noise at the receiver input is not taken into account to make the effect of the interfering reflected signal clearer.

Действительная и мнимая компоненты смеси прямого и отраженного сигналов на выходе коррелятора, а также модуль комплексного сигнала на выходе коррелятора приведены на Рис. 3, а на Рис. 4 приведен тот же комплексный сигнал в виде модуля и фазы, на нем видны значительные искажения фаза корреляционных отсчетов (до 0.1 цикла и более). На Рис. 5 приведена матрица Q, рассчитанная по (11), а на Рис. 6 - ее первая строка q, которая используется в (12).The real and imaginary components of the mixture of direct and reflected signals at the output of the correlator, as well as the module of the complex signal at the output of the correlator are shown in Fig. 3a in Fig. Figure 4 shows the same complex signal in the form of a module and a phase; it shows significant distortions in the phase of correlation samples (up to 0.1 cycles or more). In Fig. Figure 5 shows the matrix Q calculated according to (11), and Fig. 6 - its first line q, which is used in (12).

Результаты расчета по (10) представлены на Рис. 7, из которого видно, что оценка фазы, соответствующая τk=0, в точности равна истинной фазе прямого сигнала, несмотря на значительные искажения фазы необработанных корреляционных интегралов (до 0.1 цикла и более), которые видны на Рис. 4. Таким образом, искажающее воздействие отраженного сигнала на оценку фазы прямого сигнала полностью устранено и предлагаемый способ обеспечивает точную оптимальную неитерационную оценку фазы прямого сигнала в условиях воздействия шумов и мешающих отражений без необходимости априорной информации о величине комплексных амплитуд прямого и отраженного сигналов и о их взаимной корреляции.The calculation results according to (10) are presented in Fig. 7, from which it can be seen that the phase estimate corresponding to τ k = 0 is exactly equal to the true phase of the direct signal, despite the significant phase distortions of the raw correlation integrals (up to 0.1 cycles or more), which are visible in Fig. 4. Thus, the distorting effect of the reflected signal on the estimation of the phase of the direct signal is completely eliminated and the proposed method provides an accurate optimal non-iterative estimation of the phase of the direct signal in the presence of noise and interfering reflections without the need for a priori information about the magnitude of the complex amplitudes of the direct and reflected signals and their mutual correlations.

Устройство оценивания фазы с подавлением мешающих отражений, реализующее предложенный выше способ, показано на Рис. 8. Входной сигнал x(t)⋅e-jωt в L+1 перемножителях 103 умножается на копии псевдослучайного дальномерного кода r(t-τm), m=0, …, L, получаемые на сдвиговом регистре 102 из кода r(t), соответствующего прямому навигационному сигналу. В аккумуляторах 104 формируются значения комплексных корреляционных интегралов ρm (5), m=0, …, L, которые в умножителях 105 умножаются на действительные коэффициенты qm, хранящиеся в регистрах 106, а результаты перемножений qm⋅ρm суммируются в сумматоре 107. Таким образом, максимально правдоподобная оценка комплексной амплитуды прямого сигнала получается на выходе сумматора 107 в соответствии с (12), а аргумент комплексной амплитуды на выходе сумматора 107 представляет собой оценку фазы прямого навигационного сигнала, «очищенную» от мешающих отражений многолучевого распространения.A phase estimator with suppression of interfering reflections that implements the method proposed above is shown in Fig. 8. The input signal x (t) ⋅e -jωt in L + 1 multipliers 103 is multiplied by a copy of the pseudo-random rangefinder code r (t-τ m ), m = 0, ..., L, obtained on the shift register 102 from the code r (t ) corresponding to the direct navigation signal. The accumulators 104 form the values of the complex correlation integrals ρ m (5), m = 0, ..., L, which in the multipliers 105 are multiplied by the actual coefficients q m stored in the registers 106, and the results of the multiplications q m ⋅ρ m are summed in the adder 107 Thus, the most plausible estimate of the complex amplitude of the direct signal is obtained at the output of the adder 107 in accordance with (12), and the argument of the complex amplitude at the output of the adder 107 is an estimate of the phase of the direct navigation signal, “cleared” of interfering reflections Nij multipath.

Предлагаемый приемник спутниковой навигации 201 с устройством подавления мешающих отражений многолучевого распространения при оценке фазы (Рис. 9) содержит последовательно соединенные радиочастотный преобразователь 204, многоканальный коррелятор 211 (на Рис. 9 показан только один канал коррелятора), блоки цифровой обработки корреляционных данных 220 (на Рис. 9 показан только один такой блок) и навигационный процессор 232, причем работа всех составных частей синхронизируется от одного задающего генератора 203. Кроме того, в приемнике имеется генератор временной шкалы 231, выход которого используется для оцифровки моментов времени, к которым относятся сырые измерения и данные навигационных определений. Приемник работает следующим образом. Сигнал, принятый антенной 202, подается на радиочастотный блок 204, который его усиливает, фильтрует, выполняет преобразование на более низкие частоты и преобразует в цифровую форму. Все вышеуказанные операции в приемнике 201 полностью аналогичны тем, которые выполняются в приемнике-аналоге и приемнике-прототипе. Оцифрованный сигнал подвергается корреляционной обработке в многоканальном корреляторе 211.The proposed satellite navigation receiver 201 with a device for suppressing interfering reflections of multipath propagation during phase estimation (Fig. 9) contains a series-connected radio frequency converter 204, a multichannel correlator 211 (only one correlator channel is shown in Fig. 9), and digital correlation data processing units 220 (on Fig. 9 shows only one such unit) and the navigation processor 232, and the operation of all components is synchronized from one master oscillator 203. In addition, the receiver has a gene ator timeline 231, the output of which is used to digitize the time points, which include raw measurements and navigation data definitions. The receiver operates as follows. The signal received by the antenna 202 is supplied to a radio frequency unit 204, which amplifies it, filters it, performs conversion to lower frequencies and digitizes it. All of the above operations in the receiver 201 are completely similar to those performed in the receiver-analogue and receiver-prototype. The digitized signal is subjected to correlation processing in the multi-channel correlator 211.

Каждый канал многоканального коррелятора может быть настроен на частоту и код одного спутника в одном частотном диапазоне. Для этого входной дискретизированный по времени комплексный сигнал x(t) в умножителе 207 умножается на комплексный опорный сигнал e-jωt, частота которого с высокой точностью выравнена с частотой прямого навигационного сигнала данного спутника. Полученный в результате сигнал y(t)=x(t)⋅e-jωt умножается на дальномерный код данного спутника в умножителе 208 и интегрируется в аккумуляторе 209, выход которого обычным образом обрабатывается и фильтруется в системе слежения за задержкой 221 в блоке цифровой обработки корреляционных данных 220 данного спутника, а отфильтрованные данные управляют генератором кода 206, обеспечивая замкнутую обратную связь петли слежения за задержкой. Параллельно с этим, сигнал y(t)=x(t)⋅e-jωt подается на вход устройства оценивания фазы 101, на другой вход которого подается сигнал копии дальномерного кода от генератора кода 206. Выходной комплексный сигнал блока 101, "очищенный" от мешающих отражений, обрабатывается в фазовом дискриминаторе 222, по результатам которого в системе слежения за фазой 223 вырабатываются сглаженные оценки фазы ϕ и частоты ω. Сглаженная частота ω используется обычным образом для управления генератором несущей 205, обеспечивая замкнутую обратную связь петли слежения за фазой несущей.Each channel of the multi-channel correlator can be tuned to the frequency and code of one satellite in the same frequency range. For this, the input time-discrete complex signal x (t) in the multiplier 207 is multiplied by the complex reference signal e- jωt , the frequency of which is accurately aligned with the frequency of the direct navigation signal of this satellite. The resulting signal y (t) = x (t) ⋅ e -jωt is multiplied by the rangefinder code of this satellite in the multiplier 208 and integrated into the battery 209, the output of which is normally processed and filtered in the delay tracking system 221 in the digital correlation processing unit data 220 of this satellite, and the filtered data controls the code generator 206, providing closed loop feedback tracking delay. In parallel with this, the signal y (t) = x (t) ⋅ e -jωt is supplied to the input of the phase estimator 101, to the other input of which there is a signal of a copy of the ranging code from the code generator 206. The output complex signal of block 101, "cleared" from interfering reflections is processed in the phase discriminator 222, according to the results of which, in the phase 223 tracking system, smooth estimates of the phase ϕ and frequency ω are generated. The smoothed frequency ω is used in the usual way to control the carrier generator 205, providing closed feedback of the carrier phase tracking loop.

