WO2010074605A1 - Метод построения виброустойчивого навигационного приемника спутниковых сигналов и устройство приёма и обработки навигационных сигналов - Google Patents

Метод построения виброустойчивого навигационного приемника спутниковых сигналов и устройство приёма и обработки навигационных сигналов Download PDF

Info

Publication number
WO2010074605A1
WO2010074605A1 PCT/RU2009/000677 RU2009000677W WO2010074605A1 WO 2010074605 A1 WO2010074605 A1 WO 2010074605A1 RU 2009000677 W RU2009000677 W RU 2009000677W WO 2010074605 A1 WO2010074605 A1 WO 2010074605A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
phase
frequency
satellite
signals
signal
Prior art date
Application number
PCT/RU2009/000677
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Владимирович ВЕЙЦЕЛЬ
Марк Исааакович ЖОДЗИЖСКИЙ
Владимир Викторович БЕЛОГЛАЗОВ
Виктор Абрамович ВЕЙЦЕЛЬ
Original Assignee
Veitsel Andrew Vladimirovich
Zhodzishsky Mark Isaakovich
Beloglazov Vladimir Viktorovich
Veltsel Viktor Abramovich
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 Veitsel Andrew Vladimirovich, Zhodzishsky Mark Isaakovich, Beloglazov Vladimir Viktorovich, Veltsel Viktor Abramovich filed Critical Veitsel Andrew Vladimirovich
Priority to US12/737,135 priority Critical patent/US8618981B2/en
Publication of WO2010074605A1 publication Critical patent/WO2010074605A1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/35—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain
    • G01S19/37—Hardware or software details of the signal processing chain
    • 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
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • 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
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for processing signals from satellite navigation systems.
  • Receivers of consumers of satellite navigation systems receive radio signals from many satellites and process them in order to determine their coordinates.
  • phase measurements allows you to determine the coordinates of a mobile consumer - the "rover”.
  • the equipment mounted on the rover can be subjected to strong dynamic disturbances due to shaking during movement, shocks during the operation of operating units and vibrations from engine operation.
  • Dynamic disturbances affect the quartz of the reference generator, causing its frequency to drift, which is often the cause of the failure of the tracking systems of the receiver.
  • the proposed method based on the use of a broadband “quartz” loop, allows for stable operation of the receiver without the use of mechanical shock absorption.
  • GPS satellite navigation systems USA
  • GLONASS Russia
  • GALILEO European metropolitan area network
  • the navigation receiver receives and processes radio signals emitted by satellites within line of sight.
  • the satellite signals are modulated by a pseudo-random binary code, which is used to measure the delay relative to the local reference oscillation.
  • NAM differential navigation mode
  • the coordinates of the consumer relative to the base station (Base) are determined, the coordinates of which are known with high accuracy.
  • the base station is usually stationary, and the consumer can be both stationary and moving.
  • the results of these measurements are transmitted to the consumer, who also has a navigation receiver.
  • the consumer is able to more accurately determine their relative coordinates by compensating for a significant part of the highly correlated errors.
  • the joint processing of the base and rover measurements takes place by recording after all measurements are completed.
  • the coordinates of the rover are determined in real time as information is received from the base via the communication line.
  • the phase difference between the carriers received by the base and rover receivers can significantly exceed 360 degrees. Because of this, the measured phase difference will differ from the true difference of the total phases by an integer number of cycles (1 cycle corresponds to 360 degrees).
  • Each satellite uses one satellite channel.
  • Dual-frequency receivers receive satellite radiation in the ranges L1 and L2 and, accordingly, measure the phases at two frequencies f1 and f2, which allows corrections for the ionospheric delay and facilitates the resolution of ambiguity.
  • the signals of various satellites are separated by channels and processed in order to extract navigation information, which is contained in the value of the relative time delays of the incoming signals.
  • satellite signals are processed separately in digital satellite channels, one channel for each satellite.
  • the basis of the channel of each satellite are two tracking systems that track changes in the parameters of the incoming signal.
  • the first tracking system the "delay tracking loop” (DLL) tracks the delay changes in the modulating PS code in the incoming signal.
  • DLL delay tracking loop
  • the second tracking system tracks the phase changes of the carrier frequency in the incoming signal.
  • PLL Phase Tracking Loop
  • the signal is converted to digital form and processed both hardware and software, in the microprocessor, which is part of the receiver.
  • Processing the received signal includes the accumulation of the result of sequentially multiplying this signal by the reference carrier and the reference code generated in the receiver.
  • the reference carrier corresponds to the carrier of the received signal for a given satellite, the reference code to the corresponding pseudo-random code (PS code), which modulated the signal of the same satellite.
  • PS code pseudo-random code
  • correlators Devices performing such multiplication and accumulation are called “correlators", and the corresponding process is called the correlation of two signals.
  • the output value of the correlator is a cross-correlation function of the input and reference signals.
  • Each satellite channel in the receiver includes three parallel correlators.
  • the first correlator computes the in-phase correlation signal I.
  • Such a signal is obtained if the correlator uses the first reference carrier in phase with the carrier of the input signal.
  • the reference code is a copy of the PS code modulating the input signal.
  • the phase of the reference carrier may differ from the phase of the carrier of the input signal, and the delay of the reference code from the delay of the modulating code.
  • Signal I is used to highlight information symbols in other paths as an auxiliary signal for normalization.
  • the messages contain information about the coordinates of the satellite, the expected characteristics of the propagation conditions and other data that are used in coordinate definitions.
  • the second satellite channel correlator computes a quadrature correlation signal Q.
  • This signal is obtained if a second (quadrature) reference carrier is used, the phase of which is shifted by ⁇ l2 from the first reference carrier, and the reference code is similar to the code in the first path.
  • Q k Us ⁇ R o (r) sip ⁇ + Qj n (ratio Ns2), where: Q ⁇ is the noise at the output of the correlator Q, formed by the additive noise at the receiver input, and s ⁇ pf is the result of the correlation of the input signal carrier with the quadrature reference carrier.
  • the Q signal is used to generate an error signal in a phase locked loop (PLL).
  • PLL phase locked loop
  • the third satellite channel correlator computes a code correlation signal dl used to generate an error signal to control a Modulation Code Delay Tracking Scheme (DLL).
  • DLL Modulation Code Delay Tracking Scheme
  • the first reference carrier (in phase with the carrier of the input signal) is used, and the reference code, which consists of short strobe pulses corresponding to the moments of the sign reversal of the elements of the input PS code.
  • the values included in the relations change and the correlation signals determined by them change accordingly.
  • the correlation signals are accumulated in the adders with reset, in which the accumulation of the values of the correlation signals is performed (after removing the signs of information symbols):
  • the accumulated signals ⁇ , Q * , df, formed in the paths of each channel, are used for the joint operation of tracking systems - phase-locked loop of the carrier frequency and the delay tracking system of the PS code.
  • the tracking error signal Zd is proportional to the error ⁇ within ⁇ / t / 2, and then periodically repeated.
  • An error signal is applied to the loop filter, which provides a control signal and closes the PLL loop, controlling the phase shift of the controlled channel generator (NCO).
  • NCO controlled channel generator
  • the time shifts of the reference codes in the 1st and 2nd paths are rigidly tied in time to the adjustable DLL shift of the reference code of the third path.
  • the tracking systems PLL and DLL are closed loops whose task is to reduce to zero tracking errors: r and ⁇ .
  • error signals are converted into control signals, which change the phase and delay of the reference signal generators.
  • the tracking error values are nonzero, however, under normal conditions in the tracking mode, the errors are small and fluctuate around the point of stable equilibrium, at which the error signal is zero.
  • a delay and frequency search system is used.
  • tracking signals from different navigation satellites were carried out in different satellite channels of the receiver by independent individual tracking systems: PLL and DLL, and their bands had to be selected based on conflicting requirements, taking into account noise and dynamic errors.
