Схема поиска сигнала навигационного спутника

В спутниковых радионавигационных системах аппаратура потребителя должна осуществлять поиск и обнаружение сигнала и последующее слежение за этим сигналом. Поскольку в зоне видимости всегда находятся несколько навигационных спутников, то указанные процедуры должны выполнятся для сигналов этих спутников.

Обнаружение сигналов навигационных спутников аппаратурой потребителя является статистической задачей.

На входе устройства обнаружения сигнала всегда помимо сигнала имеется шумовая составляющая, обусловленная различными факторами.

Сигнал на входе устройства обнаружения можно представить как сумму собственно сигнала u(t) и шума n(t)

Пусть сигнал u(t) известен, а сообщение “а” нужно определить

Положим, что сообщение “а” может принимать два значения а = 0 = а₀ и а =1 = а₁.

Вероятности присутствия и отсутствия сигнала обозначим Р(а₁) и Р(а₀) соответственно.

Устройство обнаружения должно проанализировать сигнал x(t) в течение времени Т и воспроизвести сообщение «а»

Сигнал х(t) является непрерывной функцией времени и представляет собой случайный процесс.

Если в данном случайном процессе в течении заданного времени Т выбрать n значений сигнала х(t) так чтобы n = T·F,

где: ширина спектра х(t),

- интервал, с которым берутся отсчеты сигнала х₁…х_n,то с использованием методов математической статистики, можно оценить наличие или отсутствие параметра “а”.

Задача обнаружения сводится к проверке двух статистических гипотез: сигнал «а» во входной смеси есть или сигнала «а» во входной смеси нет.

Для проверки этих гипотез необходимо:

1. Сформировать или выбрать критерий оптимальности, который должен приводить к математическим соотношениям и алгоритмам, поддающимся решению.

2. Реализовать алгоритмы решения радиотехническими средствами.

3. Сопоставить и оценить оптимальность математического аппарата и реального физического устройства обнаружения сигнала.

Под критерием оптимальности будем понимать процедуру, по которой из совокупности устройств обнаружения можно выбрать наилучшее.

Одна из оптимальных схем поиска и обнаружения сигнала изображена на рис. 18.2

Рис. 18.2 Схема поиска сигнала

Схема функционирует следующим образом.

Блок управленя поиском в зависимости от состояния порогового устройства выдает в блоки управления команды задержки кода и сдвига частоты; синтезатор частоты генерирует опорные колебания, а генератор кода вырабатывает модулирующую последовательность. После первого умножения вырабатывается колебание.

Это колебание поступает на умножитель 2 и со сдвигом на умножитель 3, на оба умножителя поступают сигналы j-го навигационного спутника, перенесенные на промежуточную частоту.

После умножителя 2 и 3 результирующие низкочастотные составляющие поступают на интеграторы I (синфазная составляющая) и Q (квадратурная составляющая).

В интеграторах происходить накопление синалов и они поступают на сумматор I²+Q².

С сумматора результирующий сигнал направляется в пороговое устройство, которое по заданному критерию принимает решение об обнаружении сигнала и прекращении поиска, либо о продолжении поиска. В последнем случае в блок управления поиском передается соответствующая команда.

После обнаружения сигнала по заданому критерию аппаратура переходит в режим сопровождения сигнала.

Рассмотренная схема является одной из составных частей коррелятора.