RU2686660C1 - Method and device for nonlinear compaction of glonass navigation signal - Google Patents

Method and device for nonlinear compaction of glonass navigation signal Download PDF

Info

Publication number
RU2686660C1
RU2686660C1 RU2018102816A RU2018102816A RU2686660C1 RU 2686660 C1 RU2686660 C1 RU 2686660C1 RU 2018102816 A RU2018102816 A RU 2018102816A RU 2018102816 A RU2018102816 A RU 2018102816A RU 2686660 C1 RU2686660 C1 RU 2686660C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
input
navigation
adder
signals
Prior art date
Application number
RU2018102816A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Анатольевич Астахов
Александр Алексеевич Бирюков
Михаил Федорович Кудряшов
Александр Борисович Ткачев
Original Assignee
Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") filed Critical Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы")
Priority to RU2018102816A priority Critical patent/RU2686660C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2686660C1 publication Critical patent/RU2686660C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/005—Control of transmission; Equalising
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to GLONASS satellite radio navigation system signal generation systems, specifically to signal transmission and correction means. For this purpose GLONASS group navigation signaling device is a system for formation of group aligned navigation signal, which is carried out at zero subcarrier frequency and whole procedure of formation can be implemented in tabular form, which is convenient for implementation in digital devices.EFFECT: technical result consists in reducing shaper sampling rate, as well as simplifying implementation of this circuit on digital devices by implementing all calculations in tabular form.3 cl, 2 dwg

Description

Заявленная группа изобретений относится к системам формирования сигнала спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС, а именно к средствам управления передачей сигнала и его коррекции.The claimed group of inventions relates to systems for forming the signal of the satellite radionavigation system GLONASS, namely to the means of controlling the transmission of the signal and its correction.

Из уровня техники известны системы формирования навигационного сигнала ГЛОНАСС, в частности способ формирования группового сигнала ГЛОНАСС (см. статья А.Ю. Середа, К.В. Детюк «Бортовой информационно-навигационный комплекс КА «ГЛОНАСС-К». Инженерный вестник Дона №3, том. 21, 2012, стр. 115-119, Издательство Северо-Кавказский научный центр высшей школы федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования Южный федеральный университет) (1) при помощи которого осуществляется формирование и излучение навигационных сигналов с частотным разделением в диапазонах L1, L2, а именно сигналов с открытым доступом L1OF, L2OF, и сигналов с санкционированным доступом L1SF, L2SF, также, при помощи него осуществляется формирование и излучение навигационного сигнала с кодовым подразделением в диапазоне L3, а именно сигнала с открытым доступом L3OC. Недостатком указанной в качестве наиболее близкого аналога системы (1) является то, что при помощи нее невозможно формировать и излучать сигнал с кодовым разделением в диапазонах L1, L2, что порождает дополнительные взаимные задержки между формируемыми сигналами с частотным и кодовым разделением, приводя к погрешности формирования сигнала.The prior art systems for forming the GLONASS navigation signal are known, in particular the method for generating the GLONASS group signal (see the article by A.Yu. Sereda, KV Detyuk “Onboard information and navigation system of the GLONASS-K spacecraft. Don Engineer Bulletin No. 3 , Vol. 21, 2012, pp. 115-119, North Caucasus Research Center of Higher School of the Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Professional Education Southern Federal University (1) with the help of which the formation and receiving navigation signals with frequency division in the L1, L2 bands, namely, L1OF, L2OF open access signals, and L1SF, L2SF authorized access signals, and also generating and emitting a navigation signal with a code subdivision in the L3 range, and It is a signal with open access L3OC. The disadvantage of this as the closest analogue of system (1) is that it cannot be used to generate and emit a code-division signal in the L1, L2 bands, which causes additional mutual delays between the generated signals with frequency and code division, leading to the formation error signal.

Техническим результатом предложенной группы изобретений является снижение частоты дискретизации формирователя, а также упрощение реализации данной схемы на цифровых устройствах посредством реализации всех вычислений в табличном виде.The technical result of the proposed group of inventions is to reduce the sampling rate of the driver, as well as simplify the implementation of this scheme on digital devices by implementing all calculations in a table form.

Технический результат заявленного изобретения достигается посредством создания группы изобретений способа нелинейного уплотнения группового навигационного сигнала ГЛОНАСС, включающего формирование навигационных сигналов с кодовым и частотным разделением в диапазонах L1, L2 и сигнала с кодовым разделением L3, их усиление и излучение через одну антенну, при котором сигналы с кодовым и частотным разделением в каждом из диапазонов L1, L2 образуют суммарный сигнал, имеющий амплитудную модуляцию, при этом цифровой формирователь навигационного сигнала с частотным и кодовым разделением выполнен в виде устройства нелинейного уплотнения группового навигационного сигнала, которое формирует групповой навигационный сигнал, описываемый следующей функциейThe technical result of the claimed invention is achieved by creating a group of inventions for the method of nonlinear compaction of the GLONASS group navigation signal, including the generation of navigation signals with code and frequency division in the L1, L2 ranges and a signal with code division L3, their amplification and radiation through one antenna, with which the signals code and frequency divisions in each of the L1, L2 ranges form a total signal having amplitude modulation, while the digital navigation device Signal Frequency and Code Division formed as a non-linear seal unit navigation signal group which forms a navigation signal group described by the following function

s(t)=sign[sL1SC(t)+sL1OC(t)+sBT(t)+sCT(t)]⋅exp(j2πƒ0t),s (t) = sign [s L1SC (t) + s L1OC (t) + s BT (t) + s CT (t)] ⋅exp (j2πƒ 0 t),