В каждом блоке цифровой обработки корреляционных данных 220 имеется также модуль формирования фазовых измерений (МФФИ) 224 (Рис. 10), в котором на основе сглаженных оценок фазы ϕ, частоты ω, оцифрованного значения момента считывания корреляционных данных ti и с использованием данных генератора шкалы времени приемника tr 231 вырабатывается измерение фазы несущей ψ, приведенное к заданному моменту tr по шкале времени приемника. Все данные, полученные на выходе блока цифровой обработки корреляционных данных 220, передаются в навигационный процессор 232, в котором осуществляется решение навигационной задачи и передача потребителю сообщений, содержащих координаты, компоненты вектора скорости навигационных определений и сырые измерения псевдодальностей и псевдодопплеровских фаз.In each block of digital processing of correlation data 220, there is also a phase measurement generation module (IFFI) 224 (Fig. 10), in which, based on smoothed estimates of the phase ϕ, frequency ω, digitized value of the moment of reading the correlation data t i and using data from the scale generator receiver time t r 231, a measurement of the phase of the carrier ψ is produced, reduced to a given moment t r on the receiver's time scale. All data obtained at the output of the digital correlation data processing unit 220 is transmitted to the navigation processor 232, in which the navigation problem is solved and messages are transmitted to the consumer containing coordinates, components of the velocity vector of navigation definitions and raw measurements of pseudorange and pseudo-Doppler phases.

Заявляемый приемник и устройство оценивания фазы с подавлением мешающих отражений состоят из функциональных блоков, устройство которых широко известно в области спутниковой навигации. Например, различные методы реализации радиочастотного преобразователя 204 описаны в [14], [15] и [16], в заявляемом приемнике может быть использована любая из микросхем, описанных в [15]. Устройства ССЗ 221 и ССФ 223 также хорошо известны из [14], а различные способы формирования фазовых измерений в блоке 224 подробно рассмотрены в [5]. В качестве навигационного процессора 232 могут быть использованы, например, различные микропроцессорные ядра, разработанные компанией ARM Limited. В качестве задающего генератора 203 может быть использована любая из выпускаемых различными компаниями микросхем ТСХО или кварцевых генераторов, в качестве генератора временной шкалы 231 - любые из выпускаемых электронной промышленностью микросхем двоичных счетчиков.The inventive receiver and a phase estimator with suppression of interfering reflections consist of functional blocks, the device of which is widely known in the field of satellite navigation. For example, various implementation methods of the RF converter 204 are described in [14], [15] and [16], any of the circuits described in [15] can be used in the inventive receiver. CVD devices 221 and SSF 223 are also well known from [14], and various methods for generating phase measurements in block 224 are discussed in detail in [5]. As the navigation processor 232, for example, various microprocessor cores developed by ARM Limited can be used. As the master oscillator 203, any of the TLCO chips or crystal oscillators produced by various companies can be used, as a generator of the timeline 231, any of the binary counters produced by the electronics industry can be used.

