[go: up one dir, main page]

RU2310221C1 - Device for synchronizing clock - Google Patents

Device for synchronizing clock Download PDF

Info

Publication number
RU2310221C1
RU2310221C1 RU2006110268/28A RU2006110268A RU2310221C1 RU 2310221 C1 RU2310221 C1 RU 2310221C1 RU 2006110268/28 A RU2006110268/28 A RU 2006110268/28A RU 2006110268 A RU2006110268 A RU 2006110268A RU 2310221 C1 RU2310221 C1 RU 2310221C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
frequency
local oscillator
phase
Prior art date
Application number
RU2006110268/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Ипатов (RU)
Александр Васильевич Ипатов
Виктор Иванович Дикарев (RU)
Виктор Иванович Дикарев
Борис Васильевич Койнаш (RU)
Борис Васильевич Койнаш
Андрей Михайлович Финкельштейн (RU)
Андрей Михайлович Финкельштейн
Original Assignee
Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук filed Critical Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук
Priority to RU2006110268/28A priority Critical patent/RU2310221C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2310221C1 publication Critical patent/RU2310221C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: communication and alarm systems.
SUBSTANCE: device can be used for comparing time scales disposed at large distances and placed onto transportation vehicles and on-ground check and control point, as well as for remote control of technical condition of transportation vehicle and its location at on-ground check and control point. Device for synchronizing clock has CCD repeater, GPS navigation system satellites, first and second points. First point disposed at motionless object has frequency and time standard, two heterodynes, pseudo-noise signal generator, OR gate, three mixers, three intermediate frequency amplifiers, three power amplifiers, duplexer, receiving-transmitting aerial, two clippers, two memory units, correlator, two multipliers, two band-pass filters, two phase detectors, board controller, master oscillator, phase manipulator, detectors and on-board registrar. Second point, selected as on-ground check and control point, has frequency and time standard, two heterodynes, pseudo-noise signal oscillator, switch, OR gate, two mixers, two intermediate frequency amplifiers, two clippers, two memory units, correlator, multiplier, band-pass filter, phase detector, on-ground controller, master oscillator and phase manipulator.
EFFECT: widened functional abilities of device.
8 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к области средств связи и сигнализации и может быть использовано для сличения шкал времени, разнесенных на большое расстояние и размещенных на транспортных средствах и наземном пункте управления и контроля, и для дистанционного контроля технического состояния транспортного средства и его местонахождения на наземном пункте управления и контроля.The proposed device relates to the field of communications and signaling and can be used to compare time scales spaced over a long distance and placed on vehicles and the ground control and monitoring center, and for remote monitoring of the technical condition of the vehicle and its location at the ground control center and control.

Известны способы синхронизации часов (авт. свид. СССР №№591.799, 614.416, 970.300, 1.180.835, 1.244.632, 1.278.800; патенты РФ №№2.001.423, 2.003.157, 2.040.035, 2.177.167; B.C.Губанов, А.М.Финкельштейн, П.А.Фридман. Введение в радиоастрономию. - М., 1983 и другие).Known methods for clock synchronization (ed. Certificate of the USSR No. 591.799, 614.416, 970.300, 1.180.835, 1.244.632, 1.278.800; RF patents No. 2.001.423, 2.003.157, 2.040.035, 2.177.167; BC Gubanov, A. M. Finkelshtein, P. A. Fridman. Introduction to radio astronomy. - M., 1983 and others).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является "Устройство синхронизации часов" (патент РФ №2.001.423, G04С 11/02, 1992), которое и выбрано в качестве прототипа.Of the known devices, the closest to the proposed one is "Clock synchronization device" (RF patent No. 2.001.423, G04C 11/02, 1992), which is selected as a prototype.

Указанное устройство обеспечивает сличение шкал времени, разнесенных на большое расстояние, и основано на использовании дуплексного метода связи через геостационарный ИСЗ-ретранслятор.The specified device provides a comparison of time scales spaced over a long distance, and is based on the use of the duplex method of communication through a geostationary satellite repeater.

Основное достоинство дуплексного метода связи состоит в том, что в нем исключается длина трассы прохождения сигнала. Поэтому его точность в основном зависит от параметров бортового ретранслятора, типа используемого сигнала и техники измерения временных интервалов.The main advantage of the duplex communication method is that it eliminates the length of the signal path. Therefore, its accuracy mainly depends on the parameters of the onboard transponder, the type of signal used, and the technique for measuring time intervals.