где ƒ0 - несущая частота составного сигнала,where ƒ 0 is the carrier frequency of the composite signal,

sign(z) - операция амплитудного ограничения,sign (z) is an amplitude limit operation,

sL1SC(t), sL1OC(t), sBT(t), sCT(t) - комплексные сигналы,s L1SC (t), s L1OC (t), s BT (t), s CT (t) - complex signals,

ƒ1=(1,005+k⋅0,5625) - разница, в мегагерцах, между несущей частотой сигналов высокой точности ВТ и стандартной точности СТ и несущей частотой сигналов L1SC и L1OC, выровненный сигнал sign[sL1SC(t)+sL1OC(t)+sBT(t)+sCT(t)] является модулирующим сигналом, его синфазная составляющая подается на синфазный (I) вход квадратурного модулятора, а квадратурная составляющая - на квадратурный (Q) вход, по формуле определяющей входные сигналы квадратурного модулятора:ƒ 1 = (1,005 + k⋅0,5625) is the difference, in megahertz, between the carrier frequency of high precision signals of the BT and the standard accuracy of the CT and the carrier frequency of the signals L1SC and L1OC, the equalized signal sign [s L1SC (t) + s L1OC ( t) + s BT (t) + s CT (t)] is a modulating signal, its in-phase component is fed to the in-phase (I) input of the quadrature modulator, and the quadrature component is sent to the quadrature (Q) input, using the formula determining the input signals of the quadrature modulator :

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

сигналы I(t) и Q(t) формируют цифровым способом, при этом функции sin, cos, а также функция

Figure 00000003
могут быть реализованы только табличным способом.the signals I (t) and Q (t) are formed in a digital way, with the functions sin, cos, and also the function
Figure 00000003
can only be implemented in tabular fashion.

В частном случае выполнения способа вычисления I(t) и Q(t) реализуют в форме табличной функции фаз компонент.In the particular case of the method of calculating I (t) and Q (t) implemented in the form of a table function of the phases of the components.

Также технический результат достигается за счет создания устройства для нелинейного уплотнения навигационного сигнала ГЛОНАСС. Устройство для нелинейного уплотнения навигационного сигнала ГЛОНАСС содержит бортовое синхронизирующее устройство, соединенное с цифровым распределителем сигналов, который содержит цифровой формирователь навигационного радиосигнала L1 с частотным и кодовым разделением, выполняющее функции устройства нелинейного уплотнения, соединенный с усилителем мощности навигационного радиосигнала L1 с частотным и кодовым разделением, который соединен с режекторным фильтром, цифровой формирователь навигационного радиосигнала L2 с частотным и кодовым разделением, соединенный с усилителем мощности навигационного радиосигнала L2 с частотным и кодовым разделением, цифровой формирователь навигационного радиосигнала L3 с кодовым разделением, соединенный с усилителем мощности навигационного радиосигнала L3 с кодовым разделением, с режекторного фильтра и усилителей мощности навигационного радиосигнала L2 с частотным и кодовым разделением и навигационного радиосигнала L3 с кодовым разделением сигнал передается на триплексер и далее на антенну, при этом устройство нелинейного уплотнения содержит генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1SC соединенный с входом сумматором (15), генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1BT, соединенного с блоком умножения на коэффициент а (26), который соединен со входами перемножителей (20) и (22), выход перемножителя (20) соединен со входом сумматора (16), выход перемножителя (22) соединен со входом сумматора (17), генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1CT соединен с блоком умножения на коэффициент а (27), соединенный выходом со входом перемножителей (21) и (23), выход перемножителя (21) соединен с входом сумматора (16), а выход перемножителя (23) с входом сумматора (17), генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1OC соединен с входом сумматора (18), выход сумматора (16) соединен с входом сумматора (15), выход сумматора (17) соединен со входом сумматора (18), выходы сумматоров (15) и (18), соединены с формирователем входных сигналов квадратурного модулятора, формирующего на выходе синфазную составляющую модулирующего сигнала I(t), которая подается на синфазный (I) вход квадратурного модулятора, на вход перемножителя (24), выход которого соединен с сумматором (19) и квадратурную составляющую Q(t) модулирующего сигнала, которая подается на квадратурный (Q) вход квадратурного модулятора, на вход перемножителя (25), выход которого соединен со входом сумматора (19), входы перемножителей (24) и (25) соединены с фазовращателем (29).Also, the technical result is achieved by creating a device for nonlinear compaction of the GLONASS navigation signal. A device for non-linear compaction of the GLONASS navigation signal contains an on-board clock device connected to a digital signal distributor, which contains a digital navigation radio signal L1 with frequency and code division, performing the functions of a non-linear compression device connected to a power amplifier of the navigation radio signal L1 with frequency and code division, which is connected to a notch filter, a digital shaper of the navigation radio signal L2 with frequency and code division, connected to the power amplifier of the navigation radio signal L2 with frequency and code division, digital shaper of the navigation radio signal L3 with code division, connected to the power amplifier of the navigation radio signal L3 with code division, with a notch filter and power amplifiers of the navigation radio signal L2 with frequency and code division and navigation radio signal L3 with code division, the signal is transmitted to the triplexer and then to the antenna, while the nonlinear comp device It contains a pseudo-random sequence of the navigation signal L1SC connected to the input by an adder (15), a pseudo-random sequence of the navigation signal L1BT connected to the multiplication unit by a factor a (26), which is connected to the inputs of the multipliers (20) and (22), the output of the multiplier ( 20) connected to the input of the adder (16), the output of the multiplier (22) is connected to the input of the adder (17), the pseudo-random sequence of the navigation signal L1CT is connected to the multiplication unit by the coefficient a (27), connect The output of the multiplier (21) and (23), the output of the multiplier (21) is connected to the input of the adder (16), and the output of the multiplier (23) with the input of the adder (17), the pseudo-random sequence of the navigation signal L1OC is connected to the input of the adder ( 18), the output of the adder (16) is connected to the input of the adder (15), the output of the adder (17) is connected to the input of the adder (18), the outputs of the adders (15) and (18) are connected to the driver of the input signals of the quadrature modulator that forms the output the in-phase component of the modulating signal I (t), which is supplied to the in-phase (I) input of the quadrature modulator, to the input of the multiplier (24), the output of which is connected to the adder (19) and the quadrature component Q (t) of the modulating signal, which is fed to the quadrature (Q) input of the quadrature modulator, to the input of the multiplier ( 25), the output of which is connected to the input of the adder (19), the inputs of the multipliers (24) and (25) are connected to the phase shifter (29).

