Details

Title: Пространственно-временная обработка радиосигналов при контроле целостности навигационного поля глобальных навигационных спутниковых систем: научный доклад: направление подготовки 11.06.01 «Электроника, радиотехника и системы связи» ; направленность 11.06.01_01 «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения»
Creators: Рачицкая Антонина Павловна
Scientific adviser: Цикин Игорь Анатольевич
Other creators: Краснова Надежда Константиновна
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт электроники и телекоммуникаций
Imprint: Санкт-Петербург, 2021
Collection: Научные работы аспирантов/докторантов; Общая коллекция
Subjects: Спутниковая навигация; Моделирование; Радиосигналы — Обработка; Математическое моделирование; Антенные решетки; контроль целостности навигационного поля; обобщенный критерий отношения правдоподобия; monitoring integrity of navigation field; generalized criterion of the likelihood ratio
UDC: 527:629.783; 621.391.8; 519.876.5; 621.396.67
Document type: Scientific report
File type: Other
Language: Russian
Level of education: Graduate student
Speciality code (FGOS): 11.06.01
Speciality group (FGOS): 110000 - Электроника, радиотехника и системы связи
Rights: Текст не доступен в соответствии с распоряжением СПбПУ от 11.04.2018 № 141
Record key: ru\spstu\vkr\15118

Annotation

Синтезированы и исследованы алгоритмы пространственной обработки сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в условиях воздействия структурных помех, обусловленных работой источника группы навигационных сигналов (ИГНС). При этом рассмотрен случай малогабаритных навигационных объектов, когда в условиях неизбежных ограничений прием сигналов осуществляется с использованием антенных решеток (АР) с малым числом элементов (2-6). Для указанных условий произведен синтез оптимального, в соответствии с обобщенным критерием отношения правдоподобия (ООП), алгоритма контроля целостности навигационного поля (КЦНП) при «прямой» обработке сигналов с элементов АР. Осуществлен поиск различных подоптимальных форм такого алгоритма с целью минимизации вычислительных затрат. Разработана универсальная имитационная модель в среде Matlab, позволившая оценить теоретическую эффективность сравниваемых оптимального и подоптимальных алгоритмов. В результате определен лучший с точки зрения вероятностных характеристик вариант алгоритма КЦНП при минимальных вычислительных затратах на его реализацию. С целью оценки адекватности проведенного моделирования было реализовано полунатурное моделирование с использованием записей реальных навигационных сигналов, принятых от ГНСС и имитатора ИГНС каналами реального радиоприемного устройства с последующей обработкой этих записей в среде Matlab в соответствии с рассматриваемым алгоритмом КЦНП. Полученные при этом результаты подтвердили высокую эффективность предложенного метода КЦНП при использовании АР с малым числом элементов.

Algorithms for GNSS signal processing have been synthesized and investigated when the reception of signals is implemented by the antenna array (AA) with a small number of elements (2-5). These algorithms assume spatial-temporal signal processing for integrity monitoring - decision-making procedure about GNSS structural interference source (GSIS) presence or absence. First of all in accordance to the generalized likelihood ratio test (GLRT) the optimal “direct” decision-making algorithm about GNSS integrity presence or absence was synthesized. Various suboptimal forms of such optimal algorithm were analyzed to minimize computational costs. Also some variants of numerical maximization procedure of algorithms by the unknown parameters in accordance to the GLRT were analyzed. Simulation model in the Matlab environment has been developed, which made it possible to evaluate the theoretical efficiency of the compared optimal and suboptimal algorithms. As a result, the best (from the point of view of the probabilistic characteristics) suboptimal algorithm with minimal computational costs was shown. The adequacy of the Matlab simulation was checked during additional semi-natural experiment. Such experiment was implemented using records of real GNSS and GSIS signals received by the real multichannel receiver. The experimental results confirmed the high efficiency of the proposed integrity monitoring algorithm when antenna array with a small number of elements is used.