  • General delays can result from movement of the consumer antenna and a shift in the timeline of the rover receiver.
  • US6,331,789 proposes a method for organizing tracking systems in a navigation receiver in which the signals of all the observed satellites are jointly processed to track the overall changes in the delays.
  • the signal power of each satellite was used separately to track, in individual PLL loops, relatively slow disturbances that act only on its signal, independently of the others.
  • the receiver In addition to the vector common loop, the receiver also had individual PLL loops for tracking the phase of the carrier in each channel.
  • the output signals of discriminators from different channels were summed and processed using the least squares method to obtain four generalized error signals for the four measured coordinates, and the obtained values of the error signals were filtered.
  • For geometric loops they were designed for the directions of the distance vectors to the satellites and, together with the quartz loop signal and individual loop error signals, controlled the frequency of the PLL reference generators of each channel.
  • the rover receiver operates in difficult conditions with various external influences and interference that cause measurement errors.
  • a special type of abnormal phase error is the phase jump of the carrier frequency PLL.
  • the PLL moves to a new stable point, after which it continues tracking.
  • an anomalous error remains, which is a multiple of an integer number of half-cycles.
  • Abnormal errors can be caused by the appearance of strong reflected signals or the action of strong radio interference.
  • the movement of the rover is accompanied by mechanical disturbances.
  • the frequency of the input signals is shifted in proportion to the speed, the engine causes vibrations with different frequencies, vibrations, shocks or shocks when The movement of the rover is caused by pulsed accelerations that act on the receiving antenna and on the quartz of the local reference generator, causing the intermediate carrier frequency and the measured phase to leave.
  • the present invention proposes a method for constructing systems that monitor the phases of the signals in the channels of individual satellites, supplemented by a separate common broadband quartz loop (OOSHK).
  • OOSHK common broadband quartz loop
  • control from a common broadband quartz loop is added, which is formed on the basis of the signals of all observed satellites and has a relatively higher clock frequency.
  • a multi-circuit system is created in the receiver that monitors changes in the phase of the carrier frequency, which preserves the tracking mode when strong dynamic disturbances.
  • the signals of the satellites after conversion in the common radio path (1), are digitized and fed to the inputs of the correlators (2) of the satellite channels.
  • Each correlator produces its own pair of the mentioned correlation signals I and Q (according to ratios 1 and 2) having a high clock frequency (for example, 1 KHz).
  • the clock frequency is reduced (for example, to 200 Hz).
  • the correlation signals I and Q are simultaneously sent to the discriminator of a separate common broadband quartz loop (4).
  • the contour of the channel PLLs is constructed according to a scheme with frequency or frequency-phase control by a digital controlled generator (NCO) of each channel.
  • NCO digital controlled generator
  • the FAP loop includes a channel discriminator (5) that generates (according to ratio 4) a digital signal of tracking error Z ⁇ LL-
  • loop filter LF determines the order of FAP astatism (mainly a loop filter with two integrators is used, which defines 3rd order astatism).
  • a digital control signal is removed from the loop filter, which consists of two components - components Z f for controlling the NCO in frequency and components Z ⁇ for controlling the phase of the NCO.
  • Figure 2 shows a diagram of a controlled generator of a satellite channel NCO, designed for separate control for the i-th channel.
  • the battery pack operates at a high clock speed f sa mpi and combines the control signals:
  • phase code is created in which one component in digital form corresponds to the integral of the frequency code, and the other two are phases respectively from the channel phase-converter phase and from OOSHKP.
  • the register memory is limited by the value corresponding to 2 ⁇ and when it is full, the remainder remains in it, which is the difference between the value of the number with overflow and 2l.
  • the reference carriers in the form of two reference signals RefSig are fed to the second input of the correlator, closing the circuit of the channel PLL.
  • the correlation signals I 1 , Q 1 collected from all satellite channels form two signals, namely: signal A as the sum of the products /, * Q,:
  • the discriminator output of a single common broadband quartz loop is formed as:
  • the proposed invention can be implemented in the following way.
  • the amplitude of the phase shifts is proportional to the amplitude of the antenna oscillations and does not depend on their frequency.
  • the amplitude of the phase shifts at the carrier frequency is proportional to the amplitude and frequency of mechanical vibrations.
  • Phase shifts on the carrier cause corresponding tracking errors, the magnitude of which is proportional to the amplitude of the phase shifts, and due to large tracking errors, hopping and disruption of tracking are possible.
  • the quartz common loop should have a correspondingly wide band.
  • the monotonous movement of the antenna shifts the carrier frequency in proportion to the speed of movement.
  • the offset of the carrier frequency may go beyond the FAP retention band and tracking will fail.
  • the frequency shift will be proportional to the magnitude of the acceleration and, if the motion is uniform, the quartz does not affect the tracking errors.
  • a high order of astatism is optional.
  • the acceleration arising from a dynamic disturbance is a vector and is characterized by magnitude and direction, so the antenna acceleration affects different signals of different satellites that come from different directions, which is taken into account when constructing a uniform vector common loop.
  • the signals for a uniform common loop are formed from the outputs of the phase discriminators in the channel of each satellite and then are adjusted based on the calculated matrix of guiding cosines for each satellite.
  • the present invention proposes the contour of the broadband quartz loop to perform as a separate operator unit, common to all channels and independent of the structure and even the presence of geometric contours of common loops that track changes in geometric coordinates.
  • the structure and parameters of this Separate Common Broadband Quartz Loop can be constructed taking into account only the specifics of phase fluctuations associated with the influence of external influences on quartz.
  • a separate common broadband quartz loop (OOSHKP) is based on the following principles.
  • OOSHKP loop filters are not used, and discrete control is used with low inertia, which provides a passband close in magnitude to the clock frequency.
  • An OOSHCH loop may have 1st order astatism, unlike individual FAP loops where a higher order is applied.
  • OOSHKP requires the use of channel NCO with separate management.
  • the controlled generator operates at a high natural clock frequency (sample-frequency).
  • the signals from a separate common broadband quartz loop carry out NCO phase control, while the control signals from OOSHK, periodically arriving at a given clock frequency (this clock frequency is much lower than the sampling frequency), change the phase of the controlled oscillator (NCO) at each beat, and in individual phase converters apply frequency-phase control.
  • the first one controls the frequency of NCO and changes its frequency in jumps at each beat, the second - at each beat changes the phase of NCO.
  • the NCO in each channel is controlled by the sum of three signals, and, in the general case, each of these signals can have its own clock frequency.
  • the clock frequency of the control signals is much lower than the sampling frequency of the NCO, which lies in the range of 40 - 50 MHz.
  • the clock frequency of OOSHKP is significantly higher than the clock frequencies of individual FAPs.
  • the OOSHC may be the only common loop in the receiver that uses the total power of all the satellites observed.
  • both a separate BINCH and a geometric vector common loop of three loops are used.
  • OOSHKP discriminator does not use the output values of discriminators of individual FAPs.
  • the output signal of the Oscillator discriminator is generated as a function of the correlation signals I, Q of all individual satellite channels.
  • the OSHKP discriminator at a sufficiently high clock frequency can operate both in the static mode (with the receiver stationary) and in the kinematic mode (receiver on a moving rover).
  • the loss of a signal in one or more channels does not cause an outlier in the control signal, which could lead to a tracking failure.
  • An essential feature of the proposed structure of tracking systems is the use of different clock frequencies of time sampling in various elements of the circuit.
  • Table 1 Recommended average frequencies for generating signals are shown in Table 1: Table 1.

