УСТРОЙСТВО МОНИТОРИНГА КАЧЕСТВА СИГНАЛОВ И РАДИОКАНАЛОВ В СИСТЕМЕ РАДИОНАВИГАЦИИ

Устройство относится к спутниковой радионавигации и может быть использовано для построения различных радионавигационных систем с высоким качеством определения местоположения и параметров орбит летательных аппаратов (ЛА).
Известно радионавигационное устройство (См. «Основы радионавигации, О.В. Белавин, М., Сов. Радио, 1977г., стр. 98, рис. 6.1), содержащее антенну и приемник.
Недостатком известного устройства является относительно низкая целостность навигационной информации, т.е. - достоверность навигационной информации по каждому отсчету в данный момент времени и по каждому из используемых искусственных спутников земли (ИСЗ), которая снижается из-за сбоев и неисправностей в приемнике, на спутниках, а также из-за искажения радиосигналов спутников в эфире.
Наиболее близким к заявленному устройству является радионавигационное устройство (См. «Спутниковые радионавигационные системьо) под редакцией B.C. Шебшаевича, изд. 2,1993г.), содержащее антенну, приемник наземного базирования и выход поправок к навигационной информации для ЛА и других потребителей.
Данное известное устройство также имеет относительно низкую целостность навигационной информации, хотя и отличается в лучшую сторону от аналога за счет наземного базировавши и наличия выхода поправок.
Целью заявленного устройства является устранение указанных выше недостатков, т.е. - повышение качества навигационной информащш путем обеспечения функционального контроля навигационных радиоканалов и выработки соответствующих поправок с более высокой достоверностью.
Указанная цель достигается тем, что устройство мониторинга качества сигналов и радиоканалов в системе радионавигации, содержаш;ее антенну и опорный приемник (в известном устройстве - приемник) стационарного наземного базирования и выход поправок, дополнительно содержит разветвитель, контрольный приемник, два сумматора, элемент задержки, блок контроля качества информации спутников, блок идентификации средней квадратической ошибки (СКО) флуктуации погрепшостей, блок формирования сигналов запрещения использования поправок и элемент И,
причем выход антенны соединен со входом разветвителя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с опорным и контрольным приемниками, выход опорного приемника соединен с первыми входами элемента И и первого сумматора, выход контрольного приемника соединен со вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с первыми входами второго сз лматора и блока контроля качества информации спутников, а также - со входом элемента задержки, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, выход которого соединен со входом блока идентификации СКО флуктуации погрешности, первый выход которого соединен со вторым входом блока контроля качества информации спутников, а второй выход которого соединен с первым входом блока формирования сигналов запрещения использования поправок, второй вход которого соединен с выходом блока контроля качества информации спутников, выход блока формирования сигналов защ)ещения использования поправок соединен со вторым входом элемента И, выход которого соединен с выходом поправок и является выходом устройства.
Технический результат заявленного устройства состоит в реализации функционального контроля соответствия целостности навигационной информации (например, расстояний от ЛА до соответствующих спутников или параметров прямоугольных или сферических координат или пеленгов и т.п., что не имеет существенного значения в рамках рассматриваемого технического решения, но однозначно определяет местоположение ЛА в пространстве), что, в конечном счете, обеспечивает в среднем на два порядка повышение точности навигационной информации. Так если оперировать расстоянием, то СКО для прототипа может достигать 20 м, а для заявленного устройства - 20 см.
На фиг. 1 представлена блок-схема заявленного устройства.
Устройство содержит антенну 1, разветвитель 2, опорный 3 и контрольный 4 гфиемшпси, первый 5 и второй 6 сумматоры, элемент 7 задержки, элемент 8 И, блоки 9,10 и 11 соответственно формирования сигналов запрещения использования поправок, контроля качества нпнформации спутников и идентификации СКО флуктуации погрешности, а также выход 12 поправок, являющийся выходом устройства.
Выход антенны 1 соединен со входом разветвителя 2, первый и второй выходы которого соединены соответственно с опорным 3 и контрольным 4 приемниками, выход опорного приемника 3 соединен с первыми входами элемента 8 И и первого сумматора 5, выход контрольного приемника 4 соединен со вторым входом первого сзтиматора 5, выход которого соединен с первыми входами второго сумматора 6 и блока 10 ковггроля качества информации спутников, а также - со входом элемента 7 задержки, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора 6, выход которого соединен со входом блока 11 идентификации СКО флуктуации погрешности.
первый выход которого соединен со вторым входом блока 10 контроля качества информации спутников, а второй выход которого соединен с первым входом блока 9 формирования сигналов запрещения использования поправок, второй вход которого соединен с выходом блока 10 конгроля качества информации спутников, выход блока 9 формирования сигналов запрещения использования поправок соединен со вторым входом элемента 8 И, выход которого соединен с выходом 12 поправок и является выходом устойства.
В качестве антенны 1 может быть использована любая радионавигационная антенна, например, типа MARINE.
В качестве приемников 3 и 4 могут быть использованы любые одинаковые радионавигационные приемники,например, типа GG24. Вместо опорного 3 и контрольного 4 приемников могут быть использованы группы из нескольких приемников.
Блоки 10 и 11 являются цифровыми вычислителями, а все остальные элементы устройства - простейщими цифровыми логическими элементами пшрокого применения.
Устройство работает следующим образом.
Каждый ЛА имеет на борту радионавигационное устройство, с помопц.ю которого они определяют свое местоположение в пространстве, причем с учетом поправок устройства - прототипа с средней ошибкой по расстоянию 20м.
С использованием предлагаемого технического рещения (вместо устройства - прототипа) радиоимпульсы от нескольких используемых ИСЗ через антенну 1 и разветвитель 2 поступают на приемники 3 и 4, в которых селектируются, усиливаются и преобразуются в цифровой код, причем упорядоченно от каждого ИСЗ и для каждого отсчета, привязанного к соответствующему моменгу времени. Затем на сумматоре 5 для каждого отсчета определяют разность их кодов, которая, естественно, будет близка к нулю при исправных приемниках и ИСЗ и приемлемых эфирных помехах, а на втором сумматоре 6 определяют статистическую разность для двух смежных по времени отсчетов, для чего элемент 7 задержки задерживает сигнал на один такт. Далее более глубокую статистическую оценку делают на вычислжгелях 10 и 11, определяя соответственно качество сигналов отдельно для каждого спутника и среднюю квадратическзто ошибку флуктуации погрешности. При превьппении заданных порогов с помощью блока 9 блокируют выдачу через элемент 8 поправок потребигелю (на ЛА и т.п.), исключая грубые опшбки, что приводит, в конечном счете, к указанному выше техническому результату.