Фазоманипулированные сигналы

Фазоманипулированный сигнал, излучаемый антенной НКА, представляет собой непрерывную последовательность радиоимпульсов, начальные фазы которых изменяются по закону изменения сигнала манипуляции.( см. рис.2.13)

Этот сигнал представляет собой последовательность положительных и отрицательных прямоугольных импульсов, которые при переходе с низкого на высокий уровень, или наоборот, т.е. при смене уровня, меняют фазу радиочастотного сигнала.

Таким образом, между высокочастотным сигналом и его комплексной огибающей существует однозначная связь, поэтому комплексные огибающие часто называют фазоманипулированными сигналами, представляющими собой кодовую последовательность, в которую заложена информация о параметрах НКА. Поскольку кодовая последовательность представляет собой чередование двух значений, то для её формирования использованы принятые в цифровой технике символы 0 и 1. Применительно к изменению фазы радиочастотного сигнала, поскольку фазовая  манипуляция имеет два состояния 0 и 180˚, можно принять, что при фазе равной 0 будет двоичная единица, а при фазе равной 180˚, двоичный ноль. В СНС при выборе типа модуляции принципиальное значение имеет потенциальная помехоустойчивость .

Наибольшей помехоустойчивостью обладают фазоманипулированные сигналы, в которых знак фазы каждого информационного символа определяется не относительно начальной для данного сеанса приема фазы, а относительно предыдущего символа. В этом случае, если при воздействии помехи перескок фазы произойдет на границе двух посылок, то неправильно будет принят лишь один символ; в случае перескока фазы во время (i-1)-той посылки возможен неправильный прием двух соседних символов. С точки зрения помехозащищенности такой режим работы более предпочтителен, поскольку одиночные ошибки достоверно обнаруживаются и исправляются при помощи корректирующих кодов. При приеме цифровой информации один информационный символ соответствует одному биту (разряду) информационного слова.

Такой метод модуляции называется методом относительной фазовой модуляции (ОФМ)

Навигационные сообщения

Каждый штатно функционирующий НКА передает навигационное сообщение, содержащее оперативную  и неоперативную навигационную информацию. Эта информация предназначена как для проведения текущих навигационных определений, так и для планирования будущих сеансов приема.

Оперативная информация относится к тому НКА, с борта которого эта информация передается, и содержит следующие данные:

-      координаты и параметры НКА в фиксированный момент времени (эфемериды);

-      сдвиг шкалы времени спутника относительно системной шкалы;

-      относительный сдвиг несущей частоты излучаемого сигнала от номинального значения;

-      код метки времени, необходимый для синхронизации аппаратуры потребителя.

Неоперативная информация относится к СНС в целом и содержит альманах системы:

-      данные о функциональном состоянии всех спутников (альманах состояния);

-      сдвиг шкалы времени каждого спутника относительно системной шкалы (альманах фаз);

--    параметры орбит всех спутников системы (альманах орбит);

-      поправку к шкале времени относительно UТС.

Рис.2.13    Фазоманипулированный сигнал

Навигационное сообщение передается в цифровом двоичном виде. Аналоговые параметры подвергаются предварительной оцифровке путем квантования по уровню. Каждому значению уровня ставится в соответствие определенная двоичная комбинация. Причем не обязательно последовательным значениям уровня аналогового параметра соответствуют последовательные двоичные значения. Систему соответствия между значениями параметра и двоичными комбинациями называют кодом, а кодовую последовательность, полностью описывающую параметр, называют словом.

Навигационное сообщение представляет собой непрерывный поток цифровой информации. Кратко рассмотрим структуру  навигационных сообщений СНС ГЛОНАСС и NAVSTAR.

Навигационное сообщение СНС ГЛОНАСС передается со скоростью 50 бод. Поток информации состоит из циклически повторяющихся сообщений (суперкадров) длительностью 2,5 мин. Объем сообщения – 7500 бит. В суперкадре передается полный объем неоперативной информации. Каждый суперкадр состоит из 5 кадров; каждый кадр состоит из 15 строк и включает в себя часть альманаха системы и полный объем оперативной информации для конкретного спутника. Строки, в свою очередь, разбиты на слова, каждое из которых занимает фиксированное место в строке и несет информацию о конкретном параметре. Строка содержит 100 бит информации.

Навигационное сообщение GPS NAVSTAR также передается со скоростью 50 бод и имеет аналогичную структуру информационного потока. Параметры потока следующие: длительность суперкадра 12,5 мин, объем сообщения 37500 бит. Суперкадр делится на 5 кадров по 5 строк каждый.

Коды, применяемые для кодирования информации, могут быть простыми (неизбыточными) или помехоустойчивыми (избыточными). В простых кодах для кодирования информации используются все возможные кодовые комбинации (или для передачи - все доступные разряды слова), поэтому ошибка при приеме лишь одного символа приводит к ошибке приема всего слова. Это приводит к существенному снижению помехоустойчивости системы в целом.

У помехоустойчивых кодов используются не все доступные кодовые  комбинации. Оставшиеся комбинации (при передаче - дополнительные разряды) могут быть использованы для обнаружения и исправления ошибок. На практике наиболее часто применяют двоичные равномерные корректирующие коды.

 

⇐ Предыдущая32333435363738394041Следующая ⇒

Поделиться: