Украина, 20700,
Черкасская обл.,
г. Смела, ул. Мазура, 24
(04733) 443-54
(04733) 402-46
Повышение помехоустойчивости выделения бортовой информации навигационных спутников ГЛОНАСС/GPS |
Прием бортовой информации спутников является неотъемлемой частью работы любого навигационного приемника. Скорость передачи информации для спутников ГЛОНАСС/GPS составляет 50 бит/с. Учитывая крайне низкий уровень принимаемого сигнала, немаловажна проблема безошибочного выделения информации. В навигационных приемниках, выпускаемых на предприятии «Оризон-Навигация» процедура выделения информации функционально разделена на две части: аппаратную и программную. В аппаратной части (навигационном корреляторе) формируются миллисекундные отсчеты демодулированного сигнала, программная часть по полученным отсчетам восстанавливает исходную информацию. Способ реализации такого алгоритма в приемниках предприятия «Оризон-Навигация» и представлен в данном докладе. Алгоритм состоит из двух последовательных этапов – поиск границы бита бортовой информации (захват) и формирование значения бита на основе формы принятого сигнала. Точность определения границы бита повлияет, прежде всего, на определение времени излучения сигнала спутником, а также в дальнейшем, на помехоустойчивость формирования значения бита. Бит информации ГЛОНАСС/GPS имеет длительность 20 мс, и, соответственно, состоит из двадцати миллисекундных отсчетов. Захват бита производится обычным корреляционным способом. Принимаемые отсчеты последовательно накапливаются в 32-х разрядный буфер и последовательно перемножаются с битом образцовой формы. Когда граница бита найдена, включается вторая часть алгоритма, состоящая из формирования значения бита по накопленным отсчетам. Каждые 20 последовательных отсчетов анализируются простейшим мажоритарным способом – если больше нулей – бит считается равным 0, если больше единиц – бит считается равным 1. Для каждого сформированного бита бортовой информации запоминается отношение количества одинаковых отсчетов в бите к общему количеству отсчетов на бит, так называемая «достоверность бита». В структуре бортовой информации спутников ГЛОНАСС/GPS биты объединяются в слова информации. Для GPS слово информации состоит из 30 бит, для ГЛОНАСС – из 85. Каждое слово информации защищено от искажений кодом Хемминга. Код Хемминга, применяемый, например, для спутников GPS, по интерфейсному документу обеспечивает обнаружение одиночных и двойных ошибок. Хотя данный код и обладает возможностью исправления одиночных ошибок, применять эту возможность не рекомендуется из-за большой вероятности пропустить кратную ошибку. Поэтому для исправления одиночных ошибок приема в алгоритме использован механизм коррекции ошибок, основанный на достоверности бит. При обнаружении ошибки в слове производится поиск бита с наименьшей достоверностью и его инверсия, затем повторный контроль по Хеммингу. Такой подход позволяет повысить помехоустойчивость выделения бортовой информации на 2-3 дБ. На интервале слова в результате усреднения «достоверности бит» получаем своеобразный «индикатор помехи», который можно использовать в общем случае для анализа качества передаваемой со спутника информации, а также для обнаружения действующей на сигнал помехи. Если при достаточно сильном сигнале «средняя достоверность бит», например, на всех спутниках GPS отлична от 100%, можно с уверенностью говорить о воздействии на сигнал помехи и предпринимать меры для ее устранения. Программные методы обработки сигналов позволяют реализовать намного более гибкие и многофункциональные системы, а также существенно упрощают саму аппаратуру. |