Приемник сигналов спутниковых радионавигационных систем

Приемник сигналов спутниковых радионавигационных систем

Реферат

 

Изобретение относится к радионавигации, конкретно к приемникам сигналов спутниковых радионавигационных систем GPS и ГЛОНАСС частотного диапазона L1. Приемник содержит радиочастотный преобразователь, N канальный цифровой коррелятор, вычислитель, формирователь сигналов меток времени, каждый из каналов цифрового коррелятора содержит модуль корреляционной обработки, цифровой генератор несущей и цифровой генератор кода. Каждый из цифровых генераторов несущей и кода содержит накапливающий сумматор и блок формирования отсчетов. Каждый из накапливающих сумматоров каждого из цифровых генераторов несущей и кода выполнен в виде высокочастотного и низкочастотного накопительных модулей, а также содержит соединенные последовательно выходной комбинационный сумматор и выходной регистр фазы. При этом высокочастотный накопительный модуль содержит последовательно соединенные первый регистр кода частоты, первый комбинационный сумматор и первый регистр фазы, выход которого подключен к второму входу первого комбинационного сумматора и к первому входу выходного комбинационного сумматора. Низкочастотный накопительный модуль содержит последовательно соединенные второй регистр кода частоты, второй комбинационный сумматор и второй регистр фазы, выход которого подключен к второму входу второго комбинационного сумматора, а выход соответствующих старших разрядов - к второму входу выходного комбинационного сумматора. Тактовый вход выходного регистра фазы и тактовый вход первого регистра фазы высокочастотного накопительного модуля образуют тактовый вход накапливающего сумматора - тактовый вход соответствующего цифрового генератора. Тактовый вход второго регистра фазы низкочастотного накопительного модуля образует дополнительный вход цифрового генератора. Информационные входы регистров кода частоты высокочастотного и низкочастотного накопительных модулей образуют управляющие входы накапливающего сумматора. Выходы соответствующих разрядов выходного регистра фазы образуют выход формируемых опорных сигналов цифрового генератора. В приемник также введен формирователь дополнительных низкочастотных тактовых сигналов для цифрового генератора несущей и цифрового генератора кода, выполненный в виде делителя частоты и связанного с ним регистра отсчета фазы, причем первый и второй выходы низкочастотных тактовых сигналов делителя частоты соединены соответственно с дополнительными входами цифрового генератора несущей и цифрового генератора кода каждого из каналов N канального коррелятора. Достигаемым техническим результатом является снижение потребляемой мощности. 5 ил.

Изобретение относится к области радионавигации, а конкретно - к аппаратуре потребителей, работающей по сигналам спутниковых радионавигационных систем (СРНС) ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) частотного диапазона L1, формирующей сигналы для определения местоположения, а также сигналы высокоточных меток времени, привязанных к шкале времени СРНС.

Аппаратура потребителей, работающая по сигналам ГЛОНАСС [1] и GPS [2] , используется для определения координат (широты, долготы, высоты) и скорости перемещения объекта, а также для формирования сигналов высокоточных меток времени. При этом использование сигналов частотного диапазона L1 c кодовой модуляцией С/А кодами - кодами "стандартной точности" - обеспечивает "стандартную" точность местоопределения.

Основные отличия между системами ГЛОНАСС и GPS состоят в использовании различных, хотя и соседних частотных диапазонов, в использовании отличающихся псевдослучайных модулирующих кодов, а также в использовании, соответственно, частотного и кодового разделения сигналов различных спутников. Так, в GPS в диапазоне частот L1 спутники излучают модулированные различными псевдослучайными кодами сигналы на одной несущей частоте 1575, 42 МГц, а спутники ГЛОНАСС излучают модулированные одним и тем же псевдослучайным кодом сигналы на различных несущих (литерных) частотах, лежащих в соседней частотной области. При этом для диапазона частот L1 нулевая литерная частота f₀ = 1602 МГц, а интервал между литерными частотами f = 0,5625 МГц. Распределение литерных частот среди функционирующих спутников ГЛОНАСС задается альманахом, передаваемым в кадре служебной информации. Литерные частоты вводятся в соответствии с "Интерфейсным контрольным документом" [1] . В настоящее время используются литерные частоты "0" - "12", в дальнейшем предусматривается переход к литерным частотам "-7" - "4".