Заявленное изобретение проиллюстрировано следующими схемами:The claimed invention is illustrated by the following schemes:

Фиг. 1 - Схема построения бортового информационно-навигационного комплекса,FIG. 1 - Scheme of building onboard information and navigation complex,

Фиг. 2 - Схема построения УНУ сигналов ГЛОНАСС в диапазоне L1,FIG. 2 - Diagram of the construction of the GLUASS signals in the L1 range,

На чертежах обозначено следующее:The drawings indicate the following:

1 - Бортовое синхронизирующее устройство;1 - On-board sync device;

2 - Цифровой формирователь навигационного радиосигнала L1 с частотным и кодовым разделением, выполняющее функции устройства нелинейного уплотнения;2 - Digital shaper of the navigation radio signal L1 with frequency and code division, performing the functions of a nonlinear compaction device;

3 - Цифровой формирователь навигационного радиосигнала L2 с частотным и кодовым разделением;3 - Digital shaper navigation radio signal L2 with frequency and code division;

4 - Цифровой формирователь навигационного радиосигнала L3 с кодовым разделением;4 - Digital shaper navigation radio signal L3 with code division;

5 - Усилитель мощности навигационного радиосигнала L1 с частотным и кодовым разделением;5 - Power amplifier navigation radio signal L1 with frequency and code division;

6 - Усилитель мощности навигационного радиосигнала L2 с частотным и кодовым разделением;6 - Power amplifier navigation radio signal L2 with frequency and code division;

7 - Усилитель мощности навигационного радиосигнала L3 с кодовым разделением;7 - Power amplifier navigation radio signal L3 code division;

8 - Режекторный фильтр;8 - Notch filter;

9 - Триплексер;9 - Triplexer;

10 - Антенна;10 - Antenna;

11 - Генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1SC;11 - Pseudo-random sequence generator of the navigation signal L1SC;

12 - Генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1BT;12 - Pseudo-random sequence generator of the navigation signal L1BT;

13 - Генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1CT;13 - Pseudo-random sequence generator of the navigation signal L1CT;

14 - Генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1OC;14 - Pseudo-random sequence generator of the navigation signal L1OC;

15, 16, 17, 18, 19 - Сумматоры;15, 16, 17, 18, 19 - Totalizers;

20, 21, 22, 23, 24, 25 - Перемножители;20, 21, 22, 23, 24, 25 - multipliers;

26, 27 - блок умножения на коэффициент а;26, 27 - unit for multiplying a coefficient;

28 - формирователь входных сигналов квадратурного модулятора;28 - shaper input signals quadrature modulator;

29 - фазовращатель.29 - phase shifter.

Способ нелинейного уплотнения группового навигационного сигнала ГЛОНАСС осуществляется следующим образом. Формирование группового выровненного навигационного сигнала, подробно раскрытое в заявке на изобретение RU 2017133048 от 22.09.2017 [1], включает формирование навигационных сигналов с кодовым и частотным разделением в диапазонах L1, L2 и сигнала с кодовым разделением L3, их усиление и излучение через одну антенну, при котором сигналы в диапазонах L1, L2 с кодовым и частотным разделением суммируются на входе усилителя мощности при этом образуется суммарный сигнал, имеющий амплитудную модуляцию, далее групповой сигнал синтезируют методом оптимального выравнивания для этого все сигналы представляются в комплексной форме, далее сигнал преобразуется в выравнивателе, который исключает амплитудную модуляцию.The method of nonlinear compression group navigation signal GLONASS as follows. The formation of a group aligned navigation signal, detailed in the patent application EN 2017133048 of 09/22/2017 [1], includes the generation of navigation signals with code and frequency division in the L1, L2 bands and a signal with code division L3, their amplification and radiation through one antenna in which the signals in the L1, L2 bands with code and frequency division are summed up at the input of the power amplifier, thus forming a total signal having amplitude modulation, then the group signal is synthesized by the optimal level method For this, all signals are presented in a complex form, then the signal is converted into an equalizer, which eliminates amplitude modulation.

