А.В. Терентьев – начальник отдела,
ООО «СТЦ» (Санкт-Петербург)
Email: avt982@gmail.com
А.А. Бороздин – инженер-программист,
ООО «СТЦ» (Санкт-Петербург)
Email: andrewborozdin@yandex.ru
И.В. Сотников – инженер-программист,
ООО «СТЦ» (Санкт-Петербург)
Email: stn_iv@list.ru
Постановка проблемы. При работе ЛРНС-сигналы, отправляемые с наземных базовых станций (НБС) и активных навигационных модулей (МНА), принимаются пассивным модулем (МНП), который, при условии синхронизации часов на всех передающих элементах системы, имеет возможность измерять псевдодальность до излучателей. МНА при этом выступают движущимися аналогами НБС для случая отсутствия радиовидимости между МНП и НБС. При наличии не менее четырех источников сигнала, видимых для МНП, становится возможным решение системы уравнений, отвечающей навигационной задаче, то есть определение местоположения МНП. На данный момент навигационная задача решается системой ЛРНС-1. В результате приема и демодуляции сигнала МНП получает две компоненты информации: время прихода сигнала и цифровое содержание сообщения (координаты отправителя, время отправки и т.д.).
Цель. Предложить метод выбора сигнала для системы ЛРНС-2, позволяющий минимизировать ошибки в обоих компонентах информации при условии сохранения основных параметров системы: ширины спектра сигнала, мощности передатчика и отсутствия компенсации частотной отстройки в приемнике.
Результаты. Исследован вопрос выбора типа сигнала для обеспечения помехоустойчивости при работе локальной радионавигационной системы (ЛРНС). Рассмотрены ограничения, накладываемые на параметры сигнала характеристиками ЛРНС и аппаратными ограничениями. Описан новый тип сигнала, применяющий расширение спектра (QPSK, BPSK) с помощью псевдослучайных последовательностей (ПСП), а также k-кратное повторение ПСП. Для увеличения помехоустойчивости относительно предыдущей версии системы уточнены оптимальные параметры сигнала: кратность повторения, длительность ПСП и тип модуляции.
Практическая значимость. Предложен новый тип сигнала, позволяющий уменьшить величину ошибок (BER) и сохранить точность определения времени прихода сигнала по сравнению с ЛРНС-1 при сохранении мощности и скорости передачи. Совокупный энергетический выигрыш при приеме сигнала при этом увеличивается примерно на 11,4 дБ за счет выбора сигнала с комбинированным типом модуляции и прежней энергией (k=2), а также за счет возможности доведения кратности повторения ПСП до величины 14 (k=14).
- Терентьев А.В, Трифонов А.С. Способ построения локальной радионавигационной системы для определения местоположения беспилотного летательного аппарата // Успехи современной радиоэлектроники. 2016. № 5. С. 23–27.
- James Bao-yen Tsui Fundamentals of global positioning system receivers: a software approach / 2nd ed. 2005. ISBN 0-471-70647-7.
- Abhijit Mitra On Pseudo-Random and Orthogonal Binary Spreading Sequences // World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Electronics and Communication Engineering. 2008. V. 2. № 12.
- Roland Proesch Signal Analysis for Radio Monitoring. ISBN: 9783732242566
- Valery P. Ipatov Spread Spectrum and CDMA: Principles and Applications. ISBN 0-470-09178-9 (HB).