Несмотря на различия, существующие между системами GPS и ГЛОНАСС, их близость по назначению, баллистическому построению орбитальной группировки спутников и используемому частотному диапазону позволяет проектировать аппаратуру, работающую одновременно по сигналам этих двух систем. Достигаемый при этом результат состоит в повышении надежности, достоверности и точности определения местоположения, в частности, за счет возможности выбора рабочих созвездий спутников с лучшими значениями геометрических факторов [3, с. 160] .

Известен, см. , например, [3, с. 158-161, рис. 9.8] , приемник одноканальной аппаратуры потребителей, работающей по сигналам GPS и ГЛОНАСС частотного диапазона L1. Приемник содержит радиочастотный преобразователь, опорный генератор, средства для корреляционной обработки сигналов и средства для вычислений. В состав радиочастотного преобразователя входят частотный разделитель ("диплексер"), осуществляющий частотное разделение сигналов GPS и ГЛОНАСС, полосовые фильтры и малошумящие усилители каналов GPS и ГЛОНАСС, коммутатор, подающий на сигнальный вход первого смесителя сигналы GPS или ГЛОНАСС, коммутатор, подключающий на опорный вход первого смесителя сигнал первого гетеродина для преобразования сигналов GPS или ГЛОНАСС. В этом приемнике за счет соответствующего формирования частоты первого гетеродина первая промежуточная частота является постоянной для сигналов GPS и ГЛОНАСС и весь дальнейший тракт приемника, включающий второй смеситель и блок аналого-цифрового преобразования, реализуется как общий для этих сигналов. В состав средств для корреляционной обработки сигналов входят мультиплексор с постоянным запоминающим устройством, цифровой генератор литерных частот, генератор псевдослучайных кодов и цифровой коррелятор. В приемнике реализован мультиплексный (поочередный) режим работы по сигналам обеих систем GPS и ГЛОНАСС. Приемник не позволяет реализовать параллельную (многоканальную) обработку сигналов GPS и ГЛОНАСС, что увеличивает время, затрачиваемое на получение навигационной информации.

Известно устройство для приема сигналов СРНС [4] , в котором решается задача одновременного приема и многоканальной (параллельной) корреляционной обработки сигналов GPS и ГЛОНАСС, в частности, частотного диапазона L1 Функционально законченная часть устройства, осуществляющая прием и корреляционную обработку сигналов GPS и ГЛОНАСС частотного диапазона L1, включает в себя радиочастотный преобразователь, N канальный цифровой коррелятор, вычислитель, а также формирователь сигналов меток времени. Тактовый вход формирователя сигналов меток времени связан с тактовым выходом радиочастотного преобразователя. Выход измерительных стробов формирователя сигналов меток времени связан с соответствующими входами каждого из каналов N канального цифрового коррелятора. Формирователь сигналов меток времени и каналы N канального цифрового коррелятора связаны шиной обмена данными с вычислителем. Каждый из каналов N канального цифрового коррелятора содержит модуль корреляционной обработки и связанные с ним управляемые вычислителем цифровые генераторы несущей и кода. С помощью модуля корреляционной обработки, вычислителя и цифровых генераторов несущей и кода осуществляется выделение информации, содержащейся в принимаемом сигнале. Выделение информации производится с помощью замкнутых цифровых следящих систем корреляционной обработки, так называемых "схем слежения на несущей" и "схем слежения за задержкой", в процессе работы которых осуществляются формирование копий обрабатываемых сигналов и последующее корреляционное сравнение копий с самими сигналами. При этом управляемые вычислителем цифровые генераторы несущей и кода формируют необходимые для этого опорные сигналы.

Для целей цифровой корреляционной обработки сигналов, в том числе сигналов СРНС, управляемые вычислителем цифровые генераторы выполняются на основе накапливающих сумматоров, реализующих метод прямого цифрового синтеза частоты [5, с. 75-76, рис. 3.12; 6, с. 90-92, рис. 34] . Непосредственное управление от вычислителя, реализуемое в таких генераторах, обеспечивает требуемую точность формирования опорных сигналов, используемых в "схемах слежения за несущей", измеряющих доплеровский сдвиг, или "схемах слежения за задержкой", измеряющих сдвиг опорного кода относительно кода обрабатываемого сигнала [6, с. 87-90, рис. 33] .

Наиболее близким к заявляемому приемнику является известный приемник сигналов СРНС [7] , осуществляющий прием и многоканальную корреляционную обработку сигналов GPS и ГЛОНАСС частотного диапазона L1, в котором в каналах цифрового коррелятора в качестве генераторов несущей и кода применены управляемые цифровые генераторы, выполненные на основе накапливающего сумматора. Приемник сигналов СРНС, описанный в [7] , принят в качестве прототипа.

Приемник сигналов СРНС, принятый в качестве прототипа, содержит радиочастотный преобразователь, вход которого образует сигнальный вход приемника, N канальный цифровой коррелятор, тактовый и сигнальные входы каждого из каналов которого соединены с соответствующими выходами радиочастотного преобразователя, формирователь сигналов меток времени, тактовый вход которого соединен с тактовым выходом (выходом тактового сигнала) радиочастотного преобразователя, а выход измерительных стробов - с соответствующими входами каждого из каналов N канального цифрового коррелятора. Приемник-прототип содержит также вычислитель, связанный шиной обмена данными с формирователем сигналов меток и каналами N канального цифрового коррелятора.

Каждый из каналов N канального цифрового коррелятора приемника-прототипа содержит связанные с вычислителем шиной обмена данными модуль корреляционной обработки, цифровой генератор несущей и цифровой генератор кода. Каждый из указанных генераторов содержит связанные с вычислителем шиной обмена данными соответствующий накапливающий сумматор и соответствующий блок формирования отсчетов, подключенный к выходу данных накапливающего сумматора. Выходы опорных сигналов цифровых генераторов, образованные соответствующими выходами их накапливающих сумматоров, соединены с опорными входами модуля корреляционной обработки. Тактовые входы цифровых генераторов, образованные тактовыми входами их накапливающих сумматоров, и входы измерительных стробов, образованные входами измерительных стробов их блоков формирования отсчетов, соединены соответственно с тактовым входом и входом измерительных стробов модуля корреляционной обработки. Сигнальные входы, тактовый вход и вход измерительных стробов модуля корреляционной обработки образуют соответствующие входы канала N канального цифрового коррелятора.

В приемнике-прототипе радиочастотный преобразователь содержит входной блок, блок первого преобразования частоты сигналов GPS и ГЛОНАСС, первый и второй каналы второго преобразования частоты сигналов соответственно GPS и ГЛОНАСС, а также блок формирования сигналов тактовой и гетеродинных частот. Входной блок радиочастотного преобразователя, осуществляющий предварительную фильтрацию входных сигналов GPS и ГЛОНАСС, выполняется на основе полосового фильтра. Блок первого преобразования частоты сигналов радиочастотного преобразователя, осуществляющий первое преобразование частоты сигналов GPS и ГЛОНАСС, выполняется на основе смесителя, при этом смеситель использует сигнал первой гетеродинной частоты (F_r1). Первый и второй каналы второго преобразования частоты сигналов, осуществляющие второе преобразование частоты сигналов соответственно GPS и ГЛОНАСС, выполняются на основе полосовых фильтров, смесителей и блоков аналого-цифрового преобразования. Смесители первого и второго каналов используют соответственно сигналы второй (F_r2) и третьей (F_г3) гетеродинных частот. Выход тактового сигнала (сигнала тактовой частоты Fт) блока формирования сигналов тактовой и гетеродинных частот совместно с выходами каналов второго преобразования частоты сигналов образуют тактовый и сигнальные выходы радиочастотного преобразователя.

В приемнике-прототипе в каждом канале N канального цифрового коррелятора модуль корреляционной обработки содержит коммутатор входных сигналов, цифровые смесители, цифровые демодуляторы, программируемую линию задержки, генератор опорного С/А кода, блоки накопления и регистр управления. Опорные входы цифровых смесителей и генератора опорного С/А кода образуют опорные входы модуля. Сигнальные входы коммутатора входных сигналов образуют сигнальные входы модуля. Тактовые входы блоков накопления и программируемой линии задержки образуют тактовый вход модуля. Входы измерительных стробов генератора опорного С/А кода образуют вход измерительных стробов модуля. Выходы блоков накопления и входы-выходы данных генератора опорного С/А кода и регистра управления, образующие входы-выходы данных модуля, связаны шиной обмена данными с вычислителем.

Приемник-прототип работает следующим образом.