Возможен альтернативный способ формирования группового выровненного навигационного сигнала, отличающийся тем, что формирование осуществляется на нулевой поднесущей частоте и вся процедура формирования может быть реализована в табличном виде, удобном для реализации в цифровых устройствах.An alternative method of forming a group aligned navigation signal is possible, characterized in that the formation is carried out at a zero subcarrier frequency and the entire formation procedure can be implemented in a table form convenient for implementation in digital devices.

Схема построения бортового информационно-навигационного комплекса (фиг. 1) для излучения через одну антенну аналогична схеме, предложенной в [1]. Отличием является устройство нелинейного уплотнения (УНУ) группового навигационного сигнала, объединяющего кодовые и частотные радиосигналы. Формируемый групповой сигнал описывается следующей комплексной функцией:The scheme of building the onboard information and navigation complex (Fig. 1) for radiation through one antenna is similar to the scheme proposed in [1]. The difference is the nonlinear compaction device (CND) of a group navigation signal combining code and frequency radio signals. The group signal generated is described by the following complex function:

Figure 00000004
Figure 00000004

где ƒ0 - несущая частота составного сигнала, выбранная равной 1600,995 МГц, для упрощения УНУ.where ƒ 0 is the carrier frequency of the composite signal, chosen to be 1600.995 MHz, to simplify the CND.

sign(z) - операция амплитудного ограничения, приравнивает модуль комплексного числа z к единице, а аргумент оставляет неизменным, в соответствии с формулой

Figure 00000005
sign (z) is the operation of the amplitude limit, equates the modulus of the complex number z to unity, and leaves the argument unchanged, in accordance with the formula
Figure 00000005

sL1SC(t), sL1OC(t), sBT(t), sCT(t) - комплексные сигналы, определяемые по формулам:s L1SC (t), s L1OC (t), s BT (t), s CT (t) are complex signals defined by the formulas:

sL1SC(t)=ПСПL1SC(t),s L1SC (t) = SRP L1SC (t),

sL1OC(t)=j⋅ПСПL1OC(t),s L1OC (t) = j⋅SPN L1OC (t),

sBT(t)=ПСПВТ(t)⋅a⋅exp[j2πƒ1t]=ПСПВТ(t)⋅a⋅[cos(2πƒ1t)+j⋅sin(2πƒ1t)],s BT (t) = PSP BT (t) ⋅ a ⋅exp [j2πƒ 1 t] = PSP BT (t) ⋅ a ⋅ [cos (2πƒ 1 t) + j⋅sin (2πƒ 1 t)],

sCT(t)=ПСПСТ(t)⋅а⋅exp[j(2πƒ1t+π/2)]=ПСПСТ(t)⋅а⋅[cos(2πƒ1t+π/2)+j⋅sin(2πƒ1t+π/2)]=ПСПСТ(t)⋅а⋅[-sin(2πƒ1t)+j⋅cos(2πƒ1t)];s CT (t) = PT SRP (t) ⋅ and ⋅exp [j (2πƒ 1 t + π / 2)] = SRP PT (t) ⋅ a ⋅ [cos (2πƒ 1 t + π / 2) + j⋅ sin (2πƒ 1 t + π / 2)] = SRP ST (t) ⋅ a ⋅ [-sin (2πƒ 1 t) + j⋅cos (2πƒ 1 t)];

ПСПL1SC(t), ПСПL1OC(t), ПСПВТ(t), ПСПСТ(t) - модулирующие последовательности навигационных сигналов L1SC, L1OC, L1BT, L1CT, принимающие значения {1; -1};PSP L1SC (t), PSP L1OC (t), PSP VT (t), PSP ST (t) are the modulating sequences of the navigation signals L1SC, L1OC, L1BT, L1CT, taking values {1; -one};

где:Where:

L1OC - сигнал открытого доступа с кодовым разделением в диапазоне L1;L1OC is an open access signal with code division in the L1 range;

L1SC - сигнал санкционированного доступа с кодовым разделением в диапазоне L1;L1SC - authorized access signal with code division in the L1 range;

L1BT - сигнал высокой точности с частотным разделением в диапазоне L1;L1BT - high precision signal with frequency division in the L1 range;

L1CT - сигнал стандартной точности с частотным разделением в диапазоне L1;L1CT is a standard precision signal with frequency division in the L1 range;

а - коэффициент, подобранный так, чтобы в составном сигнале мощность сигналов ВТ и СТ была в два раза меньше мощности сигналов L1SC и L1OC; a is the coefficient chosen so that in the composite signal the power of the BT and CT signals is two times less than the power of the signals L1SC and L1OC;

ƒ1=(1,005+k⋅0,5625) - разница, в мегагерцах, между несущей частотой сигналов ВТ и СТ и несущей частотой сигналов L1SC и L1OC.ƒ 1 = (1,005 + k⋅0,5625) is the difference, in megahertz, between the carrier frequency of the BT and CT signals and the carrier frequency of the L1SC and L1OC signals.

