Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЦИФРОВОЙ ПРИЕМНИК СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ
ЦИФРОВОЙ ПРИЕМНИК СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ

ЦИФРОВОЙ ПРИЕМНИК СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: радионавигация, а именно для определения местоположения объектов. Сущность изобретения: цифровой приемник спутниковой навигации содержит антенну, предварительный фильтр, усилитель, полосовой фильтр, смеситель, предварительный усилитель промежуточной частоты, два канала преобразования частоты, включающих полосовые фильтры, усилители промежуточной частоты, смесители, фильтры нижних частот, широкополосные усилители и аналого-цифровые преобразователи. Кроме того, устройство содержит управляемые генераторы, делители частот, частотно-фазовые дискриминаторы, интеграторы, компаратор каналов обработки радиосигнала, каждый из которых содержит комплексный перемножитель, два сумматора, два перемножителя и три интегратора, цифровой синтезатор частоты, синусно-косинусный преобразователь, генератор псевдослучайной последовательности, формирователь интервала накопления, мультиплексоры, перемножители, вычитатели и интеграторы, а также преобразователь последовательного кода в параллельный, процессор и интерфейс обмена. Данный приемник обеспечивает работу с двумя системами ИСЗ: ГЛОМАСС (Россия) и GРS (США) с высокой точностью. 5 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2090902
Класс(ы) патента: G01S5/14
Номер заявки: 95121951/09
Дата подачи заявки: 28.12.1995
Дата публикации: 20.09.1997
Заявитель(и): Товарищество с ограниченной ответственностью - Научно- производственное предприятие "Руском"
Автор(ы): Бакитько Р.В.; Польщиков В.П.
Патентообладатель(и): Товарищество с ограниченной ответственностью - Научно- производственное предприятие "Руском"
Описание изобретения: Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для определения местоположения объектов.
Известен цифровой приемник спутниковой навигации, который содержит антенну, подключенную к входу малошумящего усилителя, выход которого через последовательно соединенные усилитель, полосовой фильтр и смеситель, гетеродинный вход которого соединен со схемой формирования гетеродинного сигнала, соединен с входом аналого-цифрового преобразователя. Кроме того, приемник содержит N каналов обработки радиосигналов, каждый из которых включает комплексный перемножитель, два интегратора со сбросом, цифровой синтезатор несущей частоты, цифровой синтезатор тактовой частоты, выход которого соединен с тактовым входом генератора псевдослучайной последовательности, вход шины данных которого является входом кода литеры от ИСЗ GPS, интерфейс обмена и процессор [1]
Однако в известном цифровом приемнике спутниковой навигации использовано одно преобразование частоты в линейном тракте приемника, что ухудшает избирательность по зеркальному каналу, а это приводит к ухудшению чувствительности приемника. Использование в канале обработки радиосигнала быстрого преобразования Фурье приводит к усложнению функционально-структурной схемы приемника.
Известен цифровой приемник спутниковой навигации, который содержит антенну, подключенную через предварительный фильтр к входу малошумящего усилителя, усилитель, первый полосовой фильтр, первый смеситель, гетеродинный вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, выход которого соединен через первый делитель частоты с первым входом первого частотно-фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом опорного кварцевого генератора, выход первого частотно-фазового детектора через первый интегратор соединен с входом первого управляемого генератора, предварительный усилитель промежуточной частоты, первый канал второго преобразования частоты, состоящий из последовательно соединенных второго полосового фильтра, первого усилителя промежуточной частоты, второго смесителя, первого фильтра низкой частоты, первого широкополосного усилителя и первого однобитового аналого-цифрового преобразователя.
Приемник содержит также компаратор, делитель частоты на четыре, N каналов обработки радиосигналов, каждый из которых включает комплексный перемножитель, первый и второй сумматоры, первый и второй перемножители, первый, второй и третий интеграторы со сбросом, цифровой синтезатор тактовой частоты, выход которого соединен с тактовым входом первого генератора псевдослучайной последовательности, вход шины данных которого является входом кода литеры от ИСЗ GPS, формирователь псевдослучайных последовательностей, интерфейс обмена и процессор [2]
Цифровой приемник спутниковой навигации по патенту N 0493784, по общности решаемых задач и функционально-структурному выполнению наиболее близок к предлагаемому изобретению и выбран в качестве прототипа.
Недостатком известного цифрового приемника спутниковой навигации является отсутствие возможности работать с сигналами системы ГЛОНАСС как по несущей частоте, так и по кодовой последовательности, а так же недостаточная надежность местоопределения объектов в условиях ограниченной радиовидимости.