Предлагаемый приемник спутниковой навигации с устройством оценивания фазы с подавлением мешающих отражений обеспечивает решение технической задачи исключения ошибок фазовых измерений, вызванных отраженными сигналами, без затрат времени и ресурсов на выполнение итерационных процессов и без необходимости априорной информации о величине комплексных амплитуд прямого и отраженного сигналов и о их взаимной корреляции.The proposed satellite navigation receiver with a phase estimator with suppression of interfering reflections provides a solution to the technical problem of eliminating phase measurement errors caused by reflected signals, without spending time and resources on iterative processes and without the need for a priori information about the magnitude of the complex amplitudes of the direct and reflected signals and their cross-correlation.

На Рис. 1 представлена функциональная схема приемника-аналога.In Fig. 1 shows a functional diagram of a receiver-analogue.

На Рис. 2 представлена функциональная схема приемника-прототипа.In Fig. 2 presents a functional diagram of the receiver of the prototype.

На Рис. 3 представлены пример смеси прямого и отраженного сигналов на выходе коррелятора, действительная часть, мнимая часть и модуль.In Fig. Figure 3 presents an example of a mixture of direct and reflected signals at the output of the correlator, the real part, imaginary part and module.

На Рис. 4 представлена та же смесь прямого и отраженного сигналов, как на Рис. 3, но в виде модуля и аргумента комплексных корреляционных интегралов.In Fig. Figure 4 presents the same mixture of direct and reflected signals as in Fig. 3, but in the form of a module and an argument of complex correlation integrals.

На Рис. 5 представлена матрица R-1 рассматриваемого примера.In Fig. 5 shows the matrix R -1 of the considered example.

На Рис. 6 представлен вектор весовых коэффициентов q={qm} рассматриваемого примера.In Fig. Figure 6 shows the vector of weights q = {q m } of the considered example.

На Рис. 7 представлены результаты расчета оценок модуля и аргумента комплексных амплитуд прямого (при к=0) и отраженных сигналов.In Fig. 7 presents the results of calculating the estimates of the modulus and argument of the complex amplitudes of the direct (at k = 0) and reflected signals.

На Рис. 8 представлена функциональная схема заявляемого устройства подавления мешающих отражений при оценке фазы.In Fig. 8 presents a functional diagram of the inventive device for suppressing interfering reflections during phase evaluation.

На Рис. 9 представлена функциональная схема заявляемого приемника спутниковой навигации с устройством подавления мешающих отражений при оценке фазы.In Fig. 9 is a functional diagram of the inventive satellite navigation receiver with a device for suppressing interfering reflections during phase estimation.

На Рис. 10 представлен пример функциональной схемы модуля формирования фазовых измерений.In Fig. 10 is an example of a functional diagram of a phase measurement forming unit.

Источники информацииInformation sources

1. "Глобальная Навигационная Спутниковая Система - ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ (редакция 5.1). РНИИКП 2008"1. "Global Navigation Satellite System - GLONASS. Interface control document (version 5.1). RNIIKP 2008"

2. Interface Specification IS-GPS-200, rev. H, 2013.2. Interface Specification IS-GPS-200, rev. H, 2013.

3. Galileo Open Service Signal In Space Interface Control Document, issue 1.1, Sept.2010.3.Galileo Open Service Signal In Space Interface Control Document, issue 1.1, Sept. 2010.

4. BDS-SIS-ICD-B1I-1.0, Dec.2012.4. BDS-SIS-ICD-B1I-1.0, Dec.2012.

5. Поваляев A.A. Спутниковые радионавигационные системы: время, показания часов, формирование измерений и определение относительных координат. - М.: Радиотехника, 2008.5. Povalyaev A.A. Satellite radio navigation systems: time, clock readings, formation of measurements and determination of relative coordinates. - M.: Radio Engineering, 2008.

6. Garin L., Van Diggelen F. and Rousseau J.M. "Strobe and Edge Correlator Multipath Mitigation for Code", proceedings of ION GPS-96, Kansas City, September 17-20.6. Garin L., Van Diggelen F. and Rousseau J.M. "Strobe and Edge Correlator Multipath Mitigation for Code", proceedings of ION GPS-96, Kansas City, September 17-20.

