ПОИСК ШИРОКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА РАДИОНАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Объектом исследования является процедура поиска сигнала радионавигационной системы наземного базирования, использующей шумоподобные дискретные сигналы с большой базой. Проведен сравнительный анализ качественных показателей поиска сигнала как наиболее трудоемкой и времязатратной процедуры при различных модуляционных форматах навигационного сигнала в наихудших для потребителя условиях и при ограниченном частотном ресурсе, выделенном системе.
Повышение спектральной эффективности сигналов, используемых радиотехническими системами (РТС) в условиях жестких требований обеспечения электромагнитной совместимости, практически реализуемо разумным выбором способа манипуляции шумоподобного сигнала (ШПС). В связи с этим особую значимость приобретают полосно-эффективные способы манипуляции ШПС, для которых достигается постоянство огибающей сигнала. Среди методов формирования ШПС наиболее распространены фазовые, амплитуднофазовые и амплитудные. Однако колебания последних двух названных методов предъявляют повышенные требования к линейности приемного и передающего трактов РТС и не позволяют достичь единичного значения пик-фактора, т. е. равенства средней и мгновенной мощностей излучаемого сигнала, что приводит к снижению эффективности утилизации энергоресурса системы. Поэтому для формирования ШПС в первую очередь должна быть рассмотрена фазовая манипуляция (ФМ) и как альтернатива ей – минимальная частотная манипуляция (МЧМ).
Проанализирована полосная эффективность ШПС с МЧМ и ФМ, получены соотношения для среднего максимального времени поиска навигационного сигнала (средней продолжительности поисковой процедуры в наихудших для потребителя навигационной информации условиях) при фиксированной вероятности правильного завершения поиска. Сопоставлены качественные показатели поисковой процедуры для МЧМ и ФМ при одинаковой полосной эффективности и одинаковой длительности элементарных символов.
По результатам анализа показано, что в условиях равноценных ограничений на занимаемый частотный диапазон и при одинаковых требованиях к достоверности поисковой процедуры поиск МЧМ ШПС эффективен и осуществим при существенно меньших временны́х затратах, чем ШПС с традиционной бинарной ФМ.

1. Радиотехнические системы / под ред. Ю. М. Казаринова. М.: Изд центр "Академия", 2008. 592 с.

2. Бондаренко В. Н., Кокорин В. И. Широкополосные радионавигационные системы с шумоподобными частотно-манипулированными сигналами. Новосибирск: Наука, 2011. 260 с.

3. Marehal A. W. Spot Radiopositioning System as a Range-Limiting Factor // Sea Technology. 2013. Vol. 26, № 3. P.16–18.

4. Nard G. Geoloc. Spread Spectrum Concept Applied in New Accurate Medium-Long Range Radiopositioning System. Nantes: Sercel, 2015. 72 p.

5. Сафонов А. В. Повышение точности местоопределения радионавигационных систем средневолнового диапазона: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Моск. акад. рынка труда и информационных технологий. М., 2004. 26 с.

6. Хазиахметова Р. Р. Широкополосная концепция в современных системах радионавигации // НТК "Наука настоящего и будущего", СПб., 22–24 марта 2018. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2018. С. 278–282.

7. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова. 4-е изд. М.: Радиотехника, 2010. 800 с.

8. Ипатов В. П. Периодические дискретные сигналы с оптимальными корреляционными свойствами. М.: Радио и связь, 1992. 152 с.

9. Хачатурян А. Б. Синтез спектрально-эффективных сигналов для навигационных интерфейсов нового поколения: автореф. дис. ... канд. техн. наук / СПбГЭТУ "ЛЭТИ". СПб., 2014. 19 с.

10. Макаров С. Б., Цикин И. А. Передача дискретных сообщений по радиоканалам с ограниченной полосой пропускания. М.: Радио и связь, 1988. 304 с.

11. Прокис Дж. Цифровая связь. М.: Радио и связь, 2000. 800 с.

12. Ипатов В. П., Хачатурян А. Б. Эффективность спектрально-компактных сигналов с учетом преднамеренных и межсистемных помех // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2015. № 4. С. 6–11.

13. URL: http://digteh.ru/UGFSvSPS/modul/MSK/ (дата обращения 21.08.2018).

14. lpatov V. P., Shebshaevich B. V. Designing Spectrurn-Compact Signals for Satellite Navigation Air lnterface / Proc. of the 5th China Satellite Navigation Conf. CSNC'2014, Nanjing, China, May 21–23 2014,. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2014. P. 112–118.

15. Ипатов В. П., Игнатьев Ф. В., Хачатурян А. Б. Модуляция с непрерывной фазой как инструмент улучшения компактности спектра сигналов спутниковой навигации // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2012. № 4. С. 28–36.

16. Поиск, обнаружение и измерение параметров сигналов в радионавигационных системах / под ред. Ю. М. Казаринова. М.: Сов. радио, 1975. 296 с.

17. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1974. 720 с

18. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами / под ред. М. Абрамовица и И. Стиган. М.: Наука, 1979. 832 с.