Известное устройство обеспечивает синхронизацию часов только между стационарными наземными пунктами, разнесенными на большое расстояние, с использованием геостационарного ИСЗ-ретранслятора.The known device provides clock synchronization only between stationary ground points spaced a long distance using a geostationary satellite repeater.

Однако на практике в ряде случаев возникает задача дистанционного наблюдения из центра управления и контроля за поведением подвижного объекта, работой его систем и действиями экипажа, а также дистанционного контроля за техническим состоянием подвижного объекта и его местонахождением. При этом в качестве подвижных объектов могут быть космические, воздушные, водные и наземные транспортные средства.However, in practice, in some cases, the task of remote monitoring from the control and monitoring center for the behavior of a moving object, the operation of its systems and the actions of the crew, as well as remote monitoring of the technical condition of a moving object and its location, arises. At the same time, space, air, water and land vehicles can be used as moving objects.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем дистанционного управления и контроля за техническим состоянием подвижного объекта и его местонахождением в процессе передвижения.An object of the invention is to expand the functionality of the device by remote control and monitoring the technical condition of the moving object and its location during the movement.

Поставленная задача решается тем, что устройство синхронизации часов, содержащее ИСЗ-ретранслятор, первый и второй пункты, каждый из которых содержит последовательно включенные эталон частоты и времени, первый гетеродин, первый смеситель, первый усилитель промежуточной, первый усилитель мощности, дуплексер, вход-выход которого связан с приемо-передающей антенной, второй усилитель мощности, второй смеситель, второй вход которого через второй гетеродин соединен с первым выходом эталона частоты и времени, второй клиппер, второй вход которого соединен с четвертым выходом эталона частоты и времени, второй блок памяти и коррелятор, последовательно подключенные ко второму выходу эталона частоты и времени генератор псевдошумового сигнала, первый клиппер, второй вход которого соединен с третьим выходом эталона частоты и времени, и первый блок памяти, выход которого соединен с вторым входом коррелятора, снабжено на первом пункте элементом ИЛИ, двумя перемножителями, двумя полосовыми фильтрами, двумя фазовыми детекторами, бортовым контроллером, датчиками, бортовым регистратором, задающим генератором, фазовым манипулятором, приемной антенной, третьим усилителем мощности, третьим смесителем и третьим усилителем промежуточной частоты, причем к выходу второго усилителя промежуточной частоты последовательно подключены первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, первый полосовой фильтр, первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, бортовой контроллер, второй вход которого соединен с выходом коррелятора, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и элемент ИЛИ, второй вход которого через переключатель соединен со вторым выходом генератора псевдошумового сигнала, а выход подключен ко второму входу первого смесителя, к выходу приемной антенны последовательно подключены третий усилитель мощности, третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, третий усилитель промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, второй полосовой фильтр и второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, а выход подключен к третьему входу бортового контроллера, выход датчиков подключен к бортовому регистратору и к четвертому входу бортового контроллера, на втором пункте элементом ИЛИ, перемножителем, полосовым фильтром, фазовым детектором, наземным контроллером, задающим генератором и фазовым манипулятором, причем к выходу второго усилителя промежуточной частоты последовательно подключены перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, полосовым фильтром, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, наземный контроллер, второй вход которого соединен с выходом коррелятора, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и элемент ИЛИ, второй вход которого через переключатель соединен с вторым выходом генератора псевдошумового сигнала, а выход подключен ко второму входу первого смесителя, при этом первый пункт размещен на подвижном объекте, в качестве которого может быть выбрано космическое, воздушное, водное или наземное транспортное средство, а второй наземный пункт выбран в качестве центра управления и контроля.The problem is solved in that the clock synchronization device containing a satellite repeater, the first and second points, each of which contains a frequency and time standard connected in series, the first local oscillator, the first mixer, the first intermediate amplifier, the first power amplifier, duplexer, input-output which is connected to the transceiver antenna, a second power amplifier, a second mixer, the second input of which is connected through the second local oscillator to the first output of the frequency and time standard, the second clipper, the second input of which connected to the fourth output of the frequency and time reference, a second memory unit and a correlator connected in series to the second output of the frequency and time standard, a pseudo noise signal generator, a first clipper, the second input of which is connected to the third output of the frequency and time standard, and the first memory block, output which is connected to the second input of the correlator, is equipped at the first point with an OR element, two multipliers, two band-pass filters, two phase detectors, an on-board controller, sensors, an on-board recorder m, a master oscillator, a phase manipulator, a receiving antenna, a third power amplifier, a third mixer and a third intermediate frequency amplifier, and the first multiplier is connected to the output of the second intermediate frequency amplifier, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, the first bandpass filter, the first phase a detector, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, an on-board controller, the second input of which is connected to the output of the correlator, a phase manipulator, the second One of which is connected to the output of the master oscillator, and an OR element, the second input of which is connected via a switch to the second output of the pseudo-noise signal generator, and the output is connected to the second input of the first mixer, the third power amplifier, the third mixer, the second input of which are connected in series to the output of the receiving antenna connected to the output of the second local oscillator, a third intermediate frequency amplifier, a second multiplier, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, a second band-pass filter and a second a gas detector, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, and the output is connected to the third input of the on-board controller, the output of the sensors is connected to the on-board recorder and to the fourth input of the on-board controller, at the second point an OR element, a multiplier, a bandpass filter, a phase detector, a ground controller a master oscillator and a phase manipulator, and a multiplier is connected in series to the output of the second intermediate-frequency amplifier, the second input of which is connected to the output of the first getter one, by a bandpass filter, a phase detector, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, a ground controller, the second input of which is connected to the output of the correlator, a phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, and an OR element, the second input of which is connected via a switch with the second output of the pseudo-noise signal generator, and the output is connected to the second input of the first mixer, while the first point is placed on a moving object, which can be selected as a space aural, water or land vehicle, and the second ground station is selected as the center of management and control.

