التدخل في أنظمة الملاحة الساتلية العالمية. استمرار

لدهشتي ، تم استقبال المقال السابق بحرارة. اليوم نواصل النظر في هذه المسألة.



إجراءات مكافحة التشويش

في التنقل ، يتجاوز مستوى الضوضاء دائمًا مستوى الإشارة. لتحديد مستوى التداخل (نسبة التداخل / الإشارة ، نسبة J / S) ، ضع في اعتبارك مدى تجاوز الضوضاء لمستوى الضوضاء. فيما يلي طرق لزيادة حصانة أجهزة الاستقبال إلى جانب الحد الأقصى من التداخل الذي تكون هذه الأساليب فعالة ضده.



1. زيادة عرض نطاق الإشارة (حتى 10 ديسيبل) ؛
2- زيادة قدرة المرسل على المركبة الفضائية (حتى dB 20) ؛
3. تكامل مستقبلات الملاحة (حتى 30 ديسيبل) ؛
4. استخدام مرشحات الأجهزة الرقمية (حتى 40 ديسيبل) ؛
5. استخدام تصحيح التردد الزمني (حتى 50 ديسيبل) ؛
6. استخدام أساليب الهوائي (حتى 70 ديسيبل) ؛

تعتمد الطريقتان الأوليتان على الإشارة التي تستخدمها المركبة الفضائية ولا يمكن تغييرها من الأرض بعد الإطلاق. تعمل طرق الهوائي على تعقيد وزيادة تكلفة معدات المستهلك بشكل كبير ، مما يقلل بشكل كبير من النطاق المحتمل للمستخدمين.



لا يؤدي تكامل أجهزة استقبال الملاحة إلى زيادة مناعة الضوضاء في جهاز استقبال الملاحة بشكل ملحوظ. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي (ANNs) لا تتأثر بالتداخل الراديوي ولديها دقة قياس عالية على المدى القصير. ومع ذلك ، فإن الخطأ في تحديد معلمات التنقل يتراكم بمرور الوقت ويتطلب تصحيحًا من GNSS. يوضح الرسم البياني أعلاه حيث ، باستخدام مرشح كالمان ، يتم دمج جهاز استقبال الملاحة.

يعد استخدام تصحيح التردد الزمني (قمع التداخل في مجال التردد) طريقة فعالة ، ولكن من الصعب جدًا تنفيذه في الوقت الفعلي. وذلك لأن تنفيذ هذه الطريقة يجب أن يتم باستخدام جهاز كمبيوتر صغير بالتوازي مع تشغيل حلقات التتبع والمميزات وحل مشكلات التنقل والسرعة وحل الغموض عند العمل في وضع RTK. وبناءً على ذلك ، لكي تكون قادرًا على قمع التداخل في مجال التردد ، من الضروري أن يكون لديك احتياطي كبير من قدرة الحوسبة التي لن تشارك في غياب التداخل.

يتم تمييز فئتين بين المرشحات الرقمية:

1. المرشحات العودية (مع الاستجابة النبضية اللانهائية) ؛
2. مرشحات غير متكررة (مع استجابة دفع محدودة).

ماذا تختار؟

يعتمد سؤال الاختيار بشكل كبير على الأجهزة المتاحة. تعتبر المرشحات الرقمية الأمثل من حيث تعقيد التنفيذ وتكلفة الجهاز النهائي. في أجهزة استقبال التنقل ، يمكنك العثور على مرشحات IIR و FIR. تتميز مرشحات FIR بأنها قادرة على إنشاء مرشح باستجابة طور خطي ، ونتيجة لذلك ، تأخير مجموعة ثابت. وهذا يعني أن مكونات التردد المختلفة ستتأخر بنفس عدد دورات الساعة عند المرور عبر المرشح. ومع ذلك ، باستخدام مرشح IIR ، يمكن تحقيق نافذة درجة أضيق بكثير ونطاق انتقال أصغر بشكل عام بنفس ترتيب المرشح.

