Последние добавление

Системы gps навигации функциональная схема

sevifi 13.03.2018

Системы gps навигации функциональная схема весового коэффициента и порога для 2-бит квантования В [6] приводятся данные по уровню порога и весовым коэффициентам для наиболее часто используемых разновидностей квантования: При ориентации на данную частоту возможно возникновение проблем, связанных с тем, что некоторые спутниковые системы излучают на частотах, близких к данной или находящихся в данном диапазоне: Всемирное координированное время UTC синхронизировано с атомным временем и является международным стандартом, на котором базируется гражданское время.

Принципы спутниковой навигации

В антенне может быть установлен предварительный усилитель. НАП, выпущенная ранее, игнорирует строки с новыми типами и, следовательно, не использует те новации, которые вводятся в процессе модернизации ГНСС, но при этом её работоспособность не нарушается. Однако, максимальная точность достигается при наличии сигналов. Кому интересно — читаем далее.. Схема Gps Приёмника Треккера - опубликовано в Спутниковая навигация GPS и Глонасс: Частота дискретизации - 5,7 МГц. Соответствует HDOP - Horizontal delusion of precision.

Также сигналы должны иметь низкий уровень взаимной корреляции для того, чтобы сигналы разных навигационных космических аппаратов Системы gps навигации функциональная схема различались навигационной аппаратурой потребителей. Пронумеровать узловые точки схемы электрической принципиальной. Приведены примеры моделирования бортовых интегрированных систем беспилотных летательных аппаратов различных классов. Всемирное координированное время UTC синхронизировано с атомным временем и является международным стандартом, на котором базируется гражданское время. Здравствуйте, я здесь новичок, поэтому прошу. Кроме того, сигналы ГНСС должны максимально эффективно использовать отведенную полосу частот при малом уровне внеполосного излучения, обладать высокой помехоустойчивостью.

Принципы спутниковой навигации

Хуторной Системы спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS. В данной статье рассмотрим вопросы построения аппаратуры потребителя спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS, в частности, радиочастотный тракт приёмника и аналого-цифровой преобразователь как интерфейсный блок между цифровым коррелятором и радиочастотной частью. Навигационный приёмник предназначен для определения пространственных Системы gps навигации функциональная схема, вектора скорости, текущего времени и других навигационных параметров, полученных в результате приёма и обработки радиосигналов от навигационных спутников.

На вход приёмника поступают радиосигналы от спутников, находящихся в зоне радиовидимости потребителя. Так как для решения навигационной задачи необходимо измерить псевдодальность и псевдоскорость относительно минимум 4-х спутников, то навигационные приёмники целесообразно строить в многоканальном исполнении каналов в обычных и 20—48 каналов в 2-частотных совмещённых приёмниках.

Современные навигационные приёмники являются аналого-цифровыми системами [1]. Переход на цифровую обработку осуществляется на одной из промежуточных частот, при этом имеет место тенденция к её повышению. Увеличение промежуточной частоты для системы ГЛОНАСС обусловлено желанием разработчиков перенести разделение по различным каналам в цифровую часть. В качестве антенны обычно используется микрополосковая антенна, обладающая малой массой и габаритными размерами и простотой изготовления.

Микрополосковая антенна состоит из двух параллельных проводящих слоёв, разделённых диэлектриком. Нижний проводящий слой является заземлённой плоскостью, а верхний - излучателем антенны.

По форме излучатель может быть прямоугольником, эллипсоидом, пятиугольником и так далее. Микрополосковая антенна обеспечивает всена-правленный приём сигналов [1]. Типичные характеристики антенны для рабочего диапазона частот — МГц: В антенне может быть установлен предварительный усилитель.

Он нужен для усиления сигнала до такого уровня, чтобы при передаче по кабелю 20—40 м до входа в радиочастотную часть приёмника сигнал был достаточно мощным. При использовании многоуровневых АЦП возникает необходимость в автоматической регулировке усиления Automatic Gain Control - AGC. В радиочастотной части сигналы, принятые антенной, предварительно усиливаются и фильтруются во всей полосе от до МГц для совмещённых приёмников несущих частот с помощью предварительного усилителя и полосового фильтра.

Принятый высокочастотный сигнал в радиочастотной части гетеродинируют - переносят на промежуточную частоту, дискретизируют, и в цифровом виде сигнал поступает в коррелятор. В корреляторе в цифровой форме формируются отсчёты синфазных I Системы gps навигации функциональная схема и квадратурных Q k компонент сигнала, которые являются основой для работы алгоритмов поиска сигнала по частоте и задержке, слежения за фазой сигнала и выделения навигационного сообщения.

Отсчёты I k и Q k поступают в сигнальный процессор, который, обрабатывая их, формирует значения псевдодальности и псевдофазы, решает навигационную задачу, формирует управляющий сигнал для ФАП каждого канала для замыкания петли и управляет периферией. Помимо этого, коррелятор может формировать измерительную информацию, которая затем будет использована для вычисления псевдодальности и псевдофазы. Для приёмников системы GPS с кодовым разделением каналов сигналов различных спутников схема на рис.