Формула (1) является основой для построения УНУ. Выровненный сигнал sign[sL1SC(t)+sL1OC(t)+sBT(t)+sCT(t)] является модулирующим сигналом. Его синфазная составляющая подается на синфазный (I) вход квадратурного модулятора, а квадратурная составляющая - на квадратурный (Q) вход. Множитель ехр(j2πƒ0t) описывает перенос модулирующего сигнала на несущую частоту ƒ0.Formula (1) is the basis for the construction of UNU. The aligned signal sign [s L1SC (t) + s L1OC (t) + s BT (t) + s CT (t)] is a modulating signal. Its in-phase component is fed to the in-phase (I) input of the quadrature modulator, and the quadrature component is fed to the quadrature (Q) input. The multiplier exp (j2πƒ 0 t) describes the transfer of the modulating signal to the carrier frequency ƒ 0 .

В суммарном сигнале [sL1SC(t)+sL1OC(t)+sBT(t)+sCT(t)] можно выделить синфазную x(t) и квадратурную y(t) часть:In the total signal [s L1SC (t) + s L1OC (t) + s BT (t) + s CT (t)], we can distinguish the in-phase x (t) and quadrature y (t) part:

Figure 00000006
Figure 00000006

Отсюда получаем формулу, определяющую входные сигналы квадратурного модулятора:Hence, we obtain the formula that determines the input signals of the quadrature modulator:

Figure 00000007
Figure 00000007

Схема формирования составного сигнала, в соответствии с формулами (1)-(3), приведена на фиг. 2. В этой схеме энергетические потери составляют 17,17%. Сигналы I(t) и Q(t) должны формироваться цифровым способом. При этом функции sin, cos, а также функция

Figure 00000008
могут быть реализованы только табличным способом. Возможна также реализация вычисления I(t) и Q(t) в форме табличной функции фаз компонент. Это уменьшит объем хранимых данных, а также исключит операции суммирования и умножения, используемые в схеме на фиг. 2.A diagram of the formation of a composite signal, in accordance with formulas (1) - (3), is shown in FIG. 2. In this scheme, the energy loss is 17.17%. The signals I (t) and Q (t) must be formed digitally. The functions sin, cos, and also the function
Figure 00000008
can only be implemented in tabular fashion. It is also possible to implement the calculation of I (t) and Q (t) in the form of a tabular function of the phases of the components. This will reduce the amount of stored data, as well as eliminate the summation and multiplication operations used in the circuit in FIG. 2

Устройство для нелинейного уплотнения навигационного сигнала ГЛОНАСС содержит бортовое синхронизирующее устройство (1), соединенное с цифровым формирователем радиосигнала, содержащего цифровой распределителем сигналов (2), который содержит цифровой формирователь навигационного радиосигнала L1 с частотным и кодовым разделением, выполняющий функции устройства нелинейного уплотнения, соединенный с усилителем мощности навигационного радиосигнала L1 с частотным и кодовым разделением (5), который соединен с режекторным фильтром (8); цифровой формирователь навигационного радиосигнала L2 с частотным и кодовым разделением (3), соединенный с усилителем мощности навигационного радиосигнала L2 с частотным и кодовым разделением (6); цифровой формирователь навигационного радиосигнала L3 с кодовым разделение (4), соединенный с усилителем мощности навигационного радиосигнала L3 с кодовым разделением (7), с режекторного фильтра (8) и усилителей мощности навигационного радиосигнала L2 с частотным и кодовым разделением (6) и навигационного радиосигнала L3 с кодовым разделением (7) сигнал передается на триплексер (9) и далее на антенну (10).A device for nonlinear compaction of the GLONASS signal contains an onboard clock device (1) connected to a digital radio signal shaper containing a digital signal distributor (2) that contains a digital shaper of the radio frequency signal L1, which functions as a nonlinear compaction device connected to power amplifier navigation radio signal L1 with frequency and code division (5), which is connected to a notch filter (8); digital shaper of the navigation radio signal L2 with frequency and code division (3) connected to the power amplifier of the navigation radio signal L2 with frequency and code division (6); Digital shaper of the navigation radio signal L3 with code division (4) connected to the power amplifier of the navigation radio signal L3 with code division (7), with a notch filter (8) and power amplifiers of the navigation radio signal L2 with frequency and code division (6) and navigation radio signal L3 with code division (7), the signal is transmitted to the triplexer (9) and further to the antenna (10).

Устройство нелинейного уплотнения содержит генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1SC (11), соединенный с входом сумматором (15), генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1BT (12), соединенный с блоком умножения на коэффициент а (26), который соединен со входами перемножителей (20) и (22), выход перемножителя (20) соединен со входом сумматора (16), выход перемножителя (22) соединен со входом сумматора (17), генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1CT (13) соединен с блоком умножения на коэффициент а (27), соединенный выходом со входом перемножителей (21) и (23), выход перемножителя (21) соединен с входом сумматора (16), а выход перемножителя (23) с входом сумматора (17), генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1OC (14) соединен с входом сумматора (18), выход сумматора (16) соединен с входом сумматора (15), выход сумматора (17) соединен со входом сумматора (18), выходы сумматоров (15) и (18), соединены с формирователем входных сигналов квадратурного модулятора (28), формирующего на выходе синфазную I(t) составляющую модулирующего сигнала, которая подается на синфазный (I) вход квадратурного модулятора, на вход перемножителя (24), выход которого соединен с сумматором (19) и квадратурную Q(t) составляющую модулирующего сигнала, которая подается на квадратурный (Q) вход квадратурного модулятора, на вход перемножителя (25), выход которого соединен со входом сумматора (19), входы перемножителей (24) и (25) соединены с фазовращателем (29).The nonlinear compaction device contains a pseudo-random sequence of the navigation signal L1SC (11) connected to the input by an adder (15), a pseudo-random sequence of the navigation signal L1BT (12) connected to the multiplication unit by a factor a (26), which is connected to the inputs of multipliers (20 ) and (22), the output of the multiplier (20) is connected to the input of the adder (16), the output of the multiplier (22) is connected to the input of the adder (17), the pseudo-random sequence generator of the navigation signal L1CT (13) is connected to the block multiplication by a coefficient a (27) coupled to the output to the input of the multipliers (21) and (23), the output of multiplier (21) connected to the input of the adder (16), and the multiplier output (23) to the input of the adder (17), a generator of pseudorandom sequence navigation signal L1OC (14) is connected to the input of the adder (18), the output of the adder (16) is connected to the input of the adder (15), the output of the adder (17) is connected to the input of the adder (18), the outputs of the adders (15) and (18), connected to the driver of the input signals of the quadrature modulator (28), forming the output in-phase I (t) is modulating signal, which is fed to the in-phase (I) input of the quadrature modulator, to the input of the multiplier (24), the output of which is connected to the adder (19) and the quadrature Q (t) component of the modulating signal, which is fed to the quadrature (Q) input of the quadrature modulator , to the input of the multiplier (25), the output of which is connected to the input of the adder (19), the inputs of the multipliers (24) and (25) are connected to the phase shifter (29).

Предложенная система формирования группового навигационного сигнала ГЛОНАСС позволяет снизить частоту дискретизации формирователя, а также допускает реализацию всех вычислений в табличном виде, что упрощает реализацию данной схемы на цифровых устройствах.The proposed GLONASS group navigation signal generation system allows to reduce the sampling rate of the driver, and also allows the implementation of all calculations in a tabular form, which simplifies the implementation of this scheme on digital devices.

Claims (12)

