Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. - Генике А.А.
ISBN 5-86066-063-4
Скачать (прямая ссылка):
57
антенны, которая обеспс-і : чувствительность
для прямых сигналов и - . нных. В качестве
дополнительной меры ¦- специальных эк-
ранирующих металлH1I-W.!,. u.»-^» 1»¦¦»».,«W.!»,!!IO под антенной. Наличие таких дисков позволяет во многих случаях защитить антенну от попадания на нее отраженных сигналов. При этом следует иметь в виду то обстоятельство, что наличие экранирующих дисков существенно влияет на формирование амплитудной и фазовой диаграмм направленности.
/. 7.4. Селекция сигналов, поступающих от различных спутников
Одна из особенностей работы спутниковой GPS-аппаратуры потребителя состоит в том, что в процессе выполнения измерений на вход приемника одновременно поступают радиосигналы от различных спутников, находящихся в поле зрения. При этом одна из функций GPS-приемника заключается в способности разделять эти сигналы. В геодезических GPS-приемниках отмеченная задача решается за счет введения в схему приемника соответствующего количества каналов (обычно по числу принимаемых спутников), причем каждый канал должен обрабатывать информацию только от одного спутника.
Для пояснения принципа образования нескольких каналов на рис. 1.13 приведена упрощенная функциональная схема многоканального GPS-приемника.
При реализации различной многоканальной радиоприемной аппаратуры, в которой каждый канал должен быть приспособлен для выделения интересующего нас сигнала из всей совокупности поступающих на вход приемника сигналов, чаще всего применяют пространственные, временные или частотные методы селекции.
Пространственная селекция предполагает наличие остронаправленных антенн, что для рассматриваемой GPS-системы неприемлемо.
Временная селекция, базирующаяся на разносе во времени радиосигналов от различных спутников, также не удовлетворяет предъявляемым требованиям, так как сигналы от различных спутников поступают на вход приемника одновременно.
В отечественной спутниковой системе ГЛОНАСС применен частотный метод селекции, для реализации которого каждый из спутников излучает радиосигналы на несущих частотах, характерных только для вполне конкретного спутника. Такой подход создает существенные затруднения при выполнении высокоточных фазовых измерений с использованием дифференциальных методов, так как строгий учет
58
временных аппаратных задержек, зависящих от частоты, оказывается при этом достаточно сложной задачей.
Исходя из вышеизложенного, в системе GPS использован несколько иной, нестандартный метол разделения сигналов от различных спутников, получивший в литературе название структурной селекции. При таком способе передача сигналов с различных спутников осуществляется на одной и той же несущей частоте, а для разделения используется их структурное различие, и, в частности, различие в структуре кодовых сигналов. С учетом этого рассматриваемый способ селекции называют также кодовым разделением.
В приведенной схеме (см. рис. 1.13), подразумевающей применение структурной селекции, разделение сигналов, их последующее отслеживание и измерение соответствующих свойственных таким сигналам параметров осуществляется на основе работы блоков автоматической подстройки времени (АПВ), автоматической подстройки частоты (АПЧ) и автоматической подстройки фазы (ФАПЧ), а также на основе использования характерных для каждого спутника и для каждой несущей частоты соответствующих кодовых сигналов (для частоты Ll - С/А-кода, а для частоты L2 - Р-кода).
Антснннос усіройство
Прсобраюва (імі частоты
1
УПЧ _
Синтезатор 4JiLTUi1
Опорный геиерн-шр
Блоки АПВ, ЛІ 14. ФЛПЧ
Канал слслгенш № I
Канал слежения № 2
KuHiui сп ежен и я № 3
УиПІІВЛЧЮШШІ и
оорабвты юющий процессор
Контрольный канал
Мул і ,т слеженик,
управления н / шілнкаинн
Рис. 1.13. Упрощенная функциональная схеми многокппалі.кого G PS-приемника
Контрольный канал слежения введен в схему с целью осуществления контроля за постоянством временных задержек сигналов в различных каналах. Управление всеми режимами работы каналов и первичная обработка результатов наблюдения осуществляется с помощью процессора.
При осуществлении структурной селекции широко используется корреляционный принцип сравнения принимаемых от спутника и
59
формируемых на месте сигналов. При этом характерные для системы GPS кодовые сигналы рассматривают как псевдошумовые, одна из особенностей которых состоит в том, что при корреляционном перемножении двух псевдошумовых сигналов на выходе корреляционного перемножителя резкое возрастание сигнала, свидетельствующее о сильной корреляционной зависимости двух перемножаемых сигналов, происходит только в том случае, если упомянутые кодовые (псевдошумовые) сигналы имеют одинаковую, совпадающую во времени структуру. Исходя из этого, при осуществлении структурной селекции в приемной аппаратуре потребителя должна быть предусмотрена возможность формирования сигнала отклика, структура которого точно соответствует структуре сигнала от интересующего нас спутника.
В дополнение к вышеизложенному для временного совпадения двух сравниваемых сигналов в состав формирователя местного сигнала отклика должна быть введена соответствующая, плавно перестраиваемая линия задержки. Такая система автоматической подстройки времени (АПВ) в сочетании с корреляционным перемножителем позволяет не только отделить сигнал интересующего нас спутника от сигналов, характерных для других спутников, но и произвести измерения псевдодальности между спутником и приемником на основе применения кодовых сигналов.