Для приёмников системы ГЛОНАСС или совмещённых приёмников схема радиочастотной части может существенно отличаться. Как и любое радиотехническое устройство, навигационный приёмник рассчитывают, выбирая коэффициент шума, коэффициент усиления каждого каскада и добротность полосовых фильтров. Эти характеристики определяются исходя из уровня мощности сигнала на входе антенны, чувствительности приёмника и его динамического диапазона. Существует несколько вариантов построения радиочастотных частей совмещённого навигационного приёмника.

Первоначально была предложена многоканальная схема, в которой каждый радиочастотный канал приёмника настроен на частоту одного из видимых спутников GPS или ГЛОНАСС. Похожую структуру имеет радиочастотный блок, построенный на микросхеме, вы-пускаемой фирмой Zarlink Gec Ples-sey GP, GP рис.

Функциональная схема радиочастотной части, выпускаемой фирмой Zarlink Gec PlesseyGP, GP Радиочастотная часть для GPS-приёмников производится многими компаниями, такими как Zarlink, Sirf, Tchip, TI, Thomson и так далее. Однако нам не известны производители полноценных радиочастотных микросхем для совмещённых приёмников. С помощью микросхемы Zarlink Gec Plessey может быть реализован Глонассовский приёник, поэтому рассмотрим её структуру более подробно.

В данной схеме реализовано трёх-уровневое гетеродинирование. Частота дискретизации - 5,7 МГц. Микросхема предназначена для гетеродинирования сигнала GPS, однако её можно использовать и для ГЛОНАСС.

Для этого необходимо разбить широкий спектр GLONASS на несколько полос, используя разные частоты гетеродинирования для каждой полосы общего спектра таким образом, чтобы в спектрах сигнала, прошедших через выходной фильтр, присутствовали все литеры. Подобный приёмник позволяет измерять псевдодальности и псевдофазы для спутников системы GPS, однако сформированные измерения псевдофазы использовать для обработки сигналов спутников ГЛОНАСС не представляется возможным.

Схема приёмника построена таким образом, что весь узкий спектр GPS попадает в один радиочастотный тракт, а широкий спектр ГЛОНАСС разбивается на три диапазона, каждому из которых соответствует свой радиочастотный тракт.

В результате все спутники GPS имеют одинаковые фазовые искажения, так как общий сигнал проходит по одному тракту. Сигналы от спутников ГЛОНАСС, попадающие в разные диапазоны спектра, имеют разные фазовые искажения, так как проходят через разные радиочастотные части. Поэтому для использования фазовых измерений Системы gps навигации функциональная схема ГЛОНАСС в приёмнике, построенном по такой схеме, необходимо оценить искажения, вносимые каждым каналом.

Фазовые искажения в каждом канале можно оценить и вносить в результаты измерений. Однако величина искажений зависит от многих малостабильных факторов, таких как температура, влажность и так далее. Таким образом полностью учесть величину искажений невозможно. Поэтому была предложена другая схема Системы gps навигации функциональная схема.

После этого сигналы фильтруются полосовым фильтром и усиливаются антенным усилителем. Далее сигнал поступает в радиочастотную часть приёмника, где он фильтруется, усиливается и гетеродинируется первым гетеродином. В результате первого гетеродинирования получаем сумму сигналов GPS и GLONASS, лежащих в диапазоне 39 GPS и 71—85 МГц GLONASS.

Далее с помощью полосового фильтра GPS и GLONASS сумма сигналов разделяется на два тракта. В первом Системы gps навигации функциональная схема выделяем GPS-сигнал Системы gps навигации функциональная схема помощью полосового фильтра. Сигнал во втором тракте мы пропускаем через фильтр верхних частот, чтобы отрезать все гармоники выше 90 МГц зеркальная помеха.

Спектр входного сигнала 39—85 МГц переносится в диапазон 82,44 МГц GPS и 50,44—36,44 МГц GLONASSто есть спектр сигнала "переворачивается". Далее с помощью по-лосового фильтра выделяют GLO-NASS-сигнал.

В первом тракте получаем GPS-сигнал на частоте 4 МГц, во втором тракте получаем совокупность всех сигналов Глонасс, спектр которой составляет 15,46—1,46 МГц.

Отметим, что все сигналы Глонасс проходят по одному тракту. Поэтому фазовые задержки всех каналов идентичны.

Однако её помехозащищённость можно значительно улучшить, построив схему приёмника с учётом следующих моментов [4]: Такая схема построения приёмника позволяет значительно повысить его помехозащищённость. Паразитные помехи и помехи в полосе GPS или GLO-NASS не попадают в соседнюю полосу. Такая стратегия была реализована в приёмнике компании Ashtech рис. Функциональная схема приёмника фирмы Ashtech Одним из принципиальных моментов разработки навигационного приёмника является выбор частотного плана.