1. Способ нелинейного уплотнения группового навигационного сигнала ГЛОНАСС, включающий формирование навигационных сигналов с кодовым и частотным разделением в диапазонах L1, L2 и сигнала с кодовым разделением L3, их усиление и излучение через одну антенну, при котором сигналы в диапазонах L1, L2 с кодовым и частотным разделением суммируются на входе усилителя мощности, при этом образуется суммарный сигнал, имеющий амплитудную модуляцию, отличающийся тем, что цифровой формирователь навигационного сигнала с частотным и кодовым разделением выполнен в виде устройства нелинейного уплотнения группового навигационного сигнала, которое формирует групповой навигационный сигнал, описываемый следующей функцией1. A method of non-linear compaction of a group navigation signal GLONASS, including the formation of navigation signals with code and frequency division in the L1, L2 bands and a signal with code division L3, their amplification and radiation through a single antenna, in which the signals in the L1, L2 bands with code and frequency divisions are summed up at the input of the power amplifier; a sum signal is generated that has amplitude modulation, characterized in that the digital shaper of the navigation signal with frequency and code division is It is complete as a non-linear multiplexer for a group navigation signal, which forms a group navigation signal described by the following function s(t)=sign[sL1SC(t)+sL1OC(t)+sBT(t)+sCT(t)]⋅exp(j2πƒ0t),s (t) = sign [s L1SC (t) + s L1OC (t) + s BT (t) + s CT (t)] ⋅exp (j2πƒ 0 t), где ƒ0 - несущая частота составного сигнала,where ƒ 0 is the carrier frequency of the composite signal, sign(z) - операция амплитудного ограничения,sign (z) is an amplitude limit operation, sL1SC(t), sL1OC(t), sBT(t), sCT(t) - комплексные сигналы,s L1SC (t), s L1OC (t), s BT (t), s CT (t) - complex signals, а - коэффициент, подобранный так, чтобы в составном сигнале мощность сигналов ВТ и СТ была в два раза меньше мощности сигналов L1SC и L1OC, ƒ1=(1,005+k⋅0,5625) - разница, в мегагерцах, между несущей частотой сигналов высокой точности ВТ и стандартной точности СТ и несущей частотой сигналов L1SC и L1OC, a is the coefficient chosen so that in the composite signal the power of the BT and ST signals was two times less than the power of the L1SC and L1OC signals, ƒ 1 = (1.005 + k⋅0.5625) - the difference, in megahertz, between the carrier frequency of the signals is high VT accuracy and standard CT accuracy and carrier frequency of L1SC and L1OC signals, выровненный сигнал sign[sL1SC(t)+sL1OC(t)+sBT(t)+sCT(t)] является модулирующим сигналом, его действительная составляющая подается на синфазный (I) вход квадратурного модулятора, а составляющая, которая подается на квадратурный (Q) вход, определяется по формуле, определяющей входные сигналы квадратурного модулятора:the aligned signal sign [s L1SC (t) + s L1OC (t) + s BT (t) + s CT (t)] is a modulating signal, its real component is fed to the in-phase (I) quadrature modulator input, and the component that is fed on the quadrature (Q) input is determined by the formula that defines the input signals of the quadrature modulator:
Figure 00000009
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000010
 сигналы I(t) и Q(t) формируют цифровым способом, при этом функции sin, cos, а также функция
Figure 00000011
могут быть реализованы только табличным способом.the signals I (t) and Q (t) are formed in a digital way, with the functions sin, cos, and also the function
Figure 00000011
can only be implemented in tabular fashion. 2. Способ нелинейного уплотнения группового навигационного сигнала ГЛОНАСС по п. 1, отличающийся тем, что вычисления I(t) и Q(t) реализуют в форме табличной функции фаз компонент.2. The method of nonlinear compaction of the GLONASS group navigation signal according to claim 1, characterized in that the calculations I (t) and Q (t) are implemented in the form of a tabular function of the phases of the components. 3. Устройство для нелинейного уплотнения навигационного сигнала ГЛОНАСС, содержащее бортовое синхронизирующее устройство, соединенное с цифровым распределителем сигналов, который содержит цифровой формирователь навигационного радиосигнала L1 с частотным и кодовым разделением, выполняющее функции устройства нелинейного уплотнения, соединенный с усилителем мощности навигационного радиосигнала L1 с частотным и кодовым разделением, который соединен с режекторным фильтром, цифровой формирователь навигационного радиосигнала L2 с частотным и кодовым разделением, соединенный с усилителем мощности навигационного радиосигнала L2 с частотным и кодовым разделением, цифровой формирователь навигационного радиосигнала L3 с кодовым разделением, соединенный с усилителем мощности навигационного радиосигнала L3 с кодовым разделением, с режекторного фильтра и усилителей мощности навигационного радиосигнала L2 с частотным и кодовым разделением и навигационного радиосигнала L3 с кодовым разделением сигнал передается на триплексер и далее на антенну, отличающееся тем, что устройство нелинейного уплотнения содержит генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1SC, соединенный с входом сумматором (15), генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1BT, соединенного с блоком умножения на коэффициент а (26), который соединен со входами перемножителей (20) и (22), выход перемножителя (20) соединен со входом сумматора (16), выход перемножителя (22) соединен со входом сумматора (17), генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1CT соединен с блоком умножения на коэффициент а (27), соединенный выходом со входом перемножителей (21) и (23), выход перемножителя (21) соединен с входом сумматора (16), а выход перемножителя (23) с входом сумматора (17), генератор псевдослучайной последовательности навигационного сигнала L1OC соединен с входом сумматора (18), выход сумматора (16) соединен с входом сумматора (15), выход сумматора (17) соединен со входом сумматора (18), выходы сумматоров (15) и (18), соединены с формирователем входных сигналов квадратурного модулятора, формирующего на выходе синфазную I(t) составляющую модулирующего сигнала, которая подается на синфазный (I) вход квадратурного модулятора, на вход перемножителя (24), выход которого соединен с сумматором (19), и квадратурную Q(t) составляющую модулирующего сигнала, которая подается на квадратурный (Q) вход квадратурного модулятора, на вход перемножителя (25), выход которого соединен со входом сумматора (19), входы перемножителей (24) и (25) соединены с фазовращателем (29).3. A device for nonlinear compaction of the GLONASS navigation signal, comprising an onboard clock device connected to a digital signal distributor, which contains a digital L1 navigation radio signal generator with frequency and code division, performing the functions of a nonlinear compression device, connected to a radio frequency power amplifier L1 with frequency and code division, which is connected to a notch filter, digital shaper of the navigation radio signal L2 with and code division, connected to the power amplifier of the navigation radio signal L2 with frequency and code division, digital shaper of the navigation radio signal L3 with code division, connected to the power amplifier of the navigation radio signal L3 with code division, from the notch filter and power amplifiers of the navigation radio signal L2 with frequency and code division and navigation radio signal L3 with code division, the signal is transmitted to the triplexer and then to the antenna, characterized in that the device elineynogo seal comprises a generator of pseudorandom sequence navigation L1SC signal coupled to an input of the adder (15), a generator of pseudorandom sequence navigation L1BT signal connected to the unit of multiplication by the coefficient a (26) which is connected to the inputs of multipliers (20) and (22), the output multiplier (20) is connected to the input of the adder (16), the output of the multiplier (22) is connected to the input of the adder (17), the pseudo-random sequence generator of the navigation signal L1CT is connected to the multiplication unit itsient and (27) connected to the output to the input of the multipliers (21) and (23), the multiplier output (21) connected to the input of the adder (16), and the multiplier output (23) to the input of the adder (17), a generator of pseudorandom sequence navigation signal L1OC is connected to the input of the adder (18), the output of the adder (16) is connected to the input of the adder (15), the output of the adder (17) is connected to the input of the adder (18), the outputs of the adders (15) and (18) are connected to the driver of the input signals quadrature modulator forming the output in-phase I (t) component of the modulating signal la, which is fed to the in-phase (I) input of the quadrature modulator, to the input of the multiplier (24), the output of which is connected to the adder (19), and the quadrature Q (t) component of the modulating signal, which is fed to the quadrature (Q) input of the quadrature modulator, to the input of the multiplier (25), the output of which is connected to the input of the adder (19), the inputs of the multipliers (24) and (25) are connected to the phase shifter (29).
RU2018102816A 2018-01-25 2018-01-25 Method and device for nonlinear compaction of glonass navigation signal RU2686660C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018102816A RU2686660C1 (en) 2018-01-25 2018-01-25 Method and device for nonlinear compaction of glonass navigation signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018102816A RU2686660C1 (en) 2018-01-25 2018-01-25 Method and device for nonlinear compaction of glonass navigation signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2686660C1 true RU2686660C1 (en) 2019-04-30