Геометрическая схема расположения подвижного объекта ПО, наземного центра управления и контроля ЦУК, спутников навигационной системы GPS и ИСЗ-ретранслятора S изображена на фиг.1, где введены следующие обозначения: О - центр массы Земли; d - база интерферометра; r - радиус-вектор ИСЗ-ретранслятора, размещенного на геостационарной орбите. Частотная диаграмма, поясняющая преобразование сигналов, изображена на фиг.2. Структурная схема наземного центра управления и контроля ЦУК представлена на фиг.3 и на фиг.4. Временные диаграммы, поясняющие работу подвижного объекта, наземного центра управления и контроля и приемника GPS-сигналов, изображены на фиг.5, 6 и 7. Временная диаграмма дуплексного метода сличения часов представлена на фиг.8, где введены следующие обозначения: S, А, В - шкала времени ИСЗ-ретранслятора, подвижного объекта ПО и наземного центра управления и контроля ЦУК соответственно.The geometrical arrangement of the moving software object, the ground control and monitoring center of the CCM, the satellites of the GPS navigation system and the satellite relay S is shown in figure 1, where the following notation is introduced: O is the center of mass of the Earth; d is the base of the interferometer; r is the radius vector of the satellite repeater placed in a geostationary orbit. A frequency diagram explaining signal conversion is depicted in FIG. 2. The structural diagram of the ground control and monitoring center of the CMS is shown in FIG. 3 and FIG. 4. Timing diagrams explaining the operation of a moving object, a ground control and monitoring center and a GPS receiver are shown in FIGS. 5, 6 and 7. A timing diagram of the duplex clock comparison method is shown in FIG. 8, where the following notation is introduced: S, A, B is the time scale of the satellite repeater, the software mobile object, and the ground control and monitoring center of the CMS, respectively.

