Методика оценки точности и помехоустойчивости навигационной аппаратуры потребителя при некогерентной обработке мультиплексированного сигнала с уменьшенным уровнем внеполосного излучения

Авторы

Неровный В. В.¹, Радько В. С.¹, Цитиридис В. В.¹, Толстых М. Ю.^{2, 3*}

1. Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», Воронеж, Россия
2. Московский государственный лингвистический университет, Москва, Россия
3. Московский университет МВД России им.В.Я. Кикотя, Москва, Россия

*e-mail: marina_lion@mail.ru

Аннотация

Научная статья относится к направлению теоретических и прикладных исследований, касающихся глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), при которых основное внимание уделяется разработке и совершенствованию локальных навигационных систем (ЛНС). Последние представляют собой функциональные дополнения к ГНСС и позволяют улучшить точность и надежность определения местоположения в условиях, когда сигнал спутниковых систем затруднительно принять. Одним из преимуществ подобных систем является устранение искажений, а также увеличение уровня мощности сигнала на входе навигационной аппаратуры потребителя (НАП). В содержании предлагается подход к решению одной из актуальных научных задач в области навигации: разработка методов и устройств для формирования сигналов с улучшенными характеристиками электромагнитной совместимости (ЭМС) и уменьшенным уровнем внеполосного излучения (ВПИ). В рамках данной научной статьи рассматриваются перспективные мультиплексированные TMBOC-сигналы (time multiplexed binary offset carrier), которые демонстрируют преимущества по сравнению с традиционными сигналами благодаря высокому уровню мощности спектра в основной полосе частот. При этом учитываются, что использование TMBOC-сигналов в ЛНС может вызывать повышенное ВПИ, что требует соблюдения требований по ЭМС с другими радиоэлектронными средствами (РЭС). Для уменьшения ВПИ и улучшения характеристик ЭМС предлагаются методы фильтрации сигналов, в частности, с использованием фильтров с «импульсной характеристикой приподнятый косинус». Такие фильтры позволяют минимизировать искажения сигнала и снизить уровень ВПИ. Экспериментальные модели, созданные в среде MatLab/Simulink, подтвердили эффективность данных методов. Также проанализирована некогерентная обработка сигналов, широко применяемая в НАП ГНСС для упрощения архитектуры приемников. В статье разработаны и охарактеризованы методики оценки точности и помехоустойчивости НАП ГНСС при некогерентной обработке мультиплексированного сигнала. Изложен порядок и результат проведенных исследований, которые показали, что при использовании сигналов TMBOC с улучшенными характеристиками ЭМС, несмотря на увеличение уровня помехоустойчивости, наблюдаются незначительные потери в точности определения местоположения. Данные результаты могут быть использованы для дальнейшего развития навигационных систем и улучшения их характеристик в сложных условиях эксплуатации.

Ключевые слова:

локальная навигационная система, фильтр с характеристикой «приподнятый косинус», мультиплексированный сигнал, внеполосное излучение, аппаратура потребителей

Библиографический список

1. Брагин А.С. Сравнительный анализ систем глобального и локального позиционирования // Экономика и качество систем связи. 2021. № 3 (21). С. 71-78.
2. Зализнюк А.Н., Флегонтов А.В., Волков А.А. Перспективы развития наземной навигации в Вооруженных Силах Российской Федерации // Военная мысль. 2022. № 9. С. 65-69.
3. Бродский М.С., Звонарев В.В., Хуббиев Р.В., Шерстюк А.В. Компьютерная модель радиоканала системы спутниковой связи и ретрансляции данных при многопозиционной передаче сигнала // Труды МАИ. 2022. № 127. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=170340. DOI: 10.34759/trd-2022-127-10
4. Брагин А.С. Особенности и характеристики систем глобального и локального позиционирования // 48 Международная конференция «Мобильный бизнес: перспективы развития и реализации систем радиосвязи в России и за рубежом» (Москва, 26–27 октября 2021): тезисы докладов. – М.: Национальный институт радио и инфокоммуникационных технологий, 2021. С. 64-66.
5. Радько В.С., Филоненко В.В., Межуев А.М., Миронов В.А. Способ формирования навигационных сигналов с пониженным уровнем внеполосного излучения // Вестник Воронежского института ФСИН России. 2024. № 2. С. 26-34.
6. Ярлыков М.С. Меандровые шумоподобные сигналы (BOC-сигналы) и их разновидности в спутниковых радионавигационных системах. – М.: Радиотехника, 2017. - 416 с.
7. ГОСТ Р 50016-92. Совместимость технических средств электромагнитная. Требования к ширине полосы радиочастот и внеполосным излучениям радиопередатчиков. Методы измерений и контроля. – М.: Издательство стандартов.1996. - 60 с.
8. Суровцев Р.С., Заболоцкий А.М., Газизов Т.Р. Передача импульсного сигнала по витку меандровой линии без искажения ближней перекрестной наводкой // Труды МАИ. 2017. № 93. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=80445
9. Неровный В.В., Журавлев А.В., Кирюшкин В.В., Филоненко В.В., Радько В.С. Выбор полосы пропускания формирующего фильтра «приподнятый косинус» для навигационных меандровых сигналов // Радиотехника. 2023. № 7. С. 42-49.
10. Неровный В.В., Бабусенко С.И., Журавлев А.В. и др. Радиопередающее устройство с автоматической регулировкой параметров спектра радиосигнала. Патент RU 2795268 C1. Бюл. № 13, 02.05.2023.
11. Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. – М.: Радиотехника, 2010. - 800 с.
12. Иванов В.Ф., Кошкаров А.С. Повышение помехоустойчивости навигационной аппаратуры потребителя ГЛОНАСС за счет комплексирования с инерциальными навигационными датчиками // Труды МАИ. 2017. № 93. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=80455
13. Неровный В.В. Помехоустойчивость мультисистемной аппаратуры потребителей ГНСС: монография. – М.: Научная книга, 2018. - 227 с.
14. Грошев А.В. Стратегия алгоритмического повышения точностных характеристик и информационной надежности инерциально-спутниковых навигационных систем в составе беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2019. № 104. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=102217
15. Неровный В.В., Миронов В.А., Коратаев П.Д. Пакляченко М.Ю., Неровная Н.А. Модель формирователя DuoBOC сигналов. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021613775, 15.03.2021.
16. Радько В.С., Цитиридис В.В., Филоненко В.В., Неровный В.В. Способ формирования мультиплексированных сигналов с требуемой формой спектра в локальных навигационных системах // Всероссийская (заочная) научная конференции преподавателей, аспирантов и студентов «Телекоммуникационные технологии: актуализация и решение проблем подготовки высококвалифицированных кадров в современных условиях» (Хабаровск, 25-26 декабря 2023). - Хабаровск: Хабаровский институт инфокоммуникаций. 2024. С. 358.
17. ГОСТ 23611-1979. Совместимость радиоэлектронных средств электромагнитная. Термины и определения. – М.: Стандартинформ, 1979. - 10 с.
18. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами. – М.: Радио и связь, 2002. - 440 с.
19. Венцель Е.С. Теория вероятностей. – М.: Высшая школа, 2001. - 315 с.
20. Радько В.С. Оценка точности навигационной аппаратуры потребителей в некогерентном режиме приема мультиплексированных ТМВОС сигналов с уменьшенным уровнем внеполосного излучения. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024615763, 13.03.2024.

Скачать статью