Задачей настоящего изобретения является создание цифрового приемника спутниковой навигации, работающего с двумя системами ИСЗ: ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) в совместном режиме или по выбору потребителя, что повышает надежность местоопределения объектов в условиях ограниченной радиовидимости и высокую точность определения их координат.
Для решения указанной задачи в известный цифровой приемник спутниковой навигации, который содержит антенну, подключенную через предварительный фильтр к входу малошумящего усилителя, усилитель, первый полосовой фильтр, первый смеситель, гетеродинный вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, выход которого соединен через первый делитель частоты с первым входом первого частотно-фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом опорного кварцевого генератора, выход первого частотно-фазового детектора через первый интегратор соединен с входом первого управляемого генератора, предварительный усилитель промежуточной частоты, первый канал второго преобразования частоты, включающий последовательно соединенные второй полосовой фильтр, первый усилитель промежуточной частоты, второй смеситель, первый фильтр низкой частоты, первый широкополосный усилитель и первый однобитовый аналого-цифровой преобразователь, компаратор, делитель частоты на четыре, N каналов обработки радиосигналов, каждый из которых содержит комплексный перемножитель, первый и второй сумматоры, первый и второй перемножители, первый, второй и третий интеграторы со сбросом, цифровой синтезатор тактовой частоты, выход которого соединен с тактовым входом первого генератора псевдослучайной последовательности, вход шины данных которого является входом кода литеры от ИСЗ GPS, формирователь псевдослучайных последовательностей, интерфейс обмена и процессор, введены второй канал второго преобразования частоты, включающий последовательно соединенные третий полосовой фильтр, второй усилитель промежуточной частоты, третий смеситель, второй фильтр низкой частоты, второй широкополосный усилитель и второй однобитовый аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные второй делитель частоты, второй частотно-фазовый детектор, второй интегратор, второй управляемый генератор и умножитель частоты, третий делитель частоты, преобразователь последовательного кода в параллельный. Преобразователь последовательного кода в параллельный состоит из первого и второго сдвига, выходы которых соединены соответственно с D входами первого и второго параллельных регистров.
Кроме того, в каждый из N каналов обработки радиосигналов введены цифровой синтезатор несущей частоты, функциональный преобразователь, второй генератор псевдослучайной последовательности с постоянной фазой псевдослучайной последовательности сигналов ИСЗ ГЛОНАСС, формирователь интервала накопления, первый мультиплексор, третий, четвертый, пятый и шестой перемножители, первый и второй вычитатели, четвертый интегратор со сбросом, второй и третий мультиплексеры.
Комплексный перемножитель выполнен на восьми перемножителях, при этом первые входы первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого, седьмого и восьмого перемножителей попарно объединены.
В цифровом приемнике спутниковой навигации выход малошумящего усилителя через последовательно соединенные усилитель, первый полосовой фильтр и первый смеситель соединен с входом предварительного усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с входами второго и третьего полосовых фильтров соответственно первого и второго каналов второго преобразования частоты, гетеродинные входы второго и третьего смесителей которого соединены с выходом умножителя частоты, выход второго управляемого генератора соединен через третий делитель частоты с вторым входом второго частотно-фазового детектора, выход опорного кварцевого генератора соединен с входом второго делителя частоты, выход второго управляемого генератора соединен с входом компаратора, выход которого соединен с C входами первого и второго регистров сдвига, D входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго однобитовых аналого-цифровых преобразователей первого и второго каналов второго преобразования частоты, выход компаратора через делитель частоты на четыре соединен с C входами первого и второго параллельных регистров преобразователя последовательного кода в параллельный, а также с тактовыми входами цифрового синтезатора несущей частоты, цифрового синтезатора тактовой частоты и формирователя псевдослучайных последовательностей каждого из N каналов обработки радиосигналов.
Выходы первого и второго параллельных регистров преобразователя последовательного кода в параллельный соединены соответственно с входами портов A и B первого мультиплексера каждого из N каналов обработки радиосигналов. В каждом канале обработки радиосигналов выходы первого мультиплексера соединены с соответствующими входами комплексного перемножителя, вторые входы нечетных перемножителей соединены с первым, вторым, третьим и четвертым синусными выходами функционального преобразователя, а вторые входы четных перемножителей соединены с первым, вторым, третьим и четвертым косинусными выходами функционального преобразователя, первые и вторые входы которого соединены с соответствующими выходами цифрового синтезатора несущей частоты.
Выходы нечетных перемножителей комплексного перемножителя соединены с соответствующими входами первого сумматора, а выходы четных перемножителей соединены с соответствующими входами второго сумматора. Выходы первого сумматора соединены с первыми входами первого, третьего и четвертого перемножителей, выходы второго сумматора соединены с первыми входами второго, пятого и шестого перемножителей.
Выход цифрового синтезатора тактовой частоты соединен с тактовым входом второго генератора псевдослучайной последовательности, функциональный выход и выход синхронизации первого генератора псевдослучайной последовательности соединены соответственно с входами портов A1 и A2 второго мультиплексера, функциональный выход и выход синхронизации второго генератора псевдослучайной последовательности соединены соответственно с входами портов B1 и B2 второго мультиплексера, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя псевдослучайных последовательностей.
Выход псевдослучайной последовательности ПСПО формирователя соединен с вторыми входами первого и второго перемножителей, выход псевдослучайной последовательности ПСП+ соединен с вторыми входами третьего и пятого перемножителей, выход псевдослучайной последовательности ПСП- соединен с вторыми входами четвертого и шестого перемножителей. Выходы первого и второго перемножителей соединены соответственно с первыми входами первого и второго интеграторов со сбросом, выходы третьего и четвертого перемножителей соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого вычитателя, выходы пятого и шестого перемножителей соединены соответственно с первыми и вторыми входами второго вычитателя, выходы первого и второго вычитателей соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого интеграторов со сбросом, вторые входы интеграторов со сбросом объединены и соединены с выходом формирователя интервала накопления, вход которого соединен с вторым выходом второго мультиплексера. Выходы первого, второго, третьего и четвертого интеграторов со сбросом соединены соответственно с портами A, B, C и D третьего мультиплексера, выходная шина данных которого подключена к входу выходу шины данных сигнального процессора.
Входы выходы шины данных интерфейса обмена соединены с входами - выходами шины данных сигнального процессора, с входами кода частоты цифрового синтезатора несущей частоты и цифрового синтезатора тактовой частоты и с входами кода интервала накопления формирователя интервала накопления. Выходы шины адреса сигнального процессора соединены с адресными входами интерфейса обмена, выходная шина адреса которого соединена с S входами третьего мультиплексера.
Выходы сигналов управления сигнального процессора соединены с управляющими входами интерфейса обмена, первый и второй управляющие выходы интерфейса обмена соединены соответственно с входами управления цифрового синтезатора несущей частоты и цифрового синтезатора тактовой частоты, третий управляющий выход интерфейса обмена соединен с S входами первого и второго мультиплексеров, четвертый управляющий выход интерфейса обмена соединен с входом управления формирователя интервала накопления.
Изобретение поясняется примером его выполнения и чертежами, на которых:
фиг.1 и 2 изображает функционально-структурную схему цифрового приемника спутниковой навигации;
фиг.3 структурную схему функционального преобразователя;
фиг. 4 структурную схему формирователя псевдослучайных последовательностей;
фиг.5 структурную схему формирователя интервала накопления.
Цифровой приемник спутниковой навигации содержит антенну 1, предварительный фильтр 2, малошумящий усилитель 3, усилитель 4, первый полосовой фильтр 5, первый смеситель 6, первый управляемый генератор 7, первый делитель 8 частоты, первый частотно-фазовый детектор 9, опорный кварцевый генератор 10, первый интегратор 11, предварительный усилитель 12 промежуточной частоты, первый канал 13 второго преобразования частоты, включающий последовательно соединенные второй полосовой фильтр 14, первый усилитель 15 промежуточной частоты, второй смеситель 16, первый фильтр 17 низкой частоты, первый широкополосный усилитель 18 и первый однобитовый аналого-цифровой преобразователь 19, компаратор 20, делитель 21 частоты на четыре, N каналов 22 обработки радиосигналов, каждый из которых содержит комплексный перемножитель 23, первый и второй сумматоры 24 и 25, первый и второй перемножители 26 и 27, первый, второй и третий интеграторы со сбросом 28 30.
Приемник содержит также цифровой синтезатор 31 тактовой частоты, первый генератор 32 псевдослучайной последовательности, формирователь 33 псевдослучайных последовательностей, интерфейс 34 обмена, процессор 35, второй канал 36 второго преобразования частоты, включающий последовательно соединенные третий полосовой фильтр 37, второй усилитель 38 промежуточной частоты, третий смеситель 39, второй фильтр 40 низкой частоты, второй широкополосный усилитель 41 и второй однобитовый аналого-цифровой преобразователь 42, второй делитель 43 частоты, второй частотно-фазовый детектор 44, второй интегратор 45, второй управляемый генератор 46, умножитель 47 частоты, третий делитель 48 частоты, преобразователь 49 последовательного кода в параллельный, включающий первый и второй регистры 50 и 51 сдвига и первый и второй параллельные регистры 52 и 53.
Каждый из N каналов 22 обработки радиосигналов приемника содержит цифровой синтезатор 54 несущей частоты, функциональный преобразователь 55, второй генератор 56 псевдослучайной последовательности, формирователь 57 интервала накопления, первый мультиплексер 58, третий, четвертый, пятый и шестой перемножители 59 62, первый и второй вычитатели 63 и 64, четвертый интегратор 65 со сбросом, второй и третий мультиплексеры 66 и 67.
Комплексный перемножитель 23 приемника содержит восемь перемножителей 68 75.
Функциональный преобразователь 55 приемника (фиг. 3) содержит четыре преобразователя 76 79, выполненных в виде таблиц синуса и косинуса и три сумматора 80 82.
Формирователь 33 псевдослучайных последовательностей приемника (фиг.4) содержит три D-триггера 83 85.
Формирователь 57 интервала накопления приемника (фиг.5) представляет собой реверсивный двоичный счетчик 86 с параллельной загрузкой.
В цифровом приемнике спутниковой навигации (фиг.1 и 2) антенна 1 через предварительный фильтр 2 подключена к входу малошумящего усилителя 3, выход которого через последовательно соединенные усилитель 4, первый полосовой фильтр 5, первый смеситель 6 и предварительный усилитель 12 промежуточной частоты соединен с входами второго и третьего полосовых фильтров 14 и 37 соответственно первого и второго каналов 13 и 36 второго преобразования частоты.
Гетеродинный вход первого смесителя 6 соединен с выходом первого управляемого генератора 7, выход которого соединен через первый делитель 8 частоты с первым входом первого частотно-фазового детектора 9, второй вход которого соединен с выходом опорного кварцевого генератора 10, выход первого частотно-фазового детектора 9 через первый интегратор 11 соединен с входом первого управляемого генератора 7.
Выход опорного кварцевого генератора 10 через последовательно соединенные второй делитель 43 частоты, второй частотно-фазовый детектор 44, второй интегратор 45 и второй управляемый генератор 46 соединен с входом умножителя 47 частоты, выход которого соединен с гетеродинными входами второго и третьего смесителей 16 и 39 соответственно первого и второго каналов 13 и 36 второго преобразования частоты.
Выход второго управляемого генератора 46 соединен через третий делитель 48 частоты с вторым входом второго частотно-фазового детектора 44 и с входом компаратора 20, выход которого соединен с C входами первого и второго регистров 50 и 51 сдвига преобразователя 49 последовательного кода в параллельный, D входы регистров 50 и 51 соединены соответственно с выходами первого и второго однобитовых аналого-цифровых преобразователей 19 и 42 первого и второго каналов 13 и 36 второго преобразования частоты.
Выход компаратора 20 через делитель 21 частоты на четыре соединен с C входами первого и второго параллельных регистров 52 и 53, D входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго регистров 50 и 51 сдвига преобразователя 49 последовательного кода в параллельный, а также с тактовыми входами цифрового синтезатора 54 несущей частоты, цифрового синтезатора 31 тактовой частоты и формирователя 33 псевдослучайных последовательностей каждого из N каналов 22 обработки радиосигналов.
Выходы первого и второго параллельных регистров 52 и 53 преобразователя 49 последовательного кода в параллельный соединены соответственно с входами портов A и B первого мультиплексера 58 каждого из N каналов 22 обработки радиосигналов, в каждом из которых выходы первого мультиплексера 58 соединены с соответствующими входами комплексного перемножителя 23, при этом первый выход мультиплексера 58 соединен с первыми входами первого и второго перемножителей 68 и 69, второй выход мультиплексера 58 соединен с первыми входами третьего и четвертого перемножителей 70 и 71, третий выход мультиплексера 58 соединен с первыми входами пятого и шестого перемножителей 72 и 73, а четвертый выход мультиплексера 58 соединен с первыми входами седьмого и восьмого перемножителей 74 и 75. Вторые входы первого, третьего, пятого и седьмого (нечетных) перемножителей 68, 70, 72 и 74 соединены с первым, вторым, третьим и четвертым синусными выходами функционального преобразователя 55, а вторые входы второго, четвертого, шестого и восьмого (четных) перемножителей 69, 71, 73 и 75 соединены с первым, вторым, третьим и четвертым косинусными выходами функционального преобразователя 55, первые и вторые входы которого соединены с первыми и вторыми выходами цифрового синтезатора 54 несущей частоты.
