Пеленгатор

Пеленгатор

Реферат

 

Использование: навигация. Сущность изобретения: пеленгатор содержит два канала приема сигналов 1, 2, приемные антенны 3,3 усилители высокой частоты 4,4 преобразователи 6,6 перемножающие блоки 7,7 считывающие блоки 8,8 счетчики 9,9 блоки фазовой регулировки 10,10 управляемый генератор 11, делитель частоты на два 12, накопитель 13, шесть перемножителей 14,14, 15,15 18,18 пять сумматоров 16,16 17,17 24, фильтры 19,19, генераторы преобразованной частоты 20,20, блоки фазового сдвига 21,21 квадраторы 22, 23, переключатели 25, фильтры нижних частот 26, 27, блок управления генератором 28, фазоизмеритель 29, блок определения направления 30, синтезатор частот 31, что позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности при изменении и повысить точность определения объекта в пространстве. 3-4-5-6-7-8-9-10, 3-4-5-6-7-8-9-10 10-22-24-25-27-28-11-12-13-7, 10-23-24-25-26-28, 30-25, 10 -29-30-31-5, 10-29-30-31- 5 13- 7 3 ил.

Изобретение относится к навигации и может быть использовано для определения направления подвижного объекта в пространстве.

Известно устройство, обеспечивающее информацией по ориентированию объекта за счет измерения информации о фазовом сдвиге сигналов, принимаемых от спутников навигационной системы. Недостатком устройства является низкая точность измерения фазы несущей частоты за счет ограниченного времени наблюдения за сигналом.

Известен пеленгатор, который обеспечивает ориентирование объекта в пространстве за счет измерения фазовых сдвигов сигналов, принимаемых от спутников на разнесенные антенны. Недостатком устройства является низкая точность измерения фазовых сдвигов принимаемых сигналов за счет ограничения времени наблюдения за сигналами от спутников и за счет влияния каналов измерения друг на друга через общий переключатель.

Целью изобретения является повышение точности измерения направления объекта в пространстве.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 вариант реализации блока определения направления; на фиг. 3 блок-схема алгоритма его работы.

Пеленгатор (см. фиг. 1) содержит два канала приема сигналов 1, 2, две приемные антенны 3, 3', два усилителя высокой частоты 4, 4', два преобразователя частоты 5, 5', два ограничителя 6, 6', два перемножающих блока 7, 7', два считывающих блока 8, 8', два счетчика 9, 9', два блока фазовой регулировки 10, 10', управляемый генератор 11, делитель частоты на два 12, накопитель 13, шесть перемножителей 14, 14', 15, 15', 18, 18', четыре сумматора 16, 16', 17, 17', два фильтра 19, 19', два генератора преобразованной частоты 20, 20', два блока фазового сдвига 21, 21', два квадратора 22, 23, третий сумматор 24, переключатель 25, два фильтра нижних частот 26, 27, блок управления генератором 28, фазоизмеритель 29, блок 30 определения направления, синтезатор частот 31.

Блок 30 определения направления 30 (см.фиг.2) содержит микропроцессор 32, постоянное запоминающее устройство 33, оперативное запоминающее устройство 34, два дешифратора 35, 36, регистр 37, три элемента И 38, 39, 40, триггер 41.

Работает устройство следующим образом.

Сигнал, излученный спутником, принимается антенной 3 первого канала 1 и через усилитель высокой частоты 4 подается на преобразователь частоты 5. На второй вход преобразователя частоты 5 поступает сигнал от синтезатора частоты 31. Преобразованная частота выбирается таким образом, чтобы не достигать нулевого значения при максимально ожидаемом доплеровском сдвиге частоты. Преобразованный сигнал нормируется по амплитуде в ограничителе 6 так, что его выходной сигнал принимает значение "1", когда превышается пороговая величина, либо имеет значение "0", когда не превышает порога. В качестве пороговой величины может быть выбрано нулевое значение амплитуды. На принятый от спутника и модулированный данными сигнал несущей частоты налагается шумовой сигнал (помеха), амплитуда которого значительно превышает амплитуду модулированного сигнала несущей. Нормированный по амплитуде сигнал с выхода ограничителя 6 поступает на перемножающий блок 7, в котором данный сигнал умножается с кодом РРС, считываемым из накопителя 13 под воздействием сигнала от делителя частоты на два 12. Тогда полученный от перемножения сигнал выбирается в считывающем устройстве 8 с удвоенной частотой от генератора 11. Полученный сигнал подается на счетчик 9.

При отсутствии сигнала несущей частоты от спутника результат счета в счетчике 9 возрастает линейно, а при наличии сигнала несущей частоты на входе пеленгатора с модулирующим сигналом или без модуляции. Полученные результаты счета непрерывно поступают от счетчика 9 на два перемножителя 14, 15. На перемножители 14, 15 поступают сигналы, вырабатываемые генератором преобразованной частоты 20, и те которые представляют собой регулярные последовательности из "1" и "-1". Частота сигнала генератора 20 равна преобразованной частоте и может содержать доплеровское смещение. Сигнал для перемножения 15 сдвинут относительно сигнала для перемножителя 14 на четверть периода преобразованной частоты в блоке фазового сдвига 21. Выходные сигналы перемножителей 14 и 15 соответствуют "1" и "0" составляющим сигналов и используются для получения сигналов регулирования. В перемножителе 18 суммарные значения "1" и "0" перемножаются и подаются на фильтр 19.

Выходной сигнал фильтра 19 регулирует частоту и фазу сигнала генератора преобразованной частоты 20 так, что его выходной сигнал равен по частоте и фазе сигналу несущей, перенесенной на преобразованную частоту 7. В установившемся состоянии последовательность выдаваемых из сумматора 16 величин 1 воспроизводит модули- рующий сигнал, из которого получаются дан- ные, передаваемые посредством модулирующего сигнала от спутника. Значения "1" и "0" подаются и на квадраторы 22 и 23. Квадраты значений "1" и "0" суммируются в сумматоре 24 и подаются попеременно через переключатель 25 на фильтры нижних частот 26 и 27. Переключатель 25 переключается с тактовой частотой, с которой переключается временное положение выборки кода из накопителя 13. Выходные сигналы фильтров 26, 27 подаются в блок управления генератором 28, в котором рассчитываются суммы и разности этих значений. Сигнал с выхода блока 28 регулирует фазу сигнала, генерируемого генератором 11. Сигнал генератора 11 после деления на два в делителе 12 управляет выборкой кода из накопителя 13. Сигнал генератора 11 является также тактовым сигналом для считывающего блока 8. По разности фаз выходных сигналов генераторов 20 и 20' определяется направление в пространстве по интерферометрическому принципу. Разность фаз измеряется в фазоизмерителе 29 и оценивается затем в блоке определения направления 30. Устанавливаемое значение частоты определяется на выходе синтезатора частот 31.

Предлагаемое устройство повышает точность определения объекта в пространстве за счет уменьшения погрешности измерения разности сигналов несущей частоты, принимаемых от спутников.

Формула изобретения

ПЕЛЕНГАТОР, содержащий не менее двух приемных антенн, расположенных на одной прямой, первый канал приема сигналов, состоящий из последовательно соединенных первого усилителя высокой частоты, первого преобразователя частоты, первого ограничителя, первого перемножающего блока, первого считывающего блока, первого счетчика, выход которого соединен с первым входом первого блока фазовой регулировки, содержащий также последовательно соединенные управляемый генератор, делитель частоты на два и накопитель, выход которого соединен с вторым входом первого перемножающего блока, выход управляемого генератора соединен также с вторым входом первого считывающего блока, содержащий также фазоизмеритель, выход которого соединен с первым входом блока определения направления, второй и третий входы которого являются входами соответственно информационного сигнала о собственном положении и информационного сигнала спутниковых данных, причем количество блоков фазовой регулировки равно количеству приемных антенн пеленгатора, а каждый блок фазовой регулировки содержит первый и второй перемножители, первые входы которых соединены между собой и являются первыми входами каждого блока фазовой регулировки, выход первого и второго перемножителей соединены через соответствующие первый и второй сумматоры соответственно с первым и вторым входами третьего перемножителя, выход которого через последовательно соединенные первый фильтр, первый генератор преобразованной частоты и блок фазового сдвига соединен с вторым входом второго перемножителя, второй вход первого перемножителя соединен с выходом первого генератора преобразованной частоты, кроме того выходы первого и второго сумматоров первого блока фазовой регулировки соединены через соответствующие первый и второй квадраторы с соответствующими входами третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом переключателя, первый и второй выходы которого через соответствующие первый и второй фильтры нижних частот соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления генератором, выход которого соединен с входом управляемого генератора, при этом выходы первого и второго генераторов преобразованной частоты соединены соответственно с первым и вторым входами фазоизмерителя, первый выход блока определения направления соединен с вторым входом переключателя, отличающийся тем, что в него введены второй канал приема сигналов, выполненный аналогично первому и содержащий последовательно соединенные второй усилитель высокой частоты, второй преобразователь частоты, второй ограничитель, второй перемножающий блок, второй считывающий блок, второй счетчик, выход которого соединен с первым входом второго блока фазовой регулировки, введен также синтезатор частот, вход управления которого соединен с вторым входом блока определения направления, а выход с вторыми входами первого и второго преобразователей частоты, первая и вторая антенны соединены с входами соответственно первого и второго усилителей высокой частоты, выход накопителя соединен с вторым входом второго перемножающего блока, выход управляемого генератора соединен с вторым входом второго считывающего блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3