САМОПОДСТРАИВАЮЩАЯСЯ МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА СЛЕЖЕНИЯ ЗА ФАЗОЙ СИГНАЛОВ ГЛОБАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ
Аннотация
Спутниковая навигационная аппаратура зачатую работает в условиях априорной неопреде- ленности параметров взаимной динамики между передатчиком и потребителем и отношения сигнал/шум принимаемых сигналов спутниковых радионавигационных систем. Классические опти- мальные системы слежения за фазой сигнала в таких условиях оказываются не оптимальны по критерию минимума дисперсии ошибки. Более того, резкое изменение отношения сигнал/шум илидинамки, может приводить в такой системе к срыву слежения. Для работы в подобных условиях синтезирована самоподстраивающаяся многоканальная система слежения за фазой сигнала. Синтез проведен с использованием методов статистической теории синтеза оптимальных ра- диотехнических систем. Адаптивность к меняющейся мощности принимаемого сигнала достига- ется за счет включения отношения сигнал/шум [дБГц] в вектор оцениваемых параметров фильт- ра. Адаптивность к интенсивности динамики изменения фазы достигается за счет применения системы многоканальной фильтрации. Проведено статистическое моделирование самоподстраи- вающейся многоканальной системы слежения за фазой с комплексным алгоритмом слежения за задержкой огибающей сигнала спутниковых радионавигационных систем. Определена чувстви- тельность слежения за фазой в различных динамических условиях. Самоподстраивающаяся мно- гоканальная система слежения за фазой с комплексным алгоритмом слежения за задержкой оги- бающей сигнала способна в условиях низкой динамики (обусловленной только динамикой опорного генератора) отрабатывать скачок отношения сигнал/шум с 50 до 10 дБГц и обратно без потери слежения за фазой. Синтезированная система способна сохранять слежение за фазой при скач- кообразных переходах динамики между низкой и высокой (обусловленной синусоидальным ускоре- ние 10g и синусоидальным рывком 10 g/s) динамикой при отношении сигнал/шум 24 дБГц. Таким образом, в реальных условиях, когда динамика изменения фазы и отношения сигнал/шум прини- маемых сигналов меняются непредсказуемым образом, самоподстраивающаяся многоканальная система слежения за фазой сигнала сохраняет слежение за фазой в гораздо более широком диапа- зоне условий, чем классическая оптимальная система слежения за фазой сигнала
Список литературы
1. Шаврин В.В., Тисленко В.И., Лебедев В.Ю., Конаков А.С., Филимонов В.А., Кравец А.П. Квази-
оптимальная оценка параметров сигналов ГНСС в режиме когерентного приёма с использова-
нием алгоритма сигма-точечного фильтра Калмана // Гироскопия и навигация. – 2016. – № 3
(94). – С. 26-37.
2. Шаврин В.В., Тисленко В.И., Лебедев В.Ю., Филимонов В.А., Конаков А.С. Сигма-точечный ал-
горитм фильтра Калмана в задаче оценки параметров сигналов ГНСС в некогерентном режиме
слежения в аппаратуре автономной навигации космических аппаратов // Гироскопия и навига-
ция. – 2018. – Т. 26, № 3. – С. 23-39.
3. Jong-Hoon Won and Bernd Eissfeller. A Tuning Method Based on Signal-to-Noise Power Ratio for
Adaptive PLL and its Relationship with Equivalent Noise Bandwidth // IEEE Communications Letters.
– February 2013. – Vol. 17, No. 2. – P. 393-396.
4. Jong-Hoon Won. A Novel Adaptive Digital Phase-Lock-Loo с комплексным алгоритмом ССЗ в
нестационарных с комплексным алгоритмом ССЗ в нестационарных p for Modern Digital GNSS
Receivers // IEEE Communications Letters. – January 2014. – Vol. 18, No. 1. – P. 46-49.
5. Dah-Jing Jwo and Sheng-Hung Wang. Adaptive Fuzzy Strong Tracking Extended Kalman Filtering
for GPS Navigation // IEEE Sensors Journal. – May 2007. – Vol. 7, No. 5. – P. 778-789.
6. Jordi Vilà-Valls, Pau Closas, Carles Fernández-Prades, Jose A. López-Salcedo, and Gonzalo Seco-
Granados. Adaptive GNSS Carrier Tracking Under Ionospheric Scintillation: Estimation vs. Mitigation
// IEEE Communications letters. – June 2015. – Vol. 19, No. 6. – P. 961-964.
7. Emanuela Falletti, Marco Pini, Letizia Lo Presti. Low Complexity Carrier-to-Noise Ratio Estimators
for GNSS Digital Receivers // IEEE Transactions on aerospace and electronic systems. – January
2011. – Vol. 47, No. 1. – P. 420-437.
8. Перов А.И. Статистическая теория радиотехнических систем: учеб. пособие. – 2-е изд. перераб.
и доп. – М.: Радиотехника, 2022. – 840 с.
9. Demetrios G. Lainiotis. Partitioning: A Unifying framework for adaptive systems, I: Estimation //
IEEE. – August 1976. – Vol. 64, No. 8. – P. 1126-1143.
10. Перов А.И. Адаптивная фильтрация сообщения с неизвестными статистическими характери-
стиками // Известия вузов СССР. Серия: Радиоэлектроника. – 1980. – Т. 23, № 4. – С. 40-45.
11. Перов А.И. Адаптация линейных систем фильтрации // Радиотехника и электроника. – 1987.
– Т. 33, № 8. – С. 40-45.
12. Первачев С.В., Перов А.И. Адаптивная фильтрация сообщений. – М.: Радио и связь, 1991. – 160 с.
13. Magill D.T. Optimal adaptive estimation of sampled stochastic processes // IEEE Transactions on
Automatic Control. – 1965. – AC-10. – P. 434-439.
14. Rong Li and V. Jilkov. Survey of maneuvering target tracking. Part V. multiple-model methods // IEEE
Transactions on Aerospace and Electronic Systems. – 2005. – Vol. 41, No. 4. – P. 1255-1321.
15. Sebastian Dingler. State estimation with the Interacting Multiple Model (IMM) method.
– https://doi.org/10.48550/arXiv.2207.04875 – июль 2022 г.
16. Перов А.И., Замолодчиков В.Н., Чиликин В.М. Радиоавтоматика: учебник для вузов. – М.: Ра-
диотехника, 2014. – 320 с.
17. Understanding GPS: Principles and Applications / ed. by E.D. Kaplan. – Artech House, Inc., Norwood,
Massachusetts, 1996. – P. 86-92.
18. Шатилов А.Ю. Использование критерия срыва слежения при оценке помехоустойчивости сле-
дящих систем // Радиотехника. – 2010. – № 11. – С. 25-33.
19. Шатилов А.Ю. Исследование кратковременных нестабильностей кварцевых опорных генера-
торов для применения в НАП // Радионавигационные технологии. – 2013. – № 3. – С. 86-92.
20. Бакитько Р.В., Дворкин В.В., Карутин С.Н., Корогодин И.В., Нагин И.А., Перов А.И., Поваляев А.А.,
Фаткулин Р.Ф., Шатилов А.Ю. ГЛОНАСС. Модернизация и перспективы развития: монография /
под ред. А.И. Перова. – М.: Радиотехника, 2020. – 1072 c.