7. Garin L. and Rousseau J.M. Enhanced Strobe Correlator, Proceedings of ION GPS-97, Kansas City, September 16-19.7. Garin L. and Rousseau J.M. Enhanced Strobe Correlator, Proceedings of ION GPS-97, Kansas City, September 16-19.

8. Townsend, В., et al, (1995) "Performance evaluation of the multipath estimating delay lock loop," Navigation: Journal of the Institute of Navigation, vol 42, no 3, Fall, pp. 503-514.8. Townsend, B., et al, (1995) "Performance evaluation of the multipath estimating delay lock loop," Navigation: Journal of the Institute of Navigation, vol 42, no 3, Fall, pp. 503-514.

9. Fenton P.C, Apparatus for and Method of Making Pulse-Shape measurements. US Pat. No. 8,467,433 B2, Jun. 18, 2013.9. Fenton P.C., Apparatus for and Method of Making Pulse-Shape Measurements. US Pat. No. 8,467,433 B2, Jun. 18, 2013.

10. J.k. Ray, M.E. Cannon. Characterization of GPS Carrier Phase Multipath. ION NTM-99, San Diego, January 25-27.10. J.k. Ray, M.E. Cannon. Characterization of GPS Carrier Phase Multipath. ION NTM-99, San Diego, January 25-27.

11. Мун Вэнг Джин (KR), Донгвук Ким (KR), Джае Чэн Чанг (KR), Харисов В.Н. (RU), Ефименко B.C. (RU), Булавский Н.Т. (RU), Иванов В.И. (RU), Емец С.В. (RU), Третьяков А.Н. (RU). Способ синхронизации радиосигнала. Патент РФ №2278470 С2, 20.06.2006.11. Moon Wang Jin (KR), Dongwook Kim (KR), Jae Cheng Chang (KR), Kharisov V.N. (RU), Efimenko B.C. (RU), Bulavsky N.T. (RU), Ivanov V.I. (RU), Yemets S.V. (RU), Tretyakov A.N. (RU). A method of synchronizing a radio signal. RF patent No. 2278470 C2, 06.20.2006.

12. Б.Р. Левин. Теоретические основы статистической радиотехники. М., Сов. радио, 1968.12. B.R. Levin. Theoretical foundations of statistical radio engineering. M., Sov. radio, 1968.

13. М. Кендалл, А. Стьюарт. Статистические выводы и связи. М., Наука, 1973.13. M. Kendall, A. Stewart. Statistical conclusions and relationships. M., Science, 1973.

14. Van Dierendonck, A.J., "GPS Receivers," in: Global Positioning System: Theory and Applications, Vol I, Parkinson, B.W. and Spilker, J.J. Jr., eds., American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington, 1996, pp. 329-407.14. Van Dierendonck, A.J., “GPS Receivers,” in: Global Positioning System: Theory and Applications, Vol I, Parkinson, B.W. and Spilker, J.J. Jr., eds., American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington, 1996, pp. 329-407.

15. D.K. Shaeffer, T.H. Lee. The Design and Implementation of Low-Power CMOS Radio Receivers. Kluwer Academic Publishers, Boston/Dordrecht/London, 1999.15. D.K. Shaeffer, T.H. Lee The Design and Implementation of Low-Power CMOS Radio Receivers. Kluwer Academic Publishers, Boston / Dordrecht / London, 1999.

16. Raymond A. Eastwood "An Integrated GPS/Glonass receiver". - "Navigation" (USA), 1990, 2, - pp. 141-151.16. Raymond A. Eastwood "An Integrated GPS / Glonass receiver". - "Navigation" (USA), 1990, 2, - pp. 141-151.