Abstract

Изобретение относится к области радионавигации, к системам, следящим за фазами сигналов в каналах отдельных спутников, дополненных отдельной общей широкополосной кварцевой петлей. В каждом спутниковом канале для ФАЛ предлагается применять метод частотно-фазового управления. При этом к управлению частотой цифрового управляемого генератора добавляется управление его фазой. К индивидуальной ФАП с частотно-фазовым управлением добавляется управление от общей широкополосной кварцевой петли, которое формируется на основе сигналов всех наблюдаемых спутников и имеет сравнительно высокую тактовую частоту. В результате в приемнике создается многоконтурная система, следящая за изменениями фазы несущей частоты, которая, сохраняет режим слежения при сильных динамических возмущениях. В устройстве для осуществления способа выходы корреляторов всех спутниковых каналов параллельно соединены со входом дискриминатора общей широкополосной кварцевой петли приёмника, выход которого соединён с управляемыми генераторами всех спутниковых каналов. Технический результат - повышение точности слежения за счет уменьшения ошибки слежения при динамических возмущениях.

Description

Описание изобретения "Виброустойчивый навигационный приёмник в кинематическом режиме "
Область техники, к которой относится изобретение :
Изобретение относится к методам и устройствам обработки сигналов спутниковых навигационных систем.
Приемные устройства потребителей спутниковых навигационных систем принимают радиосигналы от многих спутников и обрабатывают их с целью определения своих координат.
Использование фазовых измерений позволяет определять координаты подвижного потребителя - "ровера".
В процессе работы аппаратура, установленная на ровере, может подвергаться сильным динамическим возмущениям из-за тряски при движении, толчков при действиях работающих агрегатов и вибрациях от работы двигателя.
Динамические возмущения влияют на кварц эталонного генератора, вызывая уход его частоты, что часто является причиной срыва следящих систем приемника.
Эти явления можно в значительной степени ослабить, если приемник дополнить специальной петлей обратной связи, уменьшающей ошибки слежения при колебаниях частоты эталонного генератора.
Предлагаемый метод, основанный на применении широкополосной «квapцeвoй» петли, позволяет обеспечить устойчивую работу приемника без применения средств механической амортизации.
Уровень техники :
Спутниковые навигационные системы GPS (США), GLONASS (Россия), GALILEO (Европа) и др. предназначены для определения местоположения потребителей, располагающих специальными навигационными приемниками.
Навигационный приемник принимает и обрабатывает радиосигналы, излучаемые спутниками, находящимися в пределах прямой видимости.
Сигналы спутников модулированы псевдослучайным двоичным кодом, который используется для измерения задержки относительно местного опорного колебания.
Эти измерения позволяют определять псевдодальности, которые отличаются от истинных дальностей до спутников из-за расхождения временных шкал на борту спутника и у потребителя, а также из-за ошибок измерения.
1
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Если количество спутников достаточно то, обрабатывая измеренные псевдодальности, можно определить координаты потребителя и согласовать временные шкалы.
Необходимость решения задач, требующих высоких точностей, а также стремление повысить устойчивость и надежность измерений, привели к разработке режима дифференциальной навигации (ДН).
В режиме ДН определяются координаты потребителя относительно базовой станции (Базы), координаты которой известны с высокой точностью.
Во время измерений базовая станция обычно неподвижна, а потребитель может быть как неподвижным, так и движущимся.
На Базе имеется навигационный приемник, принимающий и обрабатывающий сигналы спутников.
Результаты этих измерений передаются потребителю, который также имеет навигационный приемник.
Используя совместную обработку измерений Базы и ровера, потребитель получает возможность точнее определять свои относительные координаты за счет компенсации значительной части сильно коррелированных ошибок.
В зависимости от решаемых задач при ДН могут применяться разные режимы.
В режиме постобработки совместная обработка измерений базы и ровера происходит по записи после того, как все измерения закончены.
В режиме обработки в реальном времени координаты ровера определяются в реальном времени по мере поступления информации от базы по линии связи.
Повышение точности ДН может быть достигнуто, если измерения псевдодальности по кодам дополнить измерениями фазы несущей частоты.
Измеряя фазу несущей сигнала, полученного от спутника в приемнике базы и сравнивая ее с фазой несущей от того же спутника, измеренной в приемнике ровера, можно получить точность относительных координат до нескольких процентов от длины волны несущего колебания.
Реализация преимуществ, обеспечиваемых измерениями по фазе несущей, требует разрешения неоднозначности фазовых измерений.
Поскольку разность дальностей от базы до ровера обычно значительно больше длины волны, разность фаз несущих, принятых приемниками базы и ровера может значительно превышать 360 градусов. Из-за этого измеренная разность фаз будет отличаться от истинной разности полных фаз на целое число циклов ( 1 цикл соответствует 360 градусов).
Это целое число циклов оказывается неизвестным и его приходится определять по результатам измерений вместе с другими неизвестными величинами - координатами ровера и расхождением временных шкал.
Каждый спутник, излучение которого принимает приемник, использует один спутниковый канал.
Двухчастотные приемники принимают излучение спутников в диапазонах L1 и L2 и соответственно измеряют фазы на двух частотах f1 и f2, что позволяет вносить поправки на ионосферную задержку и облегчает разрешение неоднозначности.
В навигационном приемнике сигналы различных спутников разделяются по каналам и обрабатываются с целью выделения навигационной информации, которая содержится в величине относительных временных задержек приходящих сигналов.
Радиосигналы, поступающие от антенны на вход навигационного приемника, попадают в общий для сигналов разных спутников радиотракт, содержащий входные и фильтрующие блоки и конверторы частоты.
После прохождения общего радиотракта сигналы спутников обрабатываются раздельно в цифровых спутниковых каналах, по одному каналу на каждый спутник.
Основой канала каждого спутника являются две следящие системы, которые отслеживают изменения параметров приходящего сигнала.
Первая следящая система, - "петля слежения за задержкой" (DLL) отслеживает изменения задержки модулирующего ПС-кода в приходящем сигнале.
Вторая следящая система, - "петля слежения за фазой" (PLL) отслеживает изменения фазы несущей частоты в приходящем сигнале.
Для формирования следящих систем, сигнал - преобразуется в цифровую форму и обрабатывается как аппаратно, так и программно, в микропроцессоре, входящем в состав приемника.
Обработка принимаемого сигнала включает в себя накопление результата последовательного умножения этого сигнала на опорную несущую и опорный код, формируемые в приемнике. Опорная несущая соответствует несущей принятого сигнала для данного спутника, опорный код - соответствующему псевдослучайному коду (ПС-коду), которым модулирован сигнал того же спутника.