Устройство синхронизации часов содержит ИС3-ретранслятор, первый и второй пункты, каждый из которых содержит последовательно включенные эталон 1.1(2.1) частоты и времени, первый гетеродин 1.2(2.2), первый смеситель 1.7(2.7), первый усилитель 1.8(2.8) промежуточной частоты, первый усилитель 1.9(2.9) мощности, дуплексер 1.10(2.10), вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 1.11(2.11), второй усилитель 1.12(2.12) мощности, второй смеситель 1.13(2.13), второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 1.3(2.3), второй усилитель 1.14(2.14) промежуточной частоты, второй клиппер 1.16(2.16), второй вход которого соединен с четвертым выходом эталона 1.1(2.1) частоты и времени, второй блок памяти 1.18(2.18) и контроллер 1.19(2.19), последовательно подключенные ко второму выходу эталона 1.1(2.1) частоты и времени, генератор 1.4(2.4) псевдошумового сигнала, первый клиппер 1.15(2.15), второй вход которого соединен с третьим выходом эталона 1.1(2.1) частоты и времени, и первый блок 1.17(2.17) памяти, выход которого соединен со вторым входом коррелятора 1.19(2.19), последовательно подключенные к выходу второго усилителя 1.14(2.14) промежуточной частоты, первый перемножитель 1.20(2.20), второй вход которого соединен с выходом гетеродина 1.3(2.2), первый полосовой фильтр 1.21(2.21), фазовый детектор 1.22(2.22), второй вход которого соединен с выходом гетеродина 1.2(2.3), бортовой (наземный) контроллер 1.23(2.23), второй вход которого соединен с выходом коррелятора 1.19(2.19), фазовый манипулятор 1.25(2.25), второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 1.24(2.24), и элемент ИЛИ 1.6(2.6), второй вход которого через переключатель 1.5(2.5) соединен со вторым выходом генератора 1.4(2.4) псевдошумового сигнала, а выход подключен ко второму входу смесителя 1.7(2.7).The clock synchronization device contains an IS3 repeater, the first and second points, each of which contains sequentially connected frequency and time reference 1.1 (2.1), the first local oscillator 1.2 (2.2), the first mixer 1.7 (2.7), the first intermediate frequency amplifier 1.8 (2.8) , the first power amplifier 1.9 (2.9), a duplexer 1.10 (2.10), the input-output of which is connected to the transceiver antenna 1.11 (2.11), the second power amplifier 1.12 (2.12), the second mixer 1.13 (2.13), the second input of which is connected to the output of the second local oscillator 1.3 (2.3), the second amplifier 1.14 (2.14) intermediate frequency, WTO the second clipper 1.16 (2.16), the second input of which is connected to the fourth output of the standard 1.1 (2.1) frequency and time, the second memory block 1.18 (2.18) and the controller 1.19 (2.19), connected in series to the second output of the standard 1.1 (2.1) frequency and time , a pseudo-noise signal generator 1.4 (2.4), the first clipper 1.15 (2.15), the second input of which is connected to the third output of the frequency and time standard 1.1 (2.1), and the first memory block 1.17 (2.17), the output of which is connected to the second input of the correlator 1.19 ( 2.19), connected in series to the output of the second intermediate-frequency amplifier 1.14 (2.14), trans the first multiplier 1.20 (2.20), the second input of which is connected to the output of the local oscillator 1.3 (2.2), the first bandpass filter 1.21 (2.21), the phase detector 1.22 (2.22), the second input of which is connected to the output of the local oscillator 1.2 (2.3), on-board (ground) controller 1.23 (2.23), the second input of which is connected to the output of the correlator 1.19 (2.19), the phase manipulator 1.25 (2.25), the second input of which is connected to the output of the master oscillator 1.24 (2.24), and the OR element 1.6 (2.6), the second input of which switch 1.5 (2.5) is connected to the second output of the pseudo noise signal generator 1.4 (2.4), and the output is connected to Valid mixer rum 1.7 (2.7).

Кроме того, первый пункт содержит приемник GPS-сигналов, состоящий из последовательно включенных приемной антенны 1.28, третьего усилителя 1.29 мощности, смесителя 1.30, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 1.3, усилителя 1.31 промежуточной частоты, перемножителя 1.32, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 1.3, полосового фильтра 1.33 и фазового детектора 1.34, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 1.2, а вход подключен к третьему входу бортового контроллера 1.23, четвертый вход которого соединен с выходом датчиков 26, к которому также подключен бортовой регистратор 27.In addition, the first item contains a GPS signal receiver, consisting of a series-connected receiving antenna 1.28, a third power amplifier 1.29, a mixer 1.30, the second input of which is connected to the output of a local oscillator 1.3, an intermediate-frequency amplifier 1.31, a multiplier 1.32, the second input of which is connected to the output the local oscillator 1.3, the band-pass filter 1.33 and the phase detector 1.34, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 1.2, and the input is connected to the third input of the on-board controller 1.23, the fourth input of which is connected to the output of the sensors 26, to otorrhea also connected flight recorder 27.