Claims (4)

1. Способ оценивания фазы навигационного сигнала с подавлением мешающих отражений многолучевого распространения, основанный на методе максимального правдоподобия (МП) таким образом, что комплексная амплитуда w0 прямого сигнала формируется как взвешенная с весами qm сумма корреляций ρm комплексного входного сигнала с совокупностью копий дальномерного кода r(t-τm), m=0, …, L, перекрывающих область возможных задержек отраженных сигналов относительно прямого навигационного сигнала, т.е. w0=q⋅ρ=Σ, qm⋅ρm, где q - первая строка матрицы Q, предварительно вычисленной как Q=R-1, где R={Rkm} - теплицева матрица, соответствующая автокорреляционной функции дальномерного кода, взятой в точках {τm}, причем оценка фазы, не искаженная мешающими отражениями, формируется как аргумент комплексного числа w0.1. The method of estimating the phase of the navigation signal with the suppression of interfering reflections of multipath propagation, based on the maximum likelihood (MP) method in such a way that the complex amplitude w 0 of the direct signal is formed as the sum of correlations ρ m of the complex input signal with the range of copies of the rangefinder, weighted with weights q m code r (t-τ m ), m = 0, ..., L, overlapping the region of possible delays of the reflected signals relative to the direct navigation signal, i.e. w 0 = q⋅ρ = Σ, q m ⋅ρ m , where q is the first row of the matrix Q, previously calculated as Q = R -1 , where R = {R km } is the Toeplitz matrix corresponding to the autocorrelation function of the rangefinder code taken at points {τ m }, and the phase estimate, not distorted by interfering reflections, is formed as an argument of the complex number w 0 . 2. Приемник спутниковой навигации с устройством подавления мешающих отражений при оценке фазы, содержащий задающий генератор, генератор временной шкалы, вход которого соединен с выходом задающего генератора, последовательно соединенные радиочастотный преобразователь, вход которого образует сигнальный вход приемника, многоканальный цифровой коррелятор, многоканальное устройство цифровой обработки корреляционных отсчетов и навигационный процессор, вход которого соединен с выходом многоканального устройства цифровой обработки корреляционных отсчетов, причем каждый канал цифрового коррелятора содержит генератор несущей, смеситель несущей, генератор кода, смеситель кода и интегратор, а каждый канал многоканального устройства цифровой обработки корреляционных отсчетов содержит систему слежения за задержкой, фазовый дискриминатор и систему слежения за фазой, отличающийся тем, что в каждый канал многоканального коррелятора дополнительно вводится устройство подавления мешающих отражений при оценке фазы, первый вход которого является сигнальным и соединен с выходом смесителя несущей, второй вход соединен с выходом опережающей копии генератора дальномерного кода, и выход соединен с входом фазового дискриминатора многоканального устройства цифровой обработки корреляционных отсчетов, а в каждый канал многоканального устройства цифровой обработки корреляционных отсчетов дополнительно вводится модуль формирования фазовых измерений, первый вход которого соединен с фазовым выходом системы слежения за фазой, второй вход соединен с выходом частоты системы слежения за фазой, третий вход соединен с выходом оцифровки времени системы слежения за фазой, четвертый вход соединен с выходом генератора временной шкалы приемника, а выход соединен с входом навигационного процессора.2. A satellite navigation receiver with an interfering reflection suppression device for phase estimation, comprising a master oscillator, a timeline generator, the input of which is connected to the output of the master oscillator, a radio frequency converter connected in series, the input of which forms the signal input of the receiver, a multi-channel digital correlator, and a multi-channel digital processing device correlation samples and a navigation processor, the input of which is connected to the output of a multi-channel digital processing unit relational samples, each channel of the digital correlator containing a carrier generator, carrier mixer, code generator, code mixer and integrator, and each channel of a multi-channel device for digital processing of correlation samples contains a delay tracking system, a phase discriminator and a phase tracking system, characterized in that in each channel of the multichannel correlator, an interfering reflection suppression device is additionally introduced when evaluating the phase, the first input of which is a signal and is connected to the output m of the carrier mixer, the second input is connected to the output of the leading copy of the rangefinder code generator, and the output is connected to the input of the phase discriminator of the multichannel device for digital processing of correlation samples, and a phase measurement module is additionally introduced into each channel of the multichannel device for digital processing of correlation samples, the first input of which is connected with the phase output of the phase tracking system, the second input is connected to the frequency output of the phase tracking system, the third input is connected to by the output of the time tracking phase monitoring system, the fourth input is connected to the output of the receiver timeline generator, and the output is connected to the input of the navigation processor. 