И.А. Нагин1, Т.А. Мухамедзянов2, А.А. Черкасова3
1-3 АО «КБ НАВИС» (Москва, Россия)
Постановка проблемы. Для определения местоположения потребителя с помощью спутниковых радионавигационных систем (СРНС) в высокоточном режиме необходимо наличие оценок фаз навигационных сигналов (НС). Для оценивания фаз в навигационном приемнике используют системы слежения за фазой (ССФ). Работа ССФ состоит из этапа экстраполяции и этапа коррекции. При пропадании сигнала невозможно производить этап коррекции в ССФ. В связи с этим ССФ не может выдать точные оценки фаз, что делает невозможным навигацию в высокоточном режиме. Для сохранения оценок фазы предлагается спрогнозировать ее при помощи инерциальных измерений. Это может быть выполнено в инерциально-спутниковой навигационной системе (ИСНС), представляющей собой объединение спутниковой и инерциальной навигационных систем.
Цель. Разработать алгоритм прогнозирования фазы НС в условиях пропадания радиосигнала с использованием измерений инерциальной навигационной системы (ИНС), определить достижимые характеристики алгоритма прогнозирования фазы методом имитационного моделирования и провести его экспериментальное исследование в ИСНС NV216C-IMU.
Результаты. Представлен разработанный алгоритм прогнозирования фазы, реализованный в прототипе ИСНС NV216C-IMU, который позволяет производить оценивание фазы в условиях кратковременных пропаданий НС. Для исследования вероятности успешного возобновления слежения за фазой без дальнейшего срыва разработана модель в среде Octave/MATLAB, с помощью которой определена область устойчивого перезахвата фазы. Проведено исследование для определения максимально возможного интервала прогнозирования фазы для термостатированного кварцевого генератора с помощью полунатурной модели на языке С++. Определено, что ошибки фазы и скорости в режиме экстраполяции находятся внутри области устойчивого перезахвата на интервале до 4 с. Проведено экспериментальное исследование предложенного алгоритма в ИСНС NV216C-IMU, подтвердившее возможность сохранения оценок фазы в моменты пропадания сигнала в статике и в движении на интервале до 4 с.
Практическая значимость. Обеспечение непрерывности оценивания фазы с помощью предложенного алгоритма прогнозирования позволит обеспечить строгие требования к точности и непрерывности режима высокоточной навигации, предъявляемые потребителем СРНС.
Нагин И.А., Мухамедзянов Т.А., Черкасова А.А. Прогнозирование фазы во время пропадания навигационного сигнала: результаты моделирования и экспериментальных исследований в инерциально-спутниковой навигационной системе NV216C-IMU // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 11. С. 131−142. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202211-20
Нагин И.А., Мухамедзянов Т.А., Черкасова А.А. Прогнозирование фазы во время пропадания навигационного сигнала: результаты моделирования и экспериментальных исследований в инерциально-спутниковой навигационной системе NV216C-IMU // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 11. С. 131−142. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202211-20