СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ОПОРНОГО СИГНАЛА ДЛЯ СОВМЕСТНОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ СТАНДАРТНОЙ И ВЫСОКОЙ ТОЧНОСТИ СИСТЕМЫ ГЛОНАСС
METHOD OF GENERATING A REFERENCE SIGNAL FOR COMBINED PROCESSING OF SIGNALS OF STANDARD AND HIGH ACCURACY OF GLONASS SYSTEM

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации и может быть использовано при совместном поиске и обнаружении сигналов стандартной и высокой точности системы ГЛОНАСС, а также при синтезе радиолокационных изображений в многопозиционных радиолокационных системах с синтезированной апертурой антенны, использующей сигналы навигационной системы для подсветки земной поверхности.
Основной проблемой, возникающей при использовании сигналов навигационной системы для подсветки земной поверхности, является низкий уровень отраженного сигнала и, как следствие, низкое качество радиолокационного изображения.
Известен способ формирования опорного сигнала в виде сигнала только высокой или только стандартной точности [1, 2]. При этом для получения радиолокационного изображения необходимо достаточно длительное время накопления отраженного сигнала, обеспечивающее требуемое отношение сигнал/шум. Использование данного способа формирования опорного сигнала для синтеза радиолокационного изображения не всегда позволяет получить изображение достаточного качества, так как время синтезирования ограничено интервалом нахождения участка земной поверхности в области диаграммы направленности реальной антенны.
Известен способ формирования опорного сигнала, обеспечивающий повышение качества радиолокационного изображения, заключающийся в формировании двух опорных вещественных сигналов стандартной и высокой точности, с использованием которых получаются два радиолокационных изображения, которые затем объединяются в одно с использованием методов поэлементного суммирования или умножения [3]. Использование такого способа формирования опорного сигнала приводит к увеличению вычислительных затрат более чем в два раза.
Рассмотренный способ формирования опорного сигнала в виде двух опорных вещественных сигналов является наиболее близким к изобретению для совместной обработки сигналов стандартной и высокой точности и выбран в качестве прототипа.
Достигаемый технический результат заключается в увеличении отношения сигнал/шум при совместной обработке сигнала стандартной и высокой точности системы ГЛОНАСС и уменьшении количества вычислений при синтезе радиолокационного изображения земной поверхности по сравнению способом формирования двух опорных сигналов стандартной и высокой точности.
Новизна изобретения заключается в новом подходе к способу формирования опорного сигнала в виде комплексного сигнала, вещественная компонента которого представляет собой дальномерный код высокой точности, а мнимая компонента - дальномерный код стандартной точности.
Изобретательский уровень характеризуется применением известного ранее математического аппарата цифровой обработки сигналов с учетом квадратурного уплотнения сигналов высокой и стандартной точности в системе ГЛОНАСС, для решения задачи повышения отношении сигнал/шум и уменьшения вычислительных затрат на поиск, обнаружение и синтез радиолокационного изображения в многопозиционных радиолокационных системах с синтезированной апертурой антенны, использующей сигналы навигационной системы для подсветки земной поверхности.
Промышленная применимость - данное изобретение является промышленно применимым при разработке перспективных многопозиционных радиолокационных систем с синтезированной апертурой антенны, использующей сигналы навигационной системы для подсветки земной поверхности.
Проведенная экспериментальная обработка сигнала в частотном диапазоне L1 системы ГЛОНАСС с использованием предложенного способа формирования опорного сигнала подтвердила увеличение отношения сигнал/шум на 1.5 дБ при совместном обнаружении сигналов стандартной и высокой точности. На фиг. 1 приведены экспериментальные результаты раздельной обработки сигналов стандартной и высокой точности, а также результат совместной обработки сигналов в виде графиков нормированной взаимной корреляционной функции сигнала прямого распространения навигационного космического аппарата №5 системы ГЛОНАСС и соответствующих опорных сигналов. Обработка сигнала проводилась для 1000 дискретных отсчетов сигнала в частоте дискретизации 40 МГц в среде Matlab R2009a.
Источники информации, принятые при составлении описания и формулы изобретения
1. Фатеев В.Ф., Сахно И.В. Способ получения радиолокационного изображения земной поверхности при помощи многопозиционной радиолокационной системы с синтезированной апертурой антенны. Патент №2278398. 2004 г.
2. 5. Cherniakov М., Saini R., Zuo R., Antoniou M., "Space-Surface bistatic synthetic aperture radar with global navigation satellite system transmitter of opportunity - experimental results", IET Radar, Sonar and Navigation (RSN), Vol. 1, issue 6, pp. 447-458, December, 2007.
3. Бахолдин B.C., Шалдаев A.B., Гаврилов Д.А. Алгоритмы формирования радиолокационных изображений земной поверхности при использовании сигналов ГЛОНАССС. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2012. Т. 55. №9. С. 24-29.