3. Приемник по п. 2, в котором устройство подавления мешающих отражений при оценке фазы содержит регистр весовых коэффициентов, сдвиговый регистр копии, вход которого соединен с выходом опережающей копии генератора дальномерного кода, совокупность М смесителей кода, у каждого из которых первый вход соединен с сигнальным входом устройства подавления мешающих отражений, а второй вход m -го смесителя кода соединен с m-й ячейкой сдвигового регистра, совокупность М накапливающих сумматоров, причем вход m-го накапливающего сумматора соединен с выходом m-го смесителя кода, совокупность М перемножителей, причем первый вход m-го перемножителя соединен с выходом m-го накапливающего сумматора, а второй вход m-го перемножителя соединен с выходом m-й ячейки регистра весовых коэффициентов, и М-входовой сумматор, входы которого соединены с выходами перемножителей, а выход является выходом устройства подавления мешающих отражений при оценке фазы.3. The receiver according to claim 2, in which the interfering reflection suppression device for phase evaluation comprises a weighting register, a shift register of the copy, the input of which is connected to the output of the leading copy of the rangefinder code generator, a set of M code mixers, each of which has a first input connected to the signal input of the device for suppressing interfering reflections, and the second input of the mth mixer of the code is connected to the mth cell of the shift register, the set M of accumulating adders, the input of the mth accumulating adder is connected to by the mth code mixer, the set of M multipliers, the first input of the mth multiplier connected to the output of the mth accumulating adder, and the second input of the mth multiplier connected to the output of the mth cell of the weight register, and the M-input adder the inputs of which are connected to the outputs of the multipliers, and the output is the output of the device for suppressing interfering reflections when evaluating the phase. 4. Приемник по п. 3, в котором модуль формирования фазовых измерений содержит блок вычитания, первый вход которого соединен с третьим входом модуля, а второй вход соединен с четвертым входом модуля, перемножитель, первый вход которого соединен со вторым входом модуля, а второй вход соединен с выходом блока вычитания, и сумматор, первый вход которого соединен с первым входом модуля, второй вход соединен с выходом перемножителя, а выход является выходом модуля формирования фазовых измерений.4. The receiver according to claim 3, in which the phase measurement generating module comprises a subtraction unit, the first input of which is connected to the third input of the module, and the second input is connected to the fourth input of the module, a multiplier, the first input of which is connected to the second input of the module, and the second input connected to the output of the subtraction unit, and an adder, the first input of which is connected to the first input of the module, the second input is connected to the output of the multiplier, and the output is the output of the phase measurement forming module.
RU2016122452A 2016-06-07 2016-06-07 Method of estimating navigation signal phase on background of interfering reflections of multipath distribution and navigation receiver with device for suppressing interfering reflections in phase estimation RU2625804C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016122452A RU2625804C1 (en) 2016-06-07 2016-06-07 Method of estimating navigation signal phase on background of interfering reflections of multipath distribution and navigation receiver with device for suppressing interfering reflections in phase estimation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016122452A RU2625804C1 (en) 2016-06-07 2016-06-07 Method of estimating navigation signal phase on background of interfering reflections of multipath distribution and navigation receiver with device for suppressing interfering reflections in phase estimation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2625804C1 true RU2625804C1 (en) 2017-07-19