Под частотным планом подразумевается выбор задающего генератора, частот гетеродинирования и дискретизации для того, чтобы минимизировать уровень паразитных гармоник, возникающих в схеме из-за различных нелинейностей, шумов и влияния цифровой части приёмника. Для этого предварительно выбирают генератор, промежуточные частоты для гетеродинирования, фильтры и рассчитывают коэффициенты усиления всех каскадов. Далее анализируют получившуюся архитектуру и выявляют все нелинейные элементы, в результате работы которых могут возникать гармоники, попадающие в спектр сигнала.

Варьируя промежуточные частоты, частоту дискретизации, характеристики смесителей, усилителей и фильтров, подбирают такую конфигурацию, которая обеспечивает оптимальный приём сигнала, то есть в спектре сигнала появляются дальние гармоники от нелинейных преобразований, которые малы и не оказывают серьёзного влияния на сигнал.

Для GPS-приёмников выпускается большая номенклатура различного рода радиочастотных блоков. В качестве примера рассмотрим блок-схемы микросхем радиочастотных трактов, предлагаемых фирмами Tchip TJ и Texas Instrument TRF Блок-схема микросхемы TJ фирмы Tchip представлена на рис. Блок-схема ИС радиочастотного тракта TJ фирмы Tchip TJ - это полностью законченный радиочастотный блок для приёмника системы GPS для частоты L1. В состав кристалла входит гетеродин управляемый генератор, построенный на основе контура ФАПУПЧ усилитель промежуточной частотыконтур АРУ автоматической регулировки усиления Системы gps навигации функциональная схема, AGC и 2-бит АЦП.

Сигнал от внешнего малошумящего усилителя LNA TJ и полосового фильтра поступает Системы gps навигации функциональная схема преобразователь частоты. Низкое энергопотребление и миниатюрные размеры TJ дают возможность использовать его в различного рода совмещённой аппаратуре.

Другой пример интегрального исполнения радиочастотного блока предлагает фирма Texas In-strument. В кристалле TRF рис. С выхода LNA сигнал подвергается двукратному преобразованию частоты и внешней фильтрации. Первая промежуточная частота составляет ,54 МГц, вторая - 2,94 МГц. После внешней фильтрации и внутреннего усиления сигнал поступает на встроенный 4-бит АЦП.

Коэффициент усиления УПЧ перед АЦП регулируется с помощью встроенного контура АРУ AGC. Для уменьшения этого влияния обеспечиваются сильная развязка и экранирование радиочастотной части. Кроме этого, частоту дискретизации выбирают кратной частоте задающего генератора и всем промежуточным частотам. Выбор числа уровней квантования в АЦП определяется, в основном, типом помех на входе приёмника. Если основным видом помех является белый гауссовский шум, то возможно применение малоуровневого квантования, вплоть до бинарного.

Если помеха узкополосная стационарная, то необходимо большее число уровней квантования [5]. Согласно материалам, приведённым в [5], потери при применении бинарного квантования в условиях аддитивного белого гауссовского шу-ма не превышают 1 дБ при частоте дискретизации порядка Дальнейшего снижения потерь можно добиться, применяя 3- или 4-уровневое квантование. Однако, принимая во внимание то, что увеличение числа уровней квантования приводит к почти такому же увеличению аппаратных затрат на реализацию коррелятора, применение многоуровневого квантования в условиях, когда на вход приёмника поступает смесь сигнала и белого гауссовского шума, нецелесообразно.

Совершенно иная картина наблюдается при наличии узкополосных стационарных помех. С года система GLONASS должна перейти на диапазон излучаемых спутниками частотНа сегодняшний день по плану диапазон занимаемых частот должен быть перенесён Системы gps навигации функциональная схема областьПри ориентации на данную частоту возможно возникновение проблем, связанных с тем, что некоторые спутниковые системы излучают на частотах, близких к Системы gps навигации функциональная схема или Системы gps навигации функциональная схема в данном диапазоне: При наличии взаимных помех однобитное квантование даёт потери порядка 7 дБ, по сравнению с идеальной линейной Системы gps навигации функциональная схема без квантования или с числом уровней, близким к бесконечности.

Для компенсации этих потерь применяют более сложные методы квантования, чем однобитное. Как сказано выше, применение большего числа уровней квантования приводит к существенному возрастанию аппаратных затрат на реализацию коррелятора.

Компромиссом в этом случае может стать 2-бит квантование. В [4] приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований различных типов 2-бит квантования: Выбор весового коэффициента и порога для 2-бит квантования В [6] приводятся данные по уровню порога и весовым коэффициентам для наиболее часто используемых разновидностей квантования: Выбор уровня порога и весовых коэффициентов при 2-бит квантовании Рисунок GPS Receiver RF Front End.

Системы gps навигации функциональная схема и связь,

Видео Системы gps навигации функциональная схема

Установка GPS ГЛОНАСС навигации

Лукьян

Похожие записи