Family

ID=66430276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018102816A RU2686660C1 (en) 2018-01-25 2018-01-25 Method and device for nonlinear compaction of glonass navigation signal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2686660C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2167431C2 (en) * 1999-04-15 2001-05-20 Закрытое акционерное общество "Фирма "КОТЛИН" Receiver of signals of satellite radio navigation systems
US7061972B1 (en) * 2002-04-04 2006-06-13 Best Gregory C GPS receiver having dynamic correlator allocation between a memory-enhanced channel for acquisition and standard channels for tracking
WO2008085220A2 (en) * 2006-10-19 2008-07-17 Datagrid, Inc. L1/l2 gps receiver with programmable logic
RU2341898C2 (en) * 2006-09-19 2008-12-20 Александр Ефимович Фридман Receiver of satellite navigation with device for quick searching of navigation signals under conditions of object high dynamics
RU2611069C1 (en) * 2015-11-16 2017-02-21 Открытое акционерное общество Научно-производственный центр "Электронные вычислительно-информационные системы" Device for simultaneous reception of signals from various satellite navigation systems
RU2616970C1 (en) * 2016-01-27 2017-04-19 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method of glonass system signal processing with frequency division

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2167431C2 (en) * 1999-04-15 2001-05-20 Закрытое акционерное общество "Фирма "КОТЛИН" Receiver of signals of satellite radio navigation systems
US7061972B1 (en) * 2002-04-04 2006-06-13 Best Gregory C GPS receiver having dynamic correlator allocation between a memory-enhanced channel for acquisition and standard channels for tracking
RU2341898C2 (en) * 2006-09-19 2008-12-20 Александр Ефимович Фридман Receiver of satellite navigation with device for quick searching of navigation signals under conditions of object high dynamics
WO2008085220A2 (en) * 2006-10-19 2008-07-17 Datagrid, Inc. L1/l2 gps receiver with programmable logic
RU2611069C1 (en) * 2015-11-16 2017-02-21 Открытое акционерное общество Научно-производственный центр "Электронные вычислительно-информационные системы" Device for simultaneous reception of signals from various satellite navigation systems
RU2616970C1 (en) * 2016-01-27 2017-04-19 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method of glonass system signal processing with frequency division

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Borre et al. A software-defined GPS and Galileo receiver: a single-frequency approach
CN1331311C (en) Fast acquisition, high sensitivity GPS receiver
KR101595213B1 (en) Satellite navigation signal, generating method, generating device, receiving method and receiving device
RU2628529C2 (en) Method and device for generating two-frequency signal with constant binding containing four expanding signals and method and device for receiving such signal
US5621416A (en) Optimized processing of signals for enhanced cross-correlation in a satellite positioning system receiver
Lamontagne et al. Direct RF sampling GNSS receiver design and jitter analysis
CN101568852B (en) Method and device for receiving a boc modulation radio-navigation signal
RU2686660C1 (en) Method and device for nonlinear compaction of glonass navigation signal
CN102368690A (en) Micro-nano satellite measurement and control digit midfrequency and baseband processing method and apparatus thereof
Zhang et al. Unbalanced AltBOC: a Compass B1 candidate with generalized MPOCET technique
JPH02305151A (en) Demodulator
CN115150012B (en) Ionosphere channel high-precision dispersion time delay characteristic real-time simulation method and system
CN106154294B (en) A kind of carrier tracking circuit and carrier wave tracing method
CN210839639U (en) Parallel digital synthesis circuit of FM modulation signal
CN103983989A (en) Digital non-integer tracking loop for satellite positioning and navigation receiving system
CN102645657B (en) Same frequency point multi-way signal constant envelope combining transmitting method and circuit on navigational satellite
US20230283267A1 (en) Method and apparatus for forming wideband prn signals
RU2660126C1 (en) Method for forming glonass group navigation signal
JP2000209123A (en) Correlation computation method and matched filter
US2697816A (en) Single sideband generator modulating negative feedback
Sujatha Optimization of QPSK MODEM with AWGN implemented in FPGA
Harmuth Sequency filters based on Walsh functions
Biryukov Variant of technical realization of non-linear multiplexing GLONASS FDMA and CDMA navigation signals
RU2808450C1 (en) V-frequency modulation signal filter
RU2798980C1 (en) Single-band modulation signal generation device