При этом первый пункт размещен на подвижном объекте, в качестве которого может быть выбрано космическое, воздушное, водное или наземное транспортное средство, а второй наземный пункт выбран в качестве центра управления и контроля.In this case, the first point is located on a moving object, which can be selected as a space, air, water or land vehicle, and the second ground point is selected as a control and monitoring center.

Устройство синхронизации часов работает следующим образом.The clock synchronization device operates as follows.

На первом шаге единичных измерений в момент времени t1A по часам подвижного объекта ПО псевдошумовой сигнал α1 (фиг.8), созданный генератором 1.4 с помощью стандарта 1.1 частоты и времени, преобразуют с помощью гетеродина 1.2, смесителя 1.7 и усилителя 1.8 первой промежуточной частоты в сигнал с частотой ω1, усиливают с помощью усилителя 1.9 мощности и излучают через дуплексер 1.10 и приемо-передающую антенну 1.11 в направлении ИСЗ-ретранслятора S. Вместе с тем этот же сигнал клиппируют в клиппере 1.15 тактовой частотой того же стандарта частоты 1.1 и записывают в буферное запоминающее устройство 1.17. Регистрация синхронизируется стандартом 1.1 частоты и времени.In the first step of single measurements at a time t 1 A by the clock of a moving software object, the pseudo-noise signal α 1 (Fig. 8), created by the generator 1.4 using the frequency and time standard 1.1, is converted using the local oscillator 1.2, mixer 1.7, and amplifier 1.8 of the first intermediate the frequencies into a signal with a frequency of ω 1 , amplified by a power amplifier 1.9 and radiated through a duplexer 1.10 and a transceiver antenna 1.11 in the direction of the satellite A repeater S. However, the same signal is clipped in clipper 1.15 with a clock frequency of the same frequency standard 1.1 and the records They are inserted into the buffer memory 1.17. Registration is synchronized with frequency and time standard 1.1.

В тот же момент времени t1A=t1B по часам наземного центра управления и контроля ЦУК с помощью той же кодовой последовательности формируют такой же шумовой СВЧ-сигнал (сигнал β1), регистрируют, но не отправляют на регистрацию (переключатель 2.5 разомкнут). Принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте ω1 (сигнал α1), переизлучают его на подвижный объект и наземный центр управления и контроля на частоте ω2 с сохранением фазовых соотношений, принимают ретранслированный сигнал на обоих пунктах, преобразуют его в сигнал на видеочастоте, регистрируют в моменты времени t2A и t2B соответственно (сигналы α2, β2).At the same time t 1 A = t 1 B according to the clock of the ground control center of the central control center using the same code sequence they generate the same noise microwave signal (signal β 1 ), register, but do not send for registration (switch 2.5 open ) Onboard equipment of a satellite repeater receives a signal at a frequency of ω 1 (signal α 1 ), re-emits it to a moving object and a ground control and monitoring center at a frequency of ω 2 with preserving phase relations, receives a relay signal at both points, converts it into a signal at a video frequency register at time t 2 A and t 2 B, respectively (signals α 2 , β 2 ).

На втором шаге (при передаче сигнала из центра управления и контроля) переключатель 1.5 должен быть разомкнут, а переключатель 2.5 замкнут и сигнал α3 из генератора 1.4 через клиппер 1.15 поступает на то же запоминающее устройство 1.17.At the second step (when transmitting a signal from the control and monitoring center), switch 1.5 must be open, and switch 2.5 is closed and signal α 3 from generator 1.4 is transmitted through clipper 1.15 to the same memory device 1.17.

В произвольный момент времени t3B=t2B+Θ по часам второго пункта аналогично формируют и регистрируют шумовой СВЧ-сигнал (сигнал β3). Принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте ω1 (сигнал α3), переизлучают его в пункты А и В на частоте ω2 с сохранением фазовых составляющих, принимают ретранслированный сигнал в обоих пунктах, преобразуют его в сигналы на видеочастоте, регистрируют в моменты времени t4A и t4B соