Методы повышения помехозащищенности и точности радионавигационных систем с ограниченным частотным ресурсом, страница 3

1. Разработаны корреляционные аспекты теории периодических  ШПС с минимальной частотной манипуляцией. Получены аналитические выражения для периодической автокорреляционной функции (ПАКФ) шумоподобного сигнала с МЧМ (в том числе с учетом дополнительной цифровой модуляции). Теоретически обоснован способ фазовой манипуляции МЧМ-ШПС как наиболее перспективный способ передачи цифровой информации в широкополосных РНС с шумоподобными МЧМ-сигналами. Предложенные методы передачи данных в широкополосных РНС  с использованием совмещенного и отдельного каналов при дополнительной ФМ шумоподобных МЧМ-сигналов обеспечивают потенциальную помехоустойчивость. Получены оценки влияния дополнительной цифровой модуляции на корреляционные свойства периодических МЧМ-ШПС (уровень боковых лепестков ПАКФ).  Дополнительная цифровая модуляция МЧМ-ШПС ухудшает корреляционные свойства сигнала, увеличивая уровень боковых лепестков нормированной ПАКФ от значения равного  по модулю (в отсутствие дополнительной цифровой модуляции) до значения порядка  (эффективное значение) при использовании                       М-последовательности длины N.

2. Разработана и теоретически обоснована структура сигналов  широкополосной  РНС с ограниченным частотным ресурсом, позволяющая реализовать способ кодового разделения сигналов опорных станций с уровнем подавления внутрисистемных помех не менее 80дБ в отсутствие дополнительной цифровой модуляции ШПС и 40дБ – при её наличии. Предложенный новый способ кодо-временного разделения сигналов опорных станций обеспечивает при базе сигналов и дополнительной цифровой модуляции ШПС подавление внутрисистемных помех  не менее 80дБ.

3. Разработанные алгоритмы беспоисковой синхронизации опорных и бортовых станций на основе априорной координатно-временной информации, полученной по сигналам СРНС, обеспечивают время синхронизации менее 2 минут при базе сигналов  и пороговом отношении сигнал/шум равном – 40дБ.

4. Разработаны новые методы автономной синхронизации опорных  станций широкополосной РНС, обеспечивающие возможность разделения сигналов  без ограничения рабочей зоны (при базе ): автономная синхронизация с использованием дополнительного канала, предназначенного для передачи данных коррекции шкал времени; автономная синхронизация с использованием совмещенного канала (общего для синхронизации и передачи данных). 

5. Синтезированы оптимальные алгоритмы поиска и нелинейной фильтрации параметров (времени запаздывания и фазовых сдвигов) периодических ШПС с МЧМ при воздействии флуктуационных помех.  Разработанные квазиоптимальные алгоритмы поиска ШПС по времени запаздывания в режиме автономной синхронизации обеспечивают время синхронизации менее 5 минут при базе сигнала  и пороговом отношении сигнал/шум равном – 40дБ. Предложенные новые алгоритмы фильтрации параметров МЧМ-ШПС обеспечивают точность измерения квазидальности не хуже 10 м (СКО ошибки) при пороговом отношении сигнал/шум равном – 40дБ.

Практическая значимость результатов диссертационной работы определяется её направленностью на  использование результатов исследований для повышения помехозащищённости, точности и дальности действия  разрабатываемых широкополосных РНС с ограниченным частотным ресурсом. 

Результаты исследований автора использованы  в НИОКР при разработке: широкополосной   РНС  «Спрут» диапазона СЧ, предназначенной для координатно-временного обеспечения кораблей и судов ВМФ и обладающей повышенными характеристиками точности, дальности действия и помехозащищенности (Гособоронзаказ – 23. 2003г.); модификации действующей РНС «Крабик-БМ» диапазона УВЧ. Данные работы выполнялись предприятием ФГУП «НПП «Радиосвязь» (г. Красноярск) в соответствии с Российским радионавигационным планом   по постановлению Правительства РФ № 35-2 от 22.01.03 г., решению Генерального штаба ВС РФ №351/3/958 от 05.02.03 г., решению Главнокомандующего ВМФ №708/МС/438 от 26.12.05 г., постановлению Правительства РФ №825-50 от 29.12.05 г.

Замена действующих систем морской радионавигации  широкополосной РНС «Спрут» будет способствовать улучшению качества навигационного обеспечения кораблей и судов ВМФ, внося значительный вклад в дело  повышения обороноспособности страны и эффективности координатно-временного обеспечения гражданских морских потребителей.

Результаты диссертационной работы использованы в хоздоговорных и госбюджетных НИР, выполненных на основании Федеральной целевой программы  по СРНС ГЛОНАСС, отраслевых и государственных программ в Красноярском государственном техническом университете и Сибирском федеральном университете. Ряд теоретических результатов получен при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований – грант № 08-08-00849-а.

Результаты исследований использованы в опытных образцах аппаратуры РНС «Спрут», прошедшей Государственные испытания и получившей положительную оценку Государственной комиссии, что подтверждается соответствующими актами. Практическая значимость предлагаемых в диссертационной работе решений подтверждена 5 патентами РФ.

Предложенные алгоритмы обработки шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией могут  найти применение при проектировании наземных РНС следующих поколений, а также в радионавигационной аппаратуре потребителей СРНС при соответствующей «модернизации» сигналов (переходе с фазовой манипуляции на МЧМ).

Результаты диссертационной работы используются в лекционных и практических курсах, а также в научно-исследовательской работе студентов, курсовом и дипломном проектировании.

 Достоверность полученных результатов подтверждается  корректным применением методов теории вероятностей и математической статистики, теории статистических решений, теории нелинейной и квазилинейной фильтрации, согласованностью аналитических результатов с результатами имитационного моделирования, а также сопоставлением с результатами работ других авторов. Достоверность полученных теоретических  результатов подтверждается экспериментальными исследованиями опытного образца РНС «Спрут», разработанного при непосредственном участии автора диссертационной работы.