П.А. Лопардин1, Д.С. Феоктистов2, В.Ф. Гарифуллин3, В.Н. Бондаренко4, А.И. Зуевская5

1-4 Институт инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета
(г. Красноярск, Россия)

5 АО НПП «Радиосвязь» (г. Красноярск, Россия)

Постановка проблемы. Включенный в действующий «Радионавигационный план РФ» морской фазовый радиогеодезический комплекс «Крабик-БМ» выпускается серийно и применяется на морях РФ. Однако при его использовании в условиях многолучевого распространения сигналов (порты, узкости и т.д.) возникают большие дискретные погрешности, проявляющиеся при устранении многозначности фазовых отсчетов, размер дискретных погрешностей соответствует длине волны метрической частоты. Указанный недостаток практически проверялся АО «НПП «Радиосвязь» на специальных испытаниях.

Цель. Провести исследование влияния многолучевого распространения простых навигационных сигналов на эффективность устранения многозначности фазовых измерений и предложить вариант «борьбы» с дискретными погрешностями, проявляющимися при устранении многозначности фазовых отсчетов.

Результаты. Показано, что возможности восстановления точного числа целой части фазовых циклов по измеренным дробным частям фазовых циклов ограничиваются суммарными погрешностями измерения дробных частей фазовых циклов. Аналитически исследовано влияние отношения амплитуды суммарного отраженного сигнала к амплитуде прямого сигнала на возникающее максимально возможное искажение фазы прямого сигнала. Определено допустимое значение этой погрешности с точки зрения восстановления точного числа целой части фазовых циклов в зависимости от коэффициента устранения многозначности, т.е. установлена прямая связь между выбранным коэффициентом устранения многозначности и допустимым отношением амплитуды суммарного отраженного сигнала к амплитуде прямого сигнала. Учтен вклад аппаратурной погрешности в суммарную погрешность. Все указанные взаимосвязи продемонстрированы в табличном виде.

Практическая значимость. Для надежного устранения многозначности предложен подход, основанный на уменьшении отношения значений соседних метрических частот. Если учесть, что серийно выпускаемый радиогеодезический комплекс работает в открытом море без сбоев, то установленная добавка запаса по амплитуде отраженного сигнала по отношению к амплитуде прямого сигнала более 16 дБ должна обеспечить его работу без сбоев и в условиях наличия местных предметов, что повысит надежность навигации и расширит сферу применения радиогеодезического комплекса на суше.

Лопардин П.А., Феоктистов Д.С., Гарифуллин В.Ф., Бондаренко В.Н., Зуевская А.И. Влияние многолучевого распространения простых навигационных сигналов на эффективность устранения многозначности фазовых измерений // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 8. С. 29-36. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202208-03

1. Алешечкин А.М., Лопардин П.А., Валиханов М.М., Коннов В.Г. Направления модернизации радиогеодезического комплекса «Крабик-БМ» // Успехи современной радиоэлектроники. 2015. № 1. С. 41-43.
2. Алешечкин А.М., Лопардин П.А., Фролов А.Н. Опыт разработки радионавигационной системы для морских потребителей // Успехи современной радиоэлектроники. 2015. № 10. С. 108-112.
3. Алешечкин А.М. Разработка методов и средств повышения точности и достоверности радионавигационных определений на море: Автореф. дисс. … докт. техн. наук. Красноярск. 2009.
4. Бондаренко В.Н., Кокорин В. И. Широкополосные радионавигационные системы с шумоподобными частотно-манипу-лированными сигналами. Новосибирск: Наука. 2011. 260 с.
5. Никитенко Ю.И., Быков В.И., Устинов Ю.М. Судовые радионавигационные системы. М.: Транспорт. 1992. 336 с.
6. Лопардин П.А., Розманов И.П., Чмых М.К. Сравнительный анализ фазового метода построения радиогеодезических систем и метода, основанного на использовании широкополосного сигнала // В сб.: Автоматизация технологических процессов и оборудования в цветной металлургии. Красноярск. 1985. С. 158-166
7. Агафонников А.М. Фазовые радиогеодезические системы для морских исследований. М.: Наука, 1979. 164 с.