Принятые антенной сигналы GPS и ГЛОНАСС частотного диапазона L1 поступают на сигнальный вход радиочастотного преобразователя, где фильтруются в полосовом фильтре входного блока, преобразуются по частоте в смесителе блока первого преобразования частоты сигналов, затем разделяются по системам (GPS и ГЛОНАСС) в соответствующих каналах второго преобразования частоты сигналов, преобразуются по частоте (второе преобразование частоты) и подвергаются аналого-цифровому преобразованию, например двухбитовому квантованию по уровню.

С выхода радиочастотного преобразователя сигналы GPS и ГЛОНАСС поступают на соответствующие входы каналов N канального цифрового коррелятора, где осуществляется их цифровая корреляционная обработка. Вначале с помощью коммутатора входных сигналов выбираются сигналы одной из систем - GPS или ГЛОНАСС. Затем с помощью цифровых смесителей осуществляются выделение сигналов определенного спутника выбранной системы и перенос спектра этих сигналов на основную полосу частот (на нулевую частоту), для чего используются опорные сигналы, формируемые цифровым генератором несущей.

Опорные сигналы, формируемые цифровым генератором несущей, представляют собой коды текущих значений фазы опорной частоты. Цифровой генератор несущей управляется сигналами вычислителя, в частности, от вычислителя поступают данные кода частоты, устанавливающие дискрет приращения фазы на выходе накапливающего сумматора. Работа накапливающего сумматора осуществляется с частотой дискретизации, определяемой тактовой частотой Fт. Также в цифровом генераторе несущей с помощью блока формирования отсчетов формируются данные отсчета фазы несущей и данные отсчета циклов (периодов) несущей, которые с частотой измерительных стробов F_и поступают в вычислитель.

С выходов цифровых смесителей обрабатываемые сигналы поступают на сигнальные входы цифровых демодуляторов, которые осуществляют их корреляционное сравнение с точной "Р" (Punctual) и разностной "E-L" (Early-Late) копиями соответствующего опорного С/А кода (GPS или ГЛОНАСС). Указанные копии кода вырабатываются программируемой линией задержки, которая под управлением вычислителя (по сигналам, формируемым регистром управления) изменяет интервал между ранней "Е" и поздней "L" копиями С/А кода от 0,1 до 1 длительности символа С/А кода, формируя тем самым "узкий дискриминатор" ("узкий коррелятор") в системе слежения за кодом, как это описано, в частности, в [8 - 10] .

Соответствующий обрабатываемому сигналу опорный С/А код вырабатывается в каждом из каналов N канального цифрового коррелятора генератором опорного С/А кода, получающим для этого опорную тактовую частоту кода 1,023 МГц для GPS или 0,511 МГц для ГЛОНАСС. Выбор вида вырабатываемой псевдослучайной кодовой последовательности осуществляется на основе данных, поступающих с вычислителя через регистр управления. Формирование опорной тактовой частоты кода осуществляется с помощью цифрового генератора кода.

Цифровой генератор кода формирует текущие значения фазы опорной тактовой частоты С/А кода (1, 023 МГц для GPS, 0,511 МГц для ГЛОНАСС). Цифровой генератор кода управляется сигналами вычислителя, в частности, от вычислителя поступают данные о значении тактовой частоты кода, устанавливающие дискрет приращения фазы на выходе накапливающего сумматора. Работа накапливающего сумматора осуществляется с частотой дискретизации, определяемой тактовой частотой Fт. Также в цифровом генераторе кода с помощью его блока формирования отсчетов формируются данные отсчета долей символа кода, которые с частотой измерительных стробов Fи поступают в вычислитель.

Измерительные стробы (сигналы собственных меток времени приемника) формируются в формирователе сигналов меток времени под действием тактового сигнала, поступающего с выхода блока формирования сигналов тактовой и гетеродинных частот радиочастотного преобразователя, в соответствии с управляющими сигналами, поступающими с вычислителя, а также, при необходимости, под действием внешних синхронизирующих сигналов. В соответствии с измерительными стробами в приемнике-прототипе осуществляется внутренняя синхронизация процессов корреляционной обработки и навигационных измерений, в частности, производится отсчет квазидальности, фазы несущей и числа циклов несущей.

Результаты корреляционного сравнения накапливаются в соответствующих блоках накопления. Период накопления равен периоду С/А кода, т. е. 1 мс. Накопленные данные периодически считываются вычислителем, в котором реализуются все алгоритмы обработки сигналов, т. е. алгоритмы поиска сигналов, слежения за несущей и кодом, обработка служебной информации.