Выходы нечетных перемножителей 68, 70, 72 и 74 комплексного перемножителя 23 соединены с соответствующими входами первого сумматора 24, а выходы четных перемножителей 69, 71, 73 и 75 соединены с соответствующими входами второго сумматора 25. Выходы первого сумматора 24 соединены с первыми входами первого, третьего и четвертого перемножителей 26, 59 и 60, выходы второго сумматора 25 соединены с первыми входами второго, пятого и шестого перемножителей 27, 61 и 62.
Выход цифрового синтезатора 31 тактовой частоты соединен с тактовыми входами первого генератора 32 псевдослучайной последовательности (ПСП), вход шины данных которого является входом кода литеры от ИСЗ GPS, и второго генератора 56 псевдослучайной последовательности с постоянной фазой ПСП сигналов ИСЗ ГЛОНАСС. Функциональный выход и выход синхронизации первого генератора ПСП 32 и функциональный выход и выход синхронизации второго генератора ПСП 56 соединены соответственно с входами портов A1, A2 и B1, B2 второго мультиплексера 66, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя 33 псевдослучайных последовательностей, выход псевдослучайной последовательности ПСПО которого соединен с вторыми входами первого и второго перемножителей 26 и 27, выход псевдослучайной последовательности ПСП+ соединен с вторыми входами третьего и пятого перемножителей 59 и 61, выход псевдослучайной последовательности ПСП- соединен с вторыми входами четвертого и шестого перемножителей 60 и 62.
Выходы первого и второго перемножителей 26 и 27 соединены соответственно с первыми входами первого и второго интеграторов 28 и 30 со сбросом, выходы третьего и четвертого перемножителей 59 и 60 соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого вычитателя 63, выходы пятого и шестого перемножителей 61 и 62 соединены соответственно с первыми и вторыми входами второго вычитателя 64. Выходы первого и второго вычитателей 63 и 64 соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого интеграторов 29 и 65 со сбросом. Вторые входы интеграторов 28, 29, 30 и 65 со сбросом объединены и соединены с выходом формирователя 57 интервала накопления, вход которого соединен с вторым выходом второго мультиплексера 66.
Выходы первого, второго, третьего и четвертого интеграторов 28, 29, 30 и 65 со сбросом соединены соответственно с портами A, B, C и D третьего мультиплексера 67, выходная шина данных которого подключена к входу выходу шины данных сигнального процессора 35.
Входы выходы шины данных интерфейса 34 обмена соединены с входами - выходами шины данных сигнального процессора 35, с входами кода частоты цифрового синтезатора 54 несущей частоты и цифрового синтезатора 31 тактовой частоты и с входами кода интервала накопления формирователя 57 интервала накопления. Выходы шины адреса сигнального процессора 35 соединены с адресными входами интерфейса 34 обмена, выходная шина адреса которого соединена с S входами третьего мультиплексера 67.
Выходы сигналов управления сигнального процессора 35 соединены с управляющими входами интерфейса 34 обмена, первый и второй управляющие выходы интерфейса обмена соединены соответственно с входами управления цифрового синтезатора 54 несущей частоты и цифрового синтезатора 31 тактовой частоты, третий управляющий выход интерфейса 34 обмена соединен с S входами первого и второго мультиплексоров 58, 66, четвертый управляющий выход интерфейса 34 обмена соединен с входом управления формирователя 57 интервала накопления.
В функциональном преобразователе 55 (фиг.3) на входы A первого, второго и третьего сумматоров 80, 81 и 82, а также на входы преобразователя 76 (в таблицы синуса и косинуса) поступает код фазы с выхода регистра кода фазы цифрового синтезатора 54 частоты Fн; на входы B первого и третьего сумматоров 80 и 82 поступает код частоты, сдвинутый на 2 разряда в сторону младшего разряда с выхода регистра кода частоты цифрового синтезатора 54 частоты Fн; на вход B второго сумматора 81 и на вход C третьего сумматора 82 поступает код частоты, сдвинутый на 1 разряд в сторону младшего разряда с выхода регистра кода частоты цифрового синтезатора 54 частоты Fн; выходы сумматоров 80, 81 и 82 соединены соответственно с входами преобразователей 77, 78 и 79.
На выходах преобразователя 77 значения 2 sin Fн и 2 cos Fн сдвинуты на фазу относительно значений 1 sin Fн и 1 cos Fн на выходах преобразователя 76 и определяются следующим образом:

где Fс значение синтезируемой частоты, поступаемое в цифровой синтезатор 54 по шине данных.
На выходах преобразователя 78 значения 3 sin Fн и 3 cos Fн определяются следующим образом:

На выходах преобразователя 79 значения 4 sin Fн и 4 cos Fн определяются следующим образом:

Таким образом каждый выход функционального преобразователя 55 соответствует по фазе одному из 4-х разрядов выходного сигнала, сформированного в преобразователе 49 последовательного кода в параллельный, что позволит обеспечить параллельную обработку входных отсчетов на частоте в четыре раза ниже частоты дискретизации Fт.
В формирователе 33 псевдослучайных последовательностей (ПСП) (фиг.4), построенного на трех D-триггерах 83, 84 и 85, на тактовые входы C каждого из триггеров подается частота Fт/4. На информационный вход D D-триггера 83 поступает сигнал ПСП с выхода второго мультиплексера 66. Выход D-триггера 83 является выходом сигнала ПСП+ и соединен с информационным вход D D-триггера 84; выход D-триггера 84 является выходом сигнала ПСПО и соединен с информационным входом D D-триггера 85; выход D-триггера 85 является выходом сигнала ПСП-.
Формирователь 57 интервала накопления (фиг.5) представляет собой реверсивный двоичный счетчик 86 с параллельной загрузкой. Код периода накопления (Tнак) загружается в счетчик 86 с шины данных сигнального процессора 35 и определяет режим работы цифрового приемника спутниковой навигации. На тактовый вход C счетчика 86 поступает сигнал 1 мс с выхода второго мультиплексера 66, а на вход управления V поступает управляющий сигнал W4 с четвертого выхода интерфейса 34 обмена. На выходе формирователя 57 Tнак=1 мс·KTнак.
Цифровой приемник спутниковой навигации работает следующим образом.
Сигналы обеих навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) принимаются одной широкополосной антенной 1, фильтруются в предварительном фильтре 2 и усиливаются в МШУ 3 и усилителе 4. Полосовой фильтр 5 обеспечивает избирательность по зеркальному каналу. Далее в первом смесителе 6 сигналы переносятся на первую промежуточную частоту, при этом на гетеродинный вход смесителя 6 поступает сигнал с управляемого генератора 7, охваченного первой петлей фазовой автоподстройки частоты, образованной делителем 8 частоты, частотно-фазовым детектором 9 и интегратором 11. В качестве опорной частоты используется сигнал с высокостабильного опорного кварцевого генератора 10.
После усиления в предварительном усилителе 12 промежуточной частоты сигналы обеих систем поступают в каналы 13, 36 второго преобразования частоты, где фильтруются каждый в своем фильтре 14 или 37 на поверхностных акустических волнах. Дальнейшая обработка каждого сигнала сводится к усилению в усилителях 14 или 38 промежуточной частоты, гетеродинированию на вторую промежуточную частоту в смесителях 15 или 39, фильтрации в фильтрах низких частот 16 или 40, усилению в широкополосных усилителях 17 или 41 и квантованию в однобитовых АЦП 18 или 42.
Частота гетеродинирования для второго и третьего смесителей 15 и 39 формируется умножением в умножителе 47 частоты сигнала с выхода второго управляемого генератора 46, охваченного второй петлей фазовой автоподстройки частоты, образованного делителем 48 частоты, частотно-фазовым детектором 44 и интегратором 45. В качестве опорной частоты во второй петле ФАПЧ используется сигнал с высокостабильного опорного кварцевого генератора 10 после его деления в делителе 43 частоты.
Спектры сигналов на выходах обоих каналов 13 и 36 второго преобразования частоты расположены в положительной области частот. Таким образом последующая цифровая обработка происходит с действительным сигналом.
Выходной сигнал с управляемого генератора 46 преобразуется в компараторе 20 из синусоидального сигнала в сигнал с уровнями ТТЛ.
Однобитовые выборки с каналов 13 и 36 обработки сигналов GPS и ГЛОНАСС поступают на D входы регистров 50 и 51 сдвига преобразователя 49 последовательного кода в параллельный (ППКП). С выходов ППКП 49 снимаются 4-х разрядные числа с частотой следования в 4 раза ниже частоты дискретизации, благодаря чему понижается частота, на которой производится дальнейшая цифровая обработка радиосигнала. Сигналы с выходов ППКП 49 подаются на входы первого мультиплексера 58 всех N каналов 22 обработки радиосигналов.
Управление работой мультиплексера 58 в каждом канале осуществляется программно через интерфейс 34 обмена от сигнального процессора 35. Четырехразрядные числа с выхода мультиплексера 58 поступают на входы перемножителей 68 75 комплексного перемножителя 23, на вторые входы которых поступают сигналы с синусных и косинусных выходов функционального преобразователя 55.
В результате перемножения и суммирования в сумматорах 24 и 25 спектр выходного сигнала переносится в область нулевой частоты. Следующим этапом корреляционной обработки является свертка комплексного сигнала с опорной псевдослучайной последовательностью, причем кроме основного преобразования в перемножителях 26 и 27, на которые поступает последовательность ПСПО, происходит преобразование в перемножителях 59, 60 и вычитателе 63 и в перемножителях 61, 62 и вычитателе 64, благодаря чему формируется дискрименационная характеристика по задержке. На перемножители 59 и 61 поступает последовательность ПСП+, а на перемножители 60 и 62 поступает последовательность ПСП-. Последовательности ПСП- и ПСП+ соответственно отстают и опережают основную последовательность ПСПО на один такт частоты Fт/4. Введение такой схемы позволяет улучшить точность слежения по задержке и сократить время на τ качание.
После свертки с ПСП отсчеты комплексного сигнала интегрируются в интеграторах 28 30 и 65 со сбросом. Интервал накопления (Tнак) задается формирователем 57.
Опорные псевдослучайные последовательности формируются в генераторах ПСП GPS и ГЛОНАСС, на которые поступает тактовая частота Fт с цифрового синтезатора 31.
Управление работой цифровых синтезаторов 31 и 54 Fт и Fн, выбор литеры GPS и формирование интервала накопления производится заданием соответствующего кода по шине данных от сигнального процессора 35. Обмен между процессором 35 и каждым из N каналов 22 осуществляется через интерфейс 34 обмена, который дешифрирует команды обращения сигнального процессора 35 к каждому устройству канала.
Результаты обработки радиосигнала через третий мультиплексер 67 поступают по шине данных в сигнальный процессор 35 для вычислений и отображения на экране дисплея.
Обеспечение возможности работы цифрового приемника спутниковой навигации с двумя системами ИСЗ: ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) по выбору потребителя, имеющего повышенную надежность местоопределения объектов в условиях ограниченной радиовидимости и высокую точность определения их координат, а так же конструктивно-технологическая проработка приемника обеспечивают практическую применимость данного изобретения.
Формула изобретения: Цифровой приемник спутниковой навигации, содержащий антенну, подключенную через предварительный фильтр к входу малошумящего усилителя, усилитель, первый полосовой фильтр, первый смеситель, гетеродинный вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, выход которого соединен через первый делитель частоты с первым входом первого частотно-базового детектора, второй вход которого соединен с выходом опорного кварцевого генератора, выход первого частотно-базового детектора через первый интегратор соединен с входом первого управляемого генератора, предварительный усилитель промежуточной частоты, первый канал второго преобразования частоты, включающий последовательно соединенные второй полосовой фильтр, первый усилитель промежуточной частоты, второй смеситель, первый фильтр низкой частоты, первый широкополосный усилитель и первый однобитовый аналого-цифровой преобразователь, компаратор, делитель частоты на четыре, N каналов обработки радиосигналов, каждый из которых включает комплексный перемножитель, первый и второй сумматоры, первый и второй перемножители, первый, второй и третий интеграторы со сбросом, цифровой синтезатор тактовой частоты, выход которого соединен с тактовым входом первого генератора псевдослучайной последовательности, вход шины данных которого является входом кода литеры от ИСЗ GPS, формирователь псевдослучайных последовательностей, интерфейс обмена и сигнальный процессор, отличающийся тем, что в него введены второй канал второго преобразования частоты, включающий последовательно соединенные третий полосовой фильтр, второй усилитель промежуточной частоты, третий смеситель, второй фильтр низкой частоты, второй широкополосный усилитель и второй однобитовый аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные второй делитель частоты, второй частотно-фазовый детектор, второй интегратор, второй управляемый генератор и умножитель частоты, третий делитель частоты, преобразователь последовательного кода в параллельный, включающий первый и второй регистры сдвига, выходы которых соединены соответственно с D-входами первого и второго параллельных регистров, в каждый из N каналов обработки радиосигналов введены цифровой синтезатор несущей частоты, синусно-косинусный преобразователь, второй генератор псевдослучайной последовательности с постоянной фазой псевдослучайной последовательности сигналов ИСЗ ГЛОНАСС, формирователь интервала накопления, первый мультиплексор, третий, четвертый, пятый и шестой перемножители, первый и второй вычитатели, четвертый интегратор со сбросом, второй и третий мультиплексоры, причем выход малошумящего усилителя через последовательно соединенные усилитель, первый полосовой фильтр и первый смеситель соединен