Устройства, выполняющие такое умножение и накопление, называются "корреляторами", а соответствующий процесс - корреляцией двух сигналов.
Выходная величина коррелятора является взаимокорреляционной функцией входного и опорного сигналов.
Каждый спутниковый канал в приёмнике, включает три параллельных коррелятора.
В первом корреляторе вычисляется синфазный корреляционный сигнал I.
Такой сигнал получается, если в корреляторе используется первая опорная несущая, синфазная с несущей входного сигнала.
Опорный код представляет собой копию ПС-кода, модулирующего входной сигнал.
В результате их корреляции образуется синфазный сигнал I.
Первоначально, или вследствие ошибок, фаза опорной несущей может отличаться от фазы несущей входного сигнала, а задержка опорного кода - от задержки модулирующего кода.
Если обозначить сдвиг фазы первой опорной несущей буквой ф и временной сдвиг опорного кода относительно входного (модулирующего) кода через т, то сигнал I определяется по соотношению :
I =k Us μ R0(r) соsø + lin (соотношение N°1), где :
R0(r) - нормированная взаимокорреляционная функция входного ПС-кода, (прошедшего фильтр в общем радиотракте приемника), и опорного кода, который является локально генерируемой копией ПС-кода, модулирующего сигнал спутника; соsф - результат корреляции несущей входного сигнала с синфазной опорной несущей при наличии фазового сдвига; Us - амплитуда входного сигнала; μ = ± 1 информационный символ, модулирующий входной сигнал; k - коэффициент пропорциональности; hп - помеха на выходе коррелятора I, образовавшаяся в результате действия аддитивной помехи на входе приемника. Сигнал I используется для выделения информационных символов и в других трактах в качестве вспомогательного сигнала для нормировки.
В режиме слежения, величины ф и т малы и R0(r) соsø приближается к единице.
При этом, синфазный корреляционный сигнал I воспроизводит последовательность информационных символов // = ± 1 , передающих сообщения с борта навигационного спутника в приемник потребителя.
В сообщениях содержатся сведения о координатах спутника, ожидаемых характеристиках условий распространения и другие данные, которые используются при координатных определениях.
Второй коррелятор спутникового канала вычисляет квадратурный корреляционный сигнал Q.
Этот сигнал получается, если используется вторая (квадратурная) опорная несущая, фаза которой сдвинута на πl2 от первой опорной несущей, а опорный код - аналогичен коду в первом тракте.
Их корреляция (в «кoppeлятope Q» ) образует квадратурный корреляционный сигнал Q, определяемый по соотношению :
Q = k Us μ Ro(r) siп ø + Qjn (соотношение Ns2), где : Qщ- помеха на выходе коррелятора Q, образованная аддитивной помехой на входе приемника, а s\пф - результат корреляции несущей входного сигнала с квадратурной опорной несущей.
Сигнал Q используется для образования сигнала ошибки в схеме фазовой автоподстройке (PLL).
Третий коррелятор спутникового канала вычисляет кодовый корреляционный сигнал dl, используемый для образования сигнала ошибки с целью управления Схемой Слежения за Задержкой модулирующего кода (DLL).
Для получения этого сигнала используют первую опорную несущую (синфазную с несущей входного сигнала), и опорный код, который состоит из коротких строб-импульсов, соответствующих моментам смены знака элементов входного ПС-кода.
Сигнал dl определяют по соотношению : dl = k Us μ ΔR0(г) соsø + dl in (соотношение NsЗ), где : ΔR0(7-) - взаимокорреляционная функция входного ПС-кода (после прохождения через радиотракт приемника) и опорного кода в виде последовательности коротких строб-импульсов; dljп - помеха на выходе «кoppeляτopa dl», образованная аддитивной помехой на входе приемника.
В процессе работы приемника величины, входящие в соотношения - изменяются и соответственно изменяются и определяемые по ним корреляционные сигналы.
После вычисления, корреляционные сигналы подвергаются накоплению в сумматорах со сбросом, в которых выполняется накопление значений корреляционных сигналов (после снятия знаков информационных символов):
Г = ∑I Q* = ∑Q dГ = ∑dI
Накопленные сигналы Г, Q*, df , сформированные в трактах каждого канала, используются для совместной работы следящих систем - фазовой автоподстройки несущей частоты и системы слежения за задержкой ПС- кода.
Сигнала ошибки слежения в дискриминаторе определяется по соотношению : Zd= аrсtап (Q*Л*) (соотношение Ns4).
Сигнал ошибки слежения Zd пропорционален ошибке φ в пределах ±/т/2, а затем периодически повторяется.
Зависимость Zd от φ образует дискриминаторную характеристику PLL.
Сигнал ошибки поступает на петлевой фильтр, который выдает управляющий сигнал и замыкает контур PLL, управляя фазовым сдвигом управляемого генератора канала (NCO).
Временные сдвиги опорных кодов в 1-ом и 2-ом трактах жестко привязаны по времени к регулируемому DLL сдвигу опорного кода третьего тракта.
Следящие системы PLL и DLL представляют собой замкнутые контура, задачей которых является сведение к нулю ошибок слежения : г и <ρ.
Для этого сигналы ошибки преобразуются в управляющие сигналы, которые меняют фазу и задержку генераторов опорных сигналов.
В реальных условиях из-за внешних воздействий на следящие системы величины ошибок слежения отличны от нуля, однако при нормальных условиях в режиме слежения ошибки малы и флуктуируют около точки устойчивого равновесия, в которой сигнал ошибки равен нулю.
Для входа следящих систем каналов приемника в режим слежения, применяется система поиска по задержке и частоте.
В прежних технических решениях, слежение за сигналами от разных навигационных спутников осуществлялось в разных спутниковых каналах приемника независимыми индивидуальными следящими системами: PLL и DLL, а их полосы приходилось выбирать, исходя из противоречивых требований, учитывающих шумовые и динамические ошибки.
Однако, наиболее быстрые изменения задержки сигналов, влияющие на эти следящие системы, являются общими для всех спутниковых каналов.
К общим задержкам, могут привести перемещения антенны потребителя и смещение временной шкалы приемника ровера.
В патенте US6, 313,789 предложен метод организации следящих систем в навигационном приемнике в котором для слежения за общими изменениями задержек совместно обрабатывают сигналы всех наблюдаемых спутников.
В результате за счет использования суммарной мощности всех спутников был получен ряд преимуществ.
Дополнительно, мощность сигнала каждого спутника использовалась отдельно для отслеживания в индивидуальных петлях PLL сравнительно медленных возмущений, которые действуют только на его сигнал, независимо от других.
Индивидуальные петли могли быть сделаны сравнительно узкополосными для подавления влияния шумов.
Реализация предложенного метода достигалась путем создания в приемнике векторной общей петли, которая состояла из трех геометрических общих контуров (для трех измеряемых геометрических координат) и четвертого (кварцевого) общего контура для отслеживания флуктуации фазы эталонного генератора.
Все контура общей петли были одинаковыми и векторная общая петля получалась однородной.
Кроме векторной общей петли в приемнике оставались и индивидуальные петли ФАП для слежения за фазой несущей в каждом канале.
Объединение каналов в однородной векторной петле происходило на выходе дискриминаторов PLL.