Как уже было отмечено выше, в приемнике-прототипе цифровые генераторы несущей и кода выполнены на основе накапливающего сумматора, реализующего метод прямого цифрового синтеза частоты с накоплением текущей фазы. Характеристики электропотребления накапливающего сумматора традиционной структуры зависят от частоты дискретизации, значение которой в приемнике-прототипе определяется тактовой частотой (Fт22 МГц), выбранной исходя из спектра обрабатываемых сигналов, а также от разрядности, определяемой исходя из требуемого дискрета установки частоты (приращения фазы). Практически в приемнике-прототипе для реализации задач корреляционной обработки сигналов цифровые генераторы несущей и кода должны иметь высокочастотный (примерно 20 МГц) и одновременно высокоразрядный (десятки разрядов) накапливающий сумматор. Однако цифровые генераторы несущей и кода, использующие такие высокочастотные и одновременно высокоразрядные накапливающие сумматоры, потребляют повышенную мощность, что может представлять проблему, в частности, для портативных многоканальных приемников сигналов СРНС, предназначенных для работы от автономного батарейного питания.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение потребляемой мощности приемника сигналов СРНС. Задача решается за счет нового выполнения цифровых генераторов несущей и кода, а именно переходом к двухчастотным цифровым генераторам, синтезирующим свои выходные сигналы из двух составляющих - высокочастотной и низкочастотной, при этом синтез высокочастотных составляющих осуществляется с частотой дискретизации, определяемой основной тактовой частотой Fт, а низкочастотных - с частотами дискретизации, определяемыми дополнительно формируемыми в приемнике низкочастотными тактовыми сигналами.

Сущность изобретения заключается в том, что в приемник сигналов спутниковых радионавигационных систем, содержащий радиочастотный преобразователь, вход которого образует сигнальный вход приемника, N канальный цифровой коррелятор, сигнальные и тактовые входы каждого из каналов которого соединены с соответствующими выходами радиочастотного преобразователя, вычислитель, а также формирователь сигналов меток времени, управляющий вход которого связан шиной обмена данными с вычислителем, тактовый вход - с тактовым выходом радиочастотного преобразователя, а выход измерительных стробов - с входами измерительных стробов каждого из каналов N канального цифрового коррелятора, причем каждый из каналов N канального цифрового коррелятора содержит связанные с вычислителем шиной обмена данными модуль корреляционной обработки, цифровой генератор несущей и цифровой генератор кода, а каждый из указанных цифровых генераторов содержит связанные с вычислителем шиной обмена данными накапливающий сумматор и блок формирования отсчетов, информационный вход которого подключен к выходу данных накапливающего сумматора, при этом выходы опорных сигналов указанных цифровых генераторов, образованные соответствующими выходами их накапливающих сумматоров, соединены с опорными входами модуля корреляционной обработки, тактовые входы указанных цифровых генераторов, образованные тактовыми входами их накапливающих сумматоров, и входы измерительных стробов, образованные входами измерительных стробов их блоков формирования отсчетов, соединены, соответственно, с тактовым входом и входом измерительных стробов модуля корреляционной обработки, тактовый вход, вход измерительных стробов и сигнальные входы которого образуют соответствующие входы канала N канального цифрового коррелятора, в отличие от прототипа введен формирователь дополнительных низкочастотных тактовых сигналов для цифрового генератора несущей и цифрового генератора кода, выполненный в виде делителя частоты и связанного с ним регистра отсчета фазы, причем тактовый вход делителя частоты соединен с тактовым выходом радиочастотного преобразователя, вход измерительных стробов регистра отсчета фазы соединен с выходом измерительных стробов формирователя сигналов меток времени, выход регистра отсчета фазы связан шиной обмена данными с вычислителем, а первый и второй выходы низкочастотных тактовых сигналов делителя частоты соединены соответственно с дополнительными входами цифрового генератора несущей и цифрового генератора кода каждого из каналов N канального коррелятора, при этом в каждом из указанных цифровых генераторов накапливающий сумматор выполнен в виде высокочастотного и низкочастотного накопительных модулей, а также содержит соединенные последовательно выходной комбинационный сумматор и выходной регистр фазы, причем высокочастотный накопительный модуль содержит последовательно соединенные первый регистр кода частоты, первый комбинационный сумматор и первый регистр фазы, выход которого подключен к второму входу первого комбинационного сумматора и к первому входу выходного комбинационного сумматора, низкочастотный накопительный модуль содержит последовательно соединенные второй регистр кода частоты, второй комбинационный сумматор и второй регистр фазы, выход которого подключен к второму входу второго комбинационного сумматора, а выход соответствующих старших разрядов - к второму входу выходного комбинационного сумматора, тактовый вход выходного регистра фазы и соединенный с ним тактовый вход первого регистра фазы высокочастотного накопительного модуля образуют тактовый вход накапливающего сумматора - тактовый вход цифрового генератора, тактовый вход второго регистра фазы низкочастотного накопительного модуля образует дополнительный вход цифрового генератора, информационные входы первого и второго регистров кода частоты высокочастотного и низкочастотного накопительных модулей образуют соответственно первый и второй управляющие входы накапливающего сумматора, связанные шиной обмена данными с вычислителем, выходы разрядов выходного регистра фазы и выходы соответствующих младших разрядов второго регистра фазы низкочастотного накопительного модуля образуют выход данных накапливающего сумматора, связанный через блок формирования отсчетов с вычислителем, а выходы соответствующих разрядов выходного регистра фазы образуют выход опорных сигналов цифрового генератора, соединенный с соответствующим опорным входом модуля корреляционной обработки канала N канального цифрового коррелятора.

Сущность заявляемого изобретения, возможность его осуществления и промышленного применения поясняются чертежами, представленными на фиг. 1-5, где: на фиг. 1 представлена структурная схема заявляемого приемника сигналов СРНС в рассматриваемом примере реализации; на фиг. 2 представлена обобщенная структурная схема цифровых генераторов несущей и кода заявляемого приемника сигналов СРНС в рассматриваемом примере реализации; на фиг. 3 представлена структурная схема одного канала N канального цифрового коррелятора заявляемого приемника сигналов СРНС в рассматриваемом примере реализации, иллюстрирующая выполнение модуля корреляционной обработки; на фиг. 4 представлена структурная схема радиочастотного преобразователя заявляемого приемника сигналов СРНС в рассматриваемом примере реализации; на фиг. 5 представлены графики, поясняющие принцип работы двухчастотных цифровых генераторов несущей и кода в заявляемом приемнике сигналов СРНС.

Заявляемый приемник сигналов СРНС в рассматриваемом примере реализации содержит, см. фиг. 1-4, радиочастотный преобразователь 1, вход которого образует сигнальный вход приемника, N канальный цифровой коррелятор 2, содержащий N каналов 3 (3₁, 3₂, . . . , 3_N), сигнальные и тактовые входы которых соединены с соответствующими выходами радиочастотного преобразователя 1, вычислитель 4, связанный шиной обмена данными с каждым из N каналов 3 (3₁, 3₂, . . . , 3_N), а также формирователь 5 сигналов меток времени, управляющий вход которого связан шиной обмена данными с вычислителем 4, тактовый вход соединен с тактовым выходом (выходом тактового сигнала Fт) радиочастотного преобразователя 1, а выход измерительных стробов (Fи) - с входами измерительных стробов каждого из N каналов 3 (3₁, 3₂, . . . , 3_N) цифрового коррелятора 2.

Каждый из N каналов 3 (3₁, 3₂, . . . , 3_N) цифрового коррелятора 2 содержит связанные с вычислителем 4 шиной обмена данными модуль 6 корреляционной обработки, цифровой генератор несущей 7 и цифровой генератор кода 8. Выход опорных сигналов цифрового генератора несущей 7 и выход опорных сигналов цифрового генератора кода 8 соединены с соответствующими опорными входами модуля 6. Тактовые входы цифровых генераторов 7 и 8 соединены с тактовым входом модуля 6. Входы измерительных стробов генераторов 7 и 8 соединены с входом измерительных стробов модуля 6. Сигнальные входы модуля 6, а также его тактовый вход и вход измерительных стробов образуют соответствующие входы каналов 3 (3₁, 3₂, . . . , 3_N) цифрового коррелятора 2.

Заявляемый приемник сигналов СРНС содержит формирователь 9 дополнительных низкочастотных тактовых сигналов для цифрового генератора несущей 7 и цифрового генератора кода 8. Формирователь 9 содержит делитель частоты 10 и связанный с ним регистр 11 отсчета фазы. Тактовый вход делителя частоты 10 соединен с тактовым выходом (выходом тактового сигнала Fт) радиочастотного преобразователя 1. Вход измерительных стробов регистра 11 соединен с выходом измерительных стробов (Fи) формирователя 5 сигналов меток времени. Выход регистра 11 связан шиной обмена данными с вычислителем 4. Выходы первого (F1) и второго (F2) дополнительных низкочастотных тактовых сигналов делителя частоты 10 соединены с дополнительными входами соответственно цифрового генератора несущей 7 и цифрового генератора кода 8 каждого из каналов 3 (3₁, 3₂, . . . , 3_N) цифрового коррелятора 2.

Цифровой генератор несущей 7 и цифровой генератор кода 8 в обобщенном виде (фиг. 2) содержат накапливающий сумматор 12 и блок 13 формирования отсчетов. Накапливающий сумматор 12 и блок 13 формирования отсчетов связаны шиной обмена данными с вычислителем 4, информационный вход блока 13 формирования отсчетов подключен к выходу данных накапливающего сумматора 12.

Выходы формируемых опорных сигналов цифрового генератора несущей 7 и цифрового генератора кода 8 образованы соответствующими выходами их накапливающих сумматоров 12. Эти выходы соединены с соответствующими опорными входами модуля 6. Тактовые входы цифровых генераторов 7 и 8 образованы тактовыми входами их накапливающих сумматоров 12. Эти входы соединены с тактовым входом модуля 6. Входы измерительных стробов цифровых генераторов 7 и 8 образованы входами измерительных стробов их блоков 13 формирования отсчетов. Эти входы соединены с входом измерительных стробов модуля 6.

Накапливающий сумматор 12 каждого из генераторов 7 и 8 выполнен в виде высокочастотного 14 и низкочастотного 15 накопительных модулей, а также содержит последовательно соединенные выходной комбинационный сумматор 16 и выходной регистр фазы 17. Высокочастотный 14 и низкочастотный 15 накопительные модули выполнены по известной схеме цифрового синтезатора, реализующего метод прямого цифрового синтеза частоты, см. , например, [5, с. 50-51, рис. 2.13] .

В каждом из генераторов 7 и 8 высокочастотный накопительный модуль 14 содержит последовательно соединенные первый регистр кода частоты 18, первый комбинационный сумматор 19 и первый регистр фазы 20, выход которого подключен к второму входу первого комбинационного сумматора 19 и к первому входу выходного комбинационного сумматора 16. Низкочастотный накопительный модуль 15 содержит последовательно соединенные второй регистр кода частоты 21, второй комбинационный сумматор 22 и второй регистр фазы 23, выход которого подключен к второму входу второго комбинационного сумматора 22, а выход соответствующих старших разрядов - к второму входу выходного комбинационного сумматора 16. Тактовый вход выходного регистра фазы 17 и соединенный с ним тактовый вход первого регистра фазы 20 высокочастотного накопительного модуля 14 образуют тактовый вход накапливающего сумматора 12 - тактовый вход соответствующего цифрового генератора 7, 8. Тактовый вход второго регистра фазы 23 низкочастотного накопительного модуля 15 образует дополнительный вход соответствующего цифрового генератора 7, 8. Информационные входы первого 18 и второго 21 регистров кода частоты высокочастотного 14 и низкочастотного 15 накопительных модулей образуют соответственно первый и второй управляющие входы накапливающего сумматора 12, связанные шиной обмена данными с вычислителем 4. Выходы разрядов выходного регистра фазы 17 и выходы соответствующих младших разрядов второго регистра фазы 23 низкочастотного накопительного модуля 15 образуют выход данных накапливающего сумматора 12, подключенный к информационному входу блока 13 формирования отсчетов, выход которого через шину обмена данными связан с вычислителем 4. Выходы соответствующих разрядов выходного регистра фазы 17 образуют в каждом из цифровых генераторов 7, 8 выход формируемых опорных сигналов.

В цифровых генераторах 7 и 8 на тактовый вход первого регистра фазы 20 высокочастотного накопительного модуля 14, а также на тактовый вход выходного регистра фазы 17 поступает высокочастотный тактовый сигнал частоты Fт. На тактовый вход второго регистра фазы 23 низкочастотного накопительного модуля 15 поступает низкочастотный тактовый сигнал, а именно, в генераторе 7 - низкочастотный тактовый сигнал частоты F1, а в генераторе 8 - низкочастотный тактовый сигнал частоты F2. Высокочастотный Fт и низкочастотные F1, F2 тактовые сигналы синхронны, что обеспечивается формированием низкочастотных тактовых сигналов F1 и F2 из тактового сигнала Fт путем деления частоты Fт в делителе частоты 10 формирователя 9.