с входом предварительного усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с входами второго и третьего полосовых фильтров соответственно первого и второго каналов второго преобразования частоты, гетеродинные входы второго и третьего смесителей которого соединены с выходом умножителя частоты, выход второго управляемого генератора соединен через третий делитель частоты с вторым входом второго частотно-фазового детектора, выход опорного кварцевого генератора соединен с входом второго делителя частоты, выход второго управляемого генератора соединен с входом компаратора, выход которого соединен с С-входами первого и второго регистров сдвига, D-входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго однобитовых аналого-цифровых преобразователей первого и второго каналов второго преобразования частоты, выход компаратора через делитель частоты на четыре соединен с С-входами первого и второго параллельных регистров преобразователя последовательного кода в параллельный, а также с тактовыми входами цифрового синтезатора несущей частоты, цифрового синтезатора тактовой частоты и формирователя псевдослучайных последовательностей каждого из N каналов обработки радиосигналов, выходы первого и второго параллельных регистров преобразователя последовательного кода в параллельный соединены соответственно с информационными входами первого мультиплексора каждого из N каналов обработки радиосигналов, в каждом канале обработки радиосигналов выходы первого мультиплексора соединены с соответствующими входами комплексного перемножителя, состоящего из восьми перемножителей, при этом первые входы первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого, седьмого и восьмого перемножителей попарно объединены, вторые входы нечетных перемножителей соединены с первым, вторым, третьим и четвертым синусными выходами синусно-косинусного преобразователя, а вторые входы четных перемножителей соединены с первым, вторым, третьим и четвертым косинусными выходами синусно-косинусного преобразователя, первые и вторые входы которого соединены с соответствующими выходами цифрового синтезатора несущей частоты, выходы нечетных перемножителей комплексного перемножителя соединены с соответствующими входами первого сумматора, выходы четных перемножителей комплексного перемножителя соединены с соответствующими входами второго сумматора, выходы первого сумматора соединены с первыми входами первого, третьего и четвертого перемножителей, выходы второго сумматора соединены с первыми входами второго, пятого и шестого перемножителей, выход цифрового синтезатора тактовой частоты соединен с тактовым входом второго генератора псевдослучайной последовательности, функциональный выход и выход синхронизации первого генератора псевдослучайной последовательности соединены соответственно с информационными входами второго мультиплексора, функциональный выход и выход синхронизации второго генератора псевдослучайной последовательности соединены соответственно с информационными входами второго мультиплексора, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя псевдослучайных последовательностей, выход псевдослучайной последовательности которого соединен с вторыми входами первого и второго перемножителей, выход псевдослучайной последовательности ПСП+ формирователя соединен с вторыми входами третьего и пятого перемножителей, выход псевдослучайной последовательности ПСП- формирователя соединен с вторыми входами четвертого и шестого перемножителей, выходы первого и второго перемножителей соединены соответственно с первыми входами первого и второго интеграторов со сбросом, выходы третьего и четвертого перемножителей соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого вычитателя, выходы пятого и шестого перемножителей соединены соответственно с первыми и вторыми входами второго вычитателя, выходы первого и второго вычитателей соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого интеграторов со сбросом, вторые входы интеграторов со сбросом объединены и соединены с выходом формирователя интервала накопления, вход которого соединен с вторым выходом второго мультиплексора, выходы первого, второго, третьего и четвертого интеграторов со сбросом соединены соответственно с информационными входами третьего мультиплексора, выходы которого соединены с входами-выходами шины данных сигнального процессора, входы-выходы шины данных интерфейса обмена соединены с входами-выходами шины данных сигнального процессора, с входами кода частоты цифрового синтезатора несущей частоты и цифрового синтезатора тактовой частоты и с входами кода интервала накопления формирователя интервала накопления, выходы шины адреса сигнального процессора соединены с адресными входами интерфейса обмена, выходная шина адреса которого соединена с S-входами третьего мультиплексора, выходы сигналов управления сигнального процессора соединены с управляющими входами интерфейса обмена, первый и второй управляющие выходы интерфейса обмена соединены соответственно с входами управления цифрового синтезатора несущей частоты и цифрового синтезатора тактовой частоты, третий управляющий выход интерфейса обмена соединен с S-входами первого и второго мультиплексоров, четвертый управляющий выход интерфейса обмена соединен с входом управления формирователя интервала накопления.