Выходные сигналы дискриминаторов из разных каналов суммировались и обрабатывались по методу наименьших квадратов для получения четырех обобщенных сигналов ошибки по четырем измеряемым координатам, а полученные значения сигналов ошибки - фильтровались. Для геометрических контуров они проектировались на направления векторов дальности до спутников и, в сумме с сигналом кварцевого контура и сигналами ошибки индивидуальных петель, управляли частотой опорных генераторов PLL каждого канала.
Дополнительно, в патенте US6.313,789 для случая неподвижного ровера предлагалось формирование общего фазового сигнала, его фильтрацию и использование фильтрованного сигнала в качестве корректирующего фазового сигнала.
В большинстве случаев приемник ровера работает в сложных условиях при различных внешних воздействиях и помехах, которые являются причиной ошибок измерений.
Принято различать обычные (нормальные) ошибки, которые характеризуют точность измерений, и аномальные ошибки, величина которых настолько велика, что соответствующее аномальное измерение может существенно помешать выполнению задачи, решаемой потребителем.
Аномальные ошибки изредка являются следствием случайно больших выбросов собственных шумов, но чаще связаны с внешними воздействиями на приемник.
Особым видом аномальной фазовой ошибки является перескок фазы несущей частоты PLL.
При одиночном перескоке PLL переходит в новую устойчивую точку, после чего продолжает слежение.
В результате после перескока в измерениях полной фазы остается аномальная ошибка, кратная целому числу полуциклов.
При большой длительности перескока или серии перескоков детектируется срыв слежения PLL и начинает работать система поиска.
К аномальным ошибкам может приводить появление сильных переотраженных сигналов или действие сильных радиопомех.
В приемниках, предназначенных для установки на подвижных объектах, особую роль играют внешние динамические воздействия и возникающие при этом аномальные ошибки часто являются причиной срывов слежения.
Движение ровера сопровождается механическими возмущениями.
Частота входных сигналов смещается пропорционально скорости, работа двигателя вызывает вибрации с разной частотой, вибрации, толчки или удары при движении ровера вызывают импульсные ускорения, которые действуют на приемную антенну и на кварц местного эталонного генератора, вызывая уход промежуточной несущей частоты и измеряемой фазы.
В результате возникают ошибки PLL, которые могут привести к срыву слежения.
Для того, уменьшения вероятности срывов слежения, принимают специальные меры для подавления динамических возмущений.
Метод, предложенный в патенте US6, 313,789 давал решение задачи повышения виброустойчивости за счет расширения полосы пропускания следящей системы.
Структуру и параметры четырех контуров векторной общей петли предлагалось делать одинаковыми и выбирать из условий компромисса между величиной флуктуационных (шумовых) ошибок и динамических ошибок, возникающих при движении.
Поскольку все конура были одинаковыми, векторная общая петля оказывалась однородной.
Однако в условиях, когда на приемник действовали особенно сильные вибрации и толчки (например, для приемников, применяемых для управления в строительных машинах), часто оказывалось, что однородная общая петля не дает достаточного эффекта.
Раскрытие изобретения :
В настоящем изобретении предложен метод построения систем, следящих за фазами сигналов в каналах отдельных спутников, дополненных отдельной общей широкополосной кварцевой петлей (ООШКП).
В каждом спутниковом канале для ФАП предлагается применять метод частотно-фазового управления, при этом к управлению частотой управляемого генератора канала (NCO) добавляется управление его фазой.
К индивидуальной ФАП с частотно-фазовым управлением добавляется управление от общей широкополосной кварцевой петли, которое формируется на основе сигналов всех наблюдаемых спутников и имеет сравнительно более высокую тактовую частоту.
В результате в приемнике создается многоконтурная система, следящая за изменениями фазы несущей частоты, которая сохраняет режим слежения при сильных динамических возмущениях.
Краткое описание чертежей :
На Фиг.1. показана следящая система с широкополосной кварцевой петлей.
Сигналы спутников, после преобразования в общем радиотракте (1), оцифровываются и подаются на входы корреляторов (2) спутниковых каналов.
Каждый коррелятор вырабатывает свою пару упомянутых корреляционных сигналов I и Q (согласно соотношениям 1 и 2), имеющих высокую тактовую частоту (например, 1 КГц).
Для управления канальными ФАП, в блоке "Аккумулятор со сбросом" (3), тактовая частота снижается (например до 200 Гц).
Корреляционные сигналы I и Q параллельно поступают на дискриминатор отдельной общей широкополосной кварцевой петли (4).
Контура канальных ФАП строятся по схеме с частотным или частотно- фазовым управлением цифровым управляемым генератором (NCO) каждого канала.
В контур ФАП входит дискриминатор канала (5), вырабатывающий (согласно соотношению 4) в цифровой форме сигнал ошибки слежения ZСIРLL-
Следующее звено контура канала, петлевой фильтр LF, - определяет порядок астатизма ФАП (преимущественно применяется петлевой фильтр с двумя интеграторами, задающий астатизм 3-го порядка).
С петлевого фильтра снимается цифровой управляющий сигнал, состоящий из двух компонент - компоненты Zf для управления NCO по частоте и компоненты Zψ для управления фазой NCO.
На Фиг.2. показана схема управляемого генератора спутникового канала NCO, предназначенного для раздельного управления для i-го канала.
Блок аккумулятора работает с высокой тактовой частотой fsampi и объединяет управляющие сигналы:
- Zf , представляющий код частоты, который обновляется с тактом управления NCO и сохраняет свое значение в интервале между тактами управления;
- Zψ: представляющий код фазы, поступающий в аккумулятор с тем же тактом, и обнуляемый после занесения в сумматор;
- Zq, поступающий с дискриминатора отдельной общей широкополосной кварцевой петли (ООLUКП) с каждым тактом её работы и обнуляемый после занесения в сумматор.
В аккумуляторе все сигналы суммируются в регистре (6), который охвачен положительной обратной связью так, что его выход ФNСО с тактом Tsampi =1 / f sатрi суммируется с управляющими сигналами.
В результате на выходе регистра создается код фазы, в котором одна составляющая в цифровой форме соответствует интегралу от кода частоты, а две другие - являются фазами соответственно от канальной ФАП и от ООШКП.
Объем памяти регистра ограничен величиной, соответствующей 2π и при его переполнении в нём остаётся остаток, являющейся разностью между значением числа с переполнением и 2л.
Таким образом осуществляется суммирование фаз по модулю 2/7, в пределах цикла.
Результат суммирования ФNСО, С частотой fSamPι преобразуется в блоке конвертора фазы (7), образуя (в цифровой форме) опорный сигнал, состоящий из упомянутых опорных несущих.
Опорные несущие в виде двух опорных сигналов RеfSig, поступают на второй вход коррелятора, замыкая контур канальной ФАП.
На Фиг.З. показана схема дискриминатора общей широкополосной кварцевой петли приёмника.
В дискриминаторе ООШКП корреляционные сигналы I1, Q1, собранные со всех спутниковых каналов, образуют два сигнала, а именно: сигнал А в виде суммы произведений /,*Q, :
N
А = ∑/, *Qι (соотношение N°5),