В практических схемах комбинационные сумматоры 16, 19, 22 могут быть выполнены по схеме комбинационного сумматора с последовательным переносом, описанной, например, в [11, с. 523-536, рис. 6.96, 6.97] , что является предпочтительным с точки зрения уменьшения энергопотребления, или по схеме комбинационного сумматора с параллельным переносом, описанной, например, в [11, с. 523-536, рис. 6.100] . Регистры 17, 18, 20, 21, 23 могут быть выполнены в виде регистров памяти на основе триггеров (например, D-триггеров), обеспечивающих запись, хранение и считывание данных в параллельном двоичном коде, см. , например, [11, с. 348-354, рис. 5.85] . Также в практических схемах регистры 18 и 21 кода частоты помимо указанных информационных входов имеют входы записи (на фиг. 2 не показаны), по которым осуществляется запись входных данных в эти регистры. Также в практических схемах регистры 17, 18, 20, 21, 23 могут иметь входы обнуления (на фиг. 2 не показаны), на которые в начальный момент работы может подаваться обнуляющий сигнал, устанавливающий регистры в начальное (нулевое) состояние.

При совпадении своей обобщенной структурной схемы (фиг. 2) цифровые генераторы несущей 7 и кода 8 отличаются конкретным выполнением блоков 13 формирования отсчетов, разрядностями высокочастотных 14 и низкочастотных 15 накопительных модулей, а также конкретными значениями дополнительных тактовых частот F1 и F2, используемых низкочастотными накопительными модулями 15. Так, в цифровом генераторе несущей 7 блок 13 формирования отсчетов содержит регистр, формирующий в соответствии с измерительными стробами данные отсчета фазы несущей, снимаемые с выхода накапливающего сумматора 12, а также содержит последовательно соединенные счетчик циклов и регистр, формирующий в соответствии с измерительными стробами данные отсчета числа циклов (периодов) несущей, см. , например, [7, фиг. 5, элементы 41, 42, 44] . В цифровом генераторе кода 8 блок 13 формирования отсчетов содержит регистр, формирующий в соответствии с измерительными стробами данные отсчета долей символа кода, см. , например, [7, фиг. 5, элемент 45] . В цифровом генераторе несущей 7 элементы высокочастотного накопительного модуля 14 (первый регистр кода частоты 18, первый комбинационный сумматор 19, первый регистр фазы 20), выходной комбинационный сумматор 16 и выходной регистр фазы 17 выполнены K₁ разрядными, а элементы низкочастотного накопительного модуля 15 (второй регистр кода частоты 21, второй комбинационный сумматор 22, второй регистр фазы 23) выполнены К₂ разрядными, где К₂>K₁, например, К₂= 25, K₁= 5. В цифровом генераторе кода 8 аналогичные элементы высокочастотного накопительного модуля 14, а также выходной комбинационный сумматор 16 и выходной регистр фазы 17 выполнены К₃ разрядными, а элементы низкочастотного накопительного модуля 15 выполнены К₄ разрядными, где К₄>К₃, например, К₄= 23, К₃= 2. Работа низкочастотного накопительного модуля 15 цифрового генератора несущей 7 осуществляется с частотой дискретизации, определяемой первым дополнительным низкочастотным тактовым сигналом F1. Этот сигнал формируется формирователем 9 дополнительных низкочастотных тактовых сигналов путем деления основной тактовой частоты Fт на коэффициент k₁, например k₁= 10. Работа низкочастотного накопительного модуля 15 цифрового генератора кода 8 осуществляется с частотой, определяемой вторым дополнительным низкочастотным тактовым сигналом F2. Этот сигнал формируется формирователем 9 путем деления основной тактовой частоты Fт на коэффициент k₂, например k₂= 20. Практически в рассматриваемом случае вторая дополнительная тактовая частота F2 может формироваться из первой F1 путем ее деления на два.

В заявляемом приемнике сигналов СРНС модуль 6 корреляционной обработки каждого из каналов 3 (3₁, 3₂, . . . , 3_N) цифрового коррелятора 2 может быть реализован в соответствии с известной, см. , например, [7, фиг. 4] , структурной схемой. В соответствии с этой схемой модуль 6 корреляционной обработки в ра