كيف يعمل؟

لكي تعمل خوارزميات قمع التداخل ، هناك حاجة إلى معلومات حول بيئة التداخل. يتم إجراء الكشف عن تداخل النطاق الضيق بشكل ملائم في مجال التردد ، في حين يجب تحليل سلوك التأخيرات الزائفة وإمكانات الطاقة والتحيز الدوبلري لوجود قفزات لاكتشاف هجمات الانتحال.



للكشف عن التداخل ، يجب استخدام وظائف النافذة فيما يتعلق بما يسمى ظاهرة انتشار الطيف. نظرًا لحقيقة أنه يمكن وضع أجهزة التشويش على مسافات مختلفة من جهاز الاستقبال ، فإن التداخل سيكون له مستويات مختلفة. بدون استخدام وظائف النافذة ، قد يتم إخفاء بعض التداخل بواسطة الفصوص الجانبية لنافذة مستطيلة ، ولا يتم الكشف عنها ولا يتم تعويضها.

بضع كلمات حول تطوري



كانت مهمتي هي تطوير كابت في الهيكل الحالي لمستقبل الملاحة بناءً على VLSI 1879VIA1Ya المصنعة من قبل "الوحدة" للمركز العلمي والتقني. إذا تحدثنا لفترة وجيزة عن هذا النظام الأساسي للأجهزة والبرامج ، فيمكننا التمييز بين:

1. 4 ADC 12-bit bit بتردد أخذ العينات 81.92 ميجاهرتز ؛
2. جوهر ARM1176 ؛
3. 2 نوى NeuroMatrix DSP مع مضاعف مصفوفة متجه قادر على موازاة العمليات بنجاح مع قيم بت منخفضة ؛
4. وحدة المعالجة المسبقة لإشارة الأجهزة (BPOS).



يمكن العثور على بقية التفاصيل على الموقع ، والآن سنولي المزيد من الاهتمام لـ BPOS. تم إعطاء دائرة الاستقبال العامة أعلاه. يحتوي على هوائي ومسار تناظري (على سبيل المثال ، GLONASS L1 ، ولكن الآن لا يهم) ، ADC ، قنوات رقمية ومعالج إشارة. تحتوي BPOS على 24 قناة رقمية ، 12 منها يمكنها الوصول إلى ثلاث كتل من مرشحات FIR. تحتوي كل كتلة على 4 مرشحات FIR من الترتيب 64 مع معاملات 8 بت. داخل وحدة واحدة ، يمكن تبديل المرشحات على التوالي أو بالتوازي لتنفيذها من واحد إلى أربعة مكثفات. تحتوي القنوات الرقمية على مذبذب محلي رقمي ، وفلتر تمرير منخفض ، وقاطع عشري (لخفض تردد أخذ العينات) ، ومُعدِّل. في معالج الإشارة (NeuroMatrix ، وليس ARM) ، خوارزميات الكشف عن التداخل ، وحساب معاملات مرشحات الأجهزة ،معالجة الارتباط وحلقات التتبع (FAP و CVD).

باستخدام مرشح من المرتبة 128 مع معاملات 16 بت ، تمكن جهاز الاستقبال من تحقيق قابلية التشغيل تحت تأثير تداخل النطاق الضيق بقوة 67 ديسيبل الموجود في الفص الرئيسي من طيف الإشارة.

سأكون سعيدًا للإجابة على الأسئلة في التعليقات ، أو إذا كان هناك عدد كبير منها ، فسأكتب الجزء الثالث من المقالة. شكرا لكم على اهتمامكم.

تحديث صغير.

نسيت تماما أن أحضر صورتين من أكثر الصور إثارة. فيما يلي طيف إشارة الملاحة في وجود تداخل النطاق الضيق قبل وبعد المرور عبر المرشح المطور:



بالإضافة إلى إخراج المرشح المطابق لهذه الأطياف:



كما ترى ، في وجود تداخل النطاق الضيق ، لا يمكن تمييز ذروة الارتباط في خرج الارتباط.
وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن المرشح له ميزة ، وهي تأخير مجموعة الإدراج يساوي نصف حجم المرشح. يتم أخذ هذه القيمة في الاعتبار في الحل اللاحق لمشكلة الملاحة ، وبالتالي يتم تعويضها بالكامل.

Source: https://habr.com/ru/post/ar389203/