и сигнал В в виде суммы квадратов синфазных корреляционных сигналов I
N
B = Y^I1 , (соотношение N°6)
где N - число действующих спутниковых каналов (1<= i<=N).
Выход дискриминатора отдельной общей широкополосной кварцевой петли образуется как :
Zq = arctan(A/B) (соотношение N°7). Осуществление изобретения :
Предложенное изобретение может быть реализовано следующим способом.
При высоком уровне и широком спектре динамических возмущений, особенно во время движения ровера, весьма опасными становятся уходы частоты кварцевого эталонного генератора, при этом однородная структура четырех контуров векторной общей петли становится малоэффективной.
Возмущения, действующие на кварц, приводят к фазовым ошибкам, которые являются общими для всех спутников и в режиме слежения не дают ошибки в координатах.
Малые колебания кварца влияют только на оценку временного сдвига и слабо влияют на измерения координат, однако большие колебания могут вызвать перескоки или срыв слежения.
Влияние внешних воздействий через антенну и кварц на устойчивость следящих систем различно, и это обусловливает необходимость разных способов борьбы с ними.
Механические возмущения смещают антенну и возникающие при этом фазовые сдвиги на несущей частоте сигнала ФАП пропорциональны величине этих смещений.
Если антенна колеблется с постоянной амплитудой, то амплитуда фазовых сдвигов пропорциональна амплитуде колебаний антенны и не зависит от их частоты.
Однако, при механических смещениях кварца возникающие фазовые сдвиги на несущей частоте сигнала ФАП, пропорциональны величине скорости смещений.
Если кварц совершает колебания с постоянной амплитудой, то амплитуда фазовых сдвигов на несущей частоте пропорциональна амплитуде и частоте механических колебаний.
Фазовые сдвиги на несущей вызывают соответствующие ошибки слежения, величина которых пропорциональна амплитуде фазовых сдвигов, а из-за больших ошибок слежения возможны перескоки и срывы слежения.
При высокочастотных вибрациях фазовые сдвиги будут более интенсивными, чем вследствие антенных колебаний, поэтому степень опасности потери слежения из-за высокочастотных вибраций в основном определяется кварцем и для компенсации высокочастотных вибраций кварцевая общая петля должна иметь соответственно широкую полосу.
Количественная связь между надежностью слежения и характером появляющихся фазовых сдвигов также зависит от структуры и параметров следящего контура.
Монотонное движение антенны смещает несущую частоту пропорционально скорости движения.
В контуре с 1-м порядком астатизма смещение несущей частоты может выйти за полосу удержания ФАП и слежение сорвется.
Поэтому в контурах однородной общей петли по необходимости предлагалось применять 2-й или 3-й порядок астатизма, при которых пределы слежения за уходом частоты практически не ограничены.
При аналогичном движении кварца смещение частоты будет пропорциональны величине ускорения и, если движение равномерно, кварц не влияет на ошибки слежения.
В широкополосной общей петле для компенсации колебаний кварца , высокий порядок астатизма не обязателен.
Ускорение, возникающее при динамическом возмущении, является вектором и характеризуется величиной и направлением, поэтому ускорение антенны по-разному влияет на сигналы разных спутников, которые приходят с разных направлений, что учитывается при построении однородной векторной общей петли.
Сигналы для однородной общей петли формируются из выходов фазовых дискриминаторов в канале каждого спутника и затем корректируются на основе рассчитанной матрицы направляющих косинусов для каждого спутника.
Для широкополосной кварцевой петли такой коррекции не требуется и для формирования сигналов можно применять более помехоустойчивый дискриминатор, не зависящий от геометрии созвездия спутников.
По указанным причинам в настоящем изобретении предлагается контур широкополосной кварцевой петли выполнить как отдельный операторный блок, общий для всех каналов и независимый от структуры и даже от наличия геометрических контуров общих петель, отслеживающих изменения геометрических координат. В этом случае, структуру и параметры этой Отдельной Общей Широкополосной Кварцевой Петли (ООШКП) можно строить с учетом только специфики фазовых флуктуации, связанных с влиянием внешних воздействий на кварц.
В результате оказывается возможным подавить влияние сравнительно сильных и высокочастотных вибраций и создать навигационный приемник, способный устойчиво работать при установке без специальных средств амортизации.
Отдельная общая широкополосная кварцевая петля (ООШКП) строится на следующих основах.
В ООШКП не используются петлевые фильтры, и применяется дискретное управление при малой инерционности, которая обеспечивает полосу пропускания близкую по величине к тактовой частоте.
Контур ООШКП может иметь астатизм 1-го порядка в отличие от контуров индивидуальных ФАП, где применяется более высокий порядок.
Применение ООШКП требует применения канальных NCO с раздельным управлением.
Управляемый генератор (NCO), работает на высокой собственной тактовой частоте (sаmрlе-частоте).
Сигналы из отдельной общей широкополосной кварцевой петли осуществляют фазовое управление NCO, при этом управляющие сигналы от ООШКП, поступающие периодически с заданной тактовой частотой (эта тактовая частота значительно ниже sаmрlе-частоты), на каждом такте скачком меняют фазу управляемого генератора (NCO), а в индивидуальных ФАП применяется частотно- фазовое управление.
При этом на NCO от ФАП поступают два управляющих сигнала.
Первый - управляет частотой NCO и на каждом такте скачком меняет его частоту, второй - на каждом такте меняет фазу NCO.
Таким образом, NCO в каждом канале управляется суммой трех сигналов, и, в общем случае, каждый из этих сигналов может иметь свою тактовую частоту.
Как правило, тактовая частота управляющих сигналов значительно ниже sаmрlе-частоты NCO, которая лежит в пределах 40 - 50 МГц.
В некоторых вариантах для индивидуальных ФАП можно ограничится только одним первым управляющим сигналом, т. е. использовать частотное управление в индивидуальной ФАП и фазовое управление в ООШКП.
Тактовая частота ООШКП - значительно выше тактовых частот индивидуальных ФАП.
В зависимости от области применения, ООШКП может быть единственной общей петлей в приемнике, которая использует суммарную мощность всех наблюдаемых спутников.
В других аспектах изобретения используется как отдельная ООШКП, так и геометрическая векторная общая петля из трех контуров.
Дискриминатор ООШКП не использует выходные величины дискриминаторов индивидуальных ФАП. Выходной сигнал дискриминатора ОШКП образуется, как функция корреляционных сигналов I, Q всех индивидуальных спутниковых каналов.
Дискриминатор ООШКП при достаточно высокой тактовой частоте может работать как в статическом режиме (при неподвижном приемнике), так и в кинематическом режиме (приемник на движущемся ровере).
В дискриминаторе ООШКП пропадание сигнала в одном или нескольких каналах не вызывает выброса в управляющем сигнале, который мог бы привести к срыву слежения.
Существенной особенностью предлагаемой структуру следящих систем является применение разных тактовых частот временной дискретизации в различных элементах схемы.
Рекомендуемые средние значения частот для формирования сигналов, приведены в Таблице 1 : Таблица 1.
Figure imgf000017_0001

Claims

Формула изобретения
1. Метод построения виброустойчивого навигационного приемника спутниковых сигналов, включающий прием, усиление и оцифровку спутниковых сигналов, формирование в канале каждого спутника дискретных корреляционных сигналов с тактовой частотой fk, формирование из них входных сигналов дискриминаторов индивидуальных ФАП с тактовой частотой fr в канале каждого спутника, формирование из дискретных корреляционных сигналов входных сигналов для упомянутого дискриминатора отдельной общей широкополосной кварцевой петли с упомянутой тактовой частотой fk, раздельное управление NCO спутниковых каналов суммой двух или трёх управляющих сигналов сформированных в ФАП соответствующего спутникового канала, и сигнала, сформированного в ООШКП.
2. Метод по п.1 , отличающийся тем, что тактовая частота fk корреляционных сигналов I, Q при формировании входных сигналов дискриминатора ФАП спутникового канала и получении сигналов для управления NCO, снижается в блоках аккумуляторов со сбросом до частоты fr.
3. Метод по п.2, отличающийся тем, что тактовая частота fk сигналов I1Q выбирается в диапазоне от 700 до 1000 Гц и для управления NCO от индивидуального ФАП снижается до частоты fr 180 - 220 Гц.
4. Метод по п.1 , отличающийся тем, что в ФАП спутниковых каналов применяется частотно-фазовое управление; при этом упомянутый сигнал управления, формируют из компоненты Zf для управления частотой NCO с раздельным управлением, или из компоненты Zf и компоненты Zф - для управления фазой NCO.
5. Метод по п.4, отличающийся тем, что в интервалах между соседними тактами компонента Zf - сохраняет свое значение, а компонента Zф - обнуляется.
6. Метод по п.1 , отличающийся тем, что дискриминатор отдельной общей широкополосной кварцевой петли формирует управляющий сигнал Zq, N N согласно соотношению : Z = аrсtg—; где : А = Y1I1 * Qп В = ∑ If , N - число действующих спутниковых каналов (1 <= i <=N).
7. Метод по п.6, отличающийся тем, что управляющий сигнал Zq подаётся с частотой fk в интервале 700-1 ОООГц а в интервале между соседними тактами - обнуляется.
8. Метод, в котором NCO с раздельным управлением включает блок аккумулятора и блок конвертора фазы.
9. Метод по п.8, отличающийся тем, что блоки аккумулятора и конвертора фазы работают с высокой частотой дискретизации fsampi-
10. Метод по п.9, отличающийся тем, что частота fsampι выбирается в диапазоне от 40 до 50 МГц.
11. Метод по п.8, отличающийся тем, что блок аккумулятора содержит регистр с ограниченным объемом памяти, соответствующим 2π радиан, и охвачен петлей положительной обратной связи.
12. Метод по п.11 , отличающийся тем, что на вход регистра поступает сумма управляющего сигнала ФАП спутникового канала, состоящего из двух компонент Zf и Zф, и управляющего сигнала отдельной общей широкополосной кварцевой петли Zq, а на выходе регистра, с тактом 1/fsampi образуется код фазы Фnco-
13. Метод по п.8 и п.12, отличающийся тем, что блок конвертора фазы получает на вход код фазы Фnco и формирует в цифровой форме опорный сигнал RеfSig, состоящий из двух опорных несущих siп (ФПCo) и cos(фnCo), а опорные несущие - поступают на корреляторы каналов, замыкая петли канальных ФАП.
14. Устройство приёма и обработки навигационных сигналов, содержащее общий входной радиотракт, конверторы частоты и фильтрующие блоки, эталонный генератор, блок оцифровки сигнала, выход которого подключен к цифровым навигационным каналам каждого спутника, каждый навигационный спутниковый канал содержит корреляторы, в которых имеются перемножители оцифрованного сигнала на синфазный и квадратурный опорные сигналы от управляемого генератора и накопление результатов перемножения для образования корреляционных сигналов - синфазного корреляционного сигнала и квадратурного корреляционного сигнала; корреляционные сигналы, через аккумуляторы со сбросом, снижающие тактовые частоты, подключены к блоку вычисления ошибки (дискриминатору ФАП спутникового канала), выход с которого поступает на петлевой фильтр, выходы с этого фильтра подаются на вход управления частотой (либо частотой и фазой) управляемого генератора, замыкая тем самым контур ФАП в каждом спутниковом канале; выходы корреляторов всех спутниковых каналов (без снижения тактовой частоты) параллельно соединены со входом дискриминатором общей широкополосной кварцевой петли приёмника, выход которой соединён с управляемыми генераторами всех спутниковых каналов.
15. Устройство по 14, отличающееся тем, что управляемые генераторы спутниковых каналов имеют два входа, один для управления частотой и второй для управления фазой опорных сигналов, причем выход дискриминатора общей широкополосной кварцевой петли подключен ко входу управления фазой каждого генератора.
16. Устройство по 15, отличающееся тем, что :
- управляемые генераторы спутниковых каналов включают блок аккумулятора и блок конвертора фазы;
- в блоке аккумулятора имеется цифровой регистр с ограниченным объемом памяти в один цикл, охваченный петлей положительной обратной связи;
- на входе регистра суммируются управляющие сигналы, изменяющие частоту и фазу генератора, причем сигнал, управляющий фазой обнуляется в интервале между соседними тактами, а сигнал, управляющий частотой в интервале между соседними тактами сохраняет свое значение;
- конвертор фазы формирует цифровые синфазный и квадратурный опорные сигналы, поступающие на корреляторы спутниковых каналов.
PCT/RU2009/000677 2008-12-26 2009-12-08 Метод построения виброустойчивого навигационного приемника спутниковых сигналов и устройство приёма и обработки навигационных сигналов WO2010074605A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/737,135 US8618981B2 (en) 2008-12-26 2009-12-08 Method for building a vibration-resistant navigational satellite signals receiver and a device for receiving and processing navigation signals

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008151749/09A RU2008151749A (ru) 2008-12-26 2008-12-26 Метод построения виброустойчивого навигационного приемника спутниковых сигналов
RU2008151749 2008-12-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010074605A1 true WO2010074605A1 (ru) 2010-07-01

Family

ID=42287985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2009/000677 WO2010074605A1 (ru) 2008-12-26 2009-12-08 Метод построения виброустойчивого навигационного приемника спутниковых сигналов и устройство приёма и обработки навигационных сигналов

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8618981B2 (ru)
RU (1) RU2008151749A (ru)
WO (1) WO2010074605A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014168504A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-16 Llc "Topcon Positioning Systems" Common coordinate-quartz loop for reducing the impact of shock and vibration on global navigation satellite system measurements

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105467409B (zh) * 2014-07-28 2018-03-23 航天恒星科技有限公司 通用导航星捕获方法及系统
US10031236B2 (en) 2015-10-06 2018-07-24 Topcon Positioning Systems, Inc. Navigation receiver with an adaptive system for tracking carrier phases received from a constellation of navigation satellites
CN105467411A (zh) * 2015-12-04 2016-04-06 航天恒星科技有限公司 信号捕获方法及装置
US10879845B2 (en) * 2018-12-31 2020-12-29 Texas Instruments Incorporated Phase coherent numerically controlled oscillator
EP3948313A4 (en) 2019-03-29 2022-10-26 Topcon Positioning Systems, Inc. METHOD AND SYSTEM FOR MEASUREMENT OF G-SENSITIVITY OF QUARTZ OSCILLATORS
JP7269447B2 (ja) * 2020-01-28 2023-05-08 トプコン ポジショニング システムズ， インク． 複数の航法システムからの航法信号を受信および処理するための振動安定な全地球的航法衛星システム受信機を構築する方法および装置
US11300674B2 (en) 2020-04-15 2022-04-12 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Angle of arrival correlation using normalized phase

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6313789B1 (en) * 1998-06-10 2001-11-06 Topcon Positioning Systems, Inc. Joint tracking of the carrier phases of the signals received from different satellites
EP1512985A2 (en) * 2003-09-04 2005-03-09 eRide, Inc. Combined navigation satellite receiver/communications device
RU47604U1 (ru) * 2005-04-21 2005-08-27 Велеславов Дмитрий Александрович Навигационный терминал связи
US20070052583A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-08 Topcon Gps, Llc Position determination using carrier phase measurements of satellite signals
US7222035B1 (en) * 2004-11-17 2007-05-22 Topcon Gps, Llc Method and apparatus for determining changing signal frequency

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4339215B2 (ja) * 2004-09-16 2009-10-07 古野電気株式会社 コードｎｃｏおよびｇｐｓ受信機

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6313789B1 (en) * 1998-06-10 2001-11-06 Topcon Positioning Systems, Inc. Joint tracking of the carrier phases of the signals received from different satellites
EP1512985A2 (en) * 2003-09-04 2005-03-09 eRide, Inc. Combined navigation satellite receiver/communications device
US7222035B1 (en) * 2004-11-17 2007-05-22 Topcon Gps, Llc Method and apparatus for determining changing signal frequency
RU47604U1 (ru) * 2005-04-21 2005-08-27 Велеславов Дмитрий Александрович Навигационный терминал связи
US20070052583A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-08 Topcon Gps, Llc Position determination using carrier phase measurements of satellite signals

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014168504A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-16 Llc "Topcon Positioning Systems" Common coordinate-quartz loop for reducing the impact of shock and vibration on global navigation satellite system measurements
GB2527014A (en) * 2013-04-11 2015-12-09 Topcon Positioning Systems Common coordinate-quartz loop for reducing the impact of shock and vibration on global navigation satellite system measurements
US9618626B2 (en) 2013-04-11 2017-04-11 Topcon Positioning Systems, Inc. Common coordinate-quartz loop for reducing the impact of shock and vibration on global navigation satellite system measurements
GB2527014B (en) * 2013-04-11 2018-04-18 Topcon Positioning Systems Llc Common coordinate-quartz loop for reducing the impact of shock and vibration on global navigation satellite system measurements

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008151749A (ru) 2010-07-10
US20110260916A1 (en) 2011-10-27
US8618981B2 (en) 2013-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010074605A1 (ru) Метод построения виброустойчивого навигационного приемника спутниковых сигналов и устройство приёма и обработки навигационных сигналов
US6313789B1 (en) Joint tracking of the carrier phases of the signals received from different satellites
US10613235B2 (en) Navigation receiver with an adaptive system for tracking carrier phases received from a constellation of navigation satellites
CN111065937B (zh) 用于校正使用本地振荡器生成的本地信号的频率或相位的方法和系统
EP2235553B1 (en) Method and apparatus for adaptive processing of signals received from satellite navigation systems
JP4869022B2 (ja) 衛星信号追尾装置及びそれを備えた衛星信号受信機
CN103116038A (zh) 一种利用卫星接收机载波跟踪环路测量加速度的方法
Zhodzishsky et al. Co-op tracking for carrier phase
JP6023707B2 (ja) 発信機から信号を受信する受信機のグレアを低減する方法
CN103869337A (zh) 跟踪全球导航卫星系统信号的方法和设备及其接收机
US9618626B2 (en) Common coordinate-quartz loop for reducing the impact of shock and vibration on global navigation satellite system measurements
Jardak et al. Multipath insensitive delay lock loop in GNSS receivers
EP3362818B1 (en) Satellite navigation receiver with fixed point sigma rho filter
JP4983699B2 (ja) Ｇｎｓｓ測位装置及び方法
US9385767B2 (en) Apparatus for correcting multipath errors in carrier phase measurements of a navigation receiver
US7222035B1 (en) Method and apparatus for determining changing signal frequency
Skournetou et al. Non-coherent multiple correlator delay structures and their tracking performance for Galileo signals
CN115210608B (zh) 对卫星信号进行处理的方法和装置
Givhan et al. Performance Analysis of a Vector Tracking Software Defined Receiver for GPS L5
WO2015041566A1 (en) Apparatus for correcting multipath errors in carrier phase measurements of a navigation receiver
JP5730064B2 (ja) 周波数追尾装置
US11067703B2 (en) Shadow recovery of a single satellite signal in a GNSS receiver
RU183917U1 (ru) Устройство слежения за частотой сигнала опорной станции радионавигационной системы
Alban et al. Inertial aiding of phase-tracking loops for automotive GPS attitude determination
Gao et al. Analysis of Frequency Offset for Satellite Navigation Receiver Using Carrier-Aided Code Tracking Loop

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09835333

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12737135

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09835333

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1