Family

ID=59495355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016122452A RU2625804C1 (en) 2016-06-07 2016-06-07 Method of estimating navigation signal phase on background of interfering reflections of multipath distribution and navigation receiver with device for suppressing interfering reflections in phase estimation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2625804C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737948C1 (en) * 2020-02-18 2020-12-07 Александр Ефимович Фридман Method of detecting, estimating parameters and suppressing imitation interference and navigation receiver with device for detecting, estimating parameters and suppressing interference

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008085220A2 (en) * 2006-10-19 2008-07-17 Datagrid, Inc. L1/l2 gps receiver with programmable logic
CN102213766A (en) * 2010-04-01 2011-10-12 开曼晨星半导体公司 Method and device for avoiding multi-path errors in satellite navigation receiver

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008085220A2 (en) * 2006-10-19 2008-07-17 Datagrid, Inc. L1/l2 gps receiver with programmable logic
CN102213766A (en) * 2010-04-01 2011-10-12 开曼晨星半导体公司 Method and device for avoiding multi-path errors in satellite navigation receiver
RU2432585C1 (en) * 2010-04-01 2011-10-27 Мстар Семикондактор, Инк. Method of suppressing multipath errors in satellite navigation receiver

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737948C1 (en) * 2020-02-18 2020-12-07 Александр Ефимович Фридман Method of detecting, estimating parameters and suppressing imitation interference and navigation receiver with device for detecting, estimating parameters and suppressing interference

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110418979B (en) Global Navigation Satellite System (GNSS) Signal Tracking
US10018731B2 (en) Processor for a radio receiver
WO2019027726A1 (en) Gps-based navigation system a nonlinear discrete-time tracking filter
CN107817506B (en) Cepstrum-Based Multipath Suppression for Spread Spectrum Radio Communication Signals
KR102747771B1 (en) System and method for providing multipath mitigation in global navigation satellite system receiver
US8907844B2 (en) Dual frequency receiver for satellite based positioning and associated method of reception
CN104422939B (en) Method and apparatus for being associated with the signal received from navigational satellite system
JP2017063411A (en) Wireless communication unit, integrated circuit, satellite communication system, and ionospheric group delay correction method
Tamazin et al. A new high-resolution GPS multipath mitigation technique using fast orthogonal search
RU2625804C1 (en) Method of estimating navigation signal phase on background of interfering reflections of multipath distribution and navigation receiver with device for suppressing interfering reflections in phase estimation
KR100687243B1 (en) Code Tracking Loop and Multipath Error Elimination Method for Multipath Error Elimination
RU2341898C2 (en) Receiver of satellite navigation with device for quick searching of navigation signals under conditions of object high dynamics
CN111308521B (en) Code phase estimation and pseudo-range measurement method and device of GNSS (Global navigation satellite System), and terminal
RU2737948C1 (en) Method of detecting, estimating parameters and suppressing imitation interference and navigation receiver with device for detecting, estimating parameters and suppressing interference
RU227214U1 (en) Navigation processor chip
CN114981675B (en) System and method for determining time of flight using classification of both code and phase in a received signal
RU2278470C2 (en) Method for synchronization of radio signal
RU2419809C1 (en) Method of measuring interperiod factor of passive interference correlation
JP2014041025A (en) Multi-path estimation device, multi-path detection device, gnss receiver, multi-path estimation method, information terminal appliance and multi-path estimation program
Brahim et al. An MCMC algorithm for BOC and AltBOC signaling acquisition in multipath environments
Fridman Estimation of navigation signal carrier phase in multipath environment
Pany et al. Analysis of the Ionospheric Influence on Signal Propagation and Tracking of Binary Offset Carrier (BOC) Signals For Galileo And GPS
Jwo et al. Multipath Parameter Estimation Using the Unscented Particle Filter Based Code Tracking Loop for Non-Gaussian Noises
TWI394974B (en) Frequency tracking method and associated apparatus applied to positioning system
Djogatović et al. GNSS Signal Simulation and a Multipath Delay Estimation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180608

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200114