И. А. Кудрявцев
Приемники сигналов
навигационных систем
Электронное учебное пособие
САМАРА
2011
Автор : Кудрявцев Илья Александрович
Кудрявцев И. А. <...> Приемники сигналов навигационных систем [Электронный ресурс] :
электрон. учеб. пособие / И. А. Кудрявцев; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм.
ун-т им. <...> В пособии рассматриваются особенности построения приемников навигационных сигналов, методы поиска навигационных сигналов и слежения за ними. <...> Аппаратура потребителей становится составной GNSS и должна взаимодействовать с элементами GNSS: SBAS, GBAS,
ABAS, DGNSS, SDCM. <...> В современных комплексах аппаратура потребителей GNSS состоит не только из
приемника спутниковых сигналов. <...> Информация,
принимаемая и обрабатываемая навигационным приемником, в свою очередь, может поступать в другие системы и комплексы, управляющие подвижными объектами. <...> Приемник должен через антенно-фидерное устройство принимать и обрабатывать
сигналы элементов GNSS, с которыми он взаимодействует, а именно: сигналы спутников
GPS, ГЛОНАСС, Galileo, GEO SBAS, наземного функционального дополнения GBAS,
сигналы DGNSS. <...> В настоящее время перспективным является создание приемников, сочетающих в себе возможность работы с навигационными спутниками разных систем, что
позволяет повысить точность определения навигационных параметров и повысить быстродействие, так как увеличивается количество спутников, видимых в текущий момент. <...> Рисунок 1 – Шкала частот основных навигационных систем (диапазон L1)
Как видно из рисунка, сигналы основных навигационных систем лежат практически в одной и той же полосе частот, что в какой-то степени облегчает разработку радиочастотного тракта такого универсального приемника. <...> 1.1
Основные требования к GNSS (GPS/ГЛОНАСС) приемнику
Приемник должен исключать из решения навигационной задачи любой спутник,
обозначенный неработоспособным признаком состояния здоровья эфемерид (подкадр
1,слово 3, разряды 17-22 спутника GPS; строка 2, разряды 80-72, признак <...>
Приемники_сигналов_навигационных_систем_[Электронный_ресурс]_.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
И. А. Кудрявцев
Приемники сигналов
навигационных систем
Электронное учебное пособие
САМАРА
2011
Стр.1
Автор : Кудрявцев Илья Александрович
Кудрявцев И. А. Приемники сигналов навигационных систем [Электронный ресурс] :
электрон. учеб. пособие / И. А. Кудрявцев; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм.
ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т). - Электрон. текстовые и граф. дан. (0,72
Мбайт). - Самара, 2011. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM).
В пособии рассматриваются особенности построения приемников навигационных сигналов,
методы поиска навигационных сигналов и слежения за ними. Пособие разработано
на каф. РТУ радиотехнического факультета для магистрантов направления
подготовки 210400.68 (Радиотехника). Занятия в семестре А.
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2011
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
1 НАВИГАЦИОННАЯ АППАРАТУРА ПОТРЕБИТЕЛЯ (АП)......................................4
1.1 Основные требования к GNSS (GPS/ГЛОНАСС) приемнику ....................................................................4
1.2 Обобщенная функциональная схема аппаратуры потребителя ................................................................5
2 GNSS АНТЕННЫ........................................................................................................6
3 ПРИЕМНИК.................................................................................................................8
3.1 Требования к приемнику...................................................................................................................................8
3.2 Структурная схема приемника.........................................................................................................................8
3.3 Выбор частоты дискретизации АЦП и промежуточной частоты..............................................................9
3.4 Выбор разрядности АЦП .................................................................................................................................11
3.5 Микросхемы радиочастотных модулей навигационных приемников ...................................................12
4 МЕТОДЫ ПОИСКА НАВИГАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ...........................................12
4.1 Выбор длины анализируемой последовательности данных .....................................................................13
4.2 Традиционная схема .........................................................................................................................................13
4.3 Критерии регистрации максимума корреляционной функции ...............................................................14
4.4 Поиск с применением техники преобразования Фурье .............................................................................15
4.5 Поиск с вычислением корреляции в частотной области...........................................................................16
4.6 Метод задержки и умножения.........................................................................................................................17
4.7 Обработка длинных наборов данных............................................................................................................18
4.8 Точное измерение частоты..............................................................................................................................18
4.9 Алгоритмы поиска навигационных сигналов диапазона L5....................................................................19
4.10 Универсальный модуль поиска навигационного сигнала ......................................................................20
4.11 Методы поиска сигналов, модулированных P-кодом ..............................................................................20
5 СЛЕЖЕНИЕ ЗА НАВИГАЦИОННЫМ СИГНАЛОМ................................................21
5.1 Синтез узлов системы поиска/слежения на базе ПЛИС ............................................................................25
6 ДЕМОДУЛЯЦИЯ СООБЩЕНИЙ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ ...................26
6.1 Выделение субкадров и контроль четности .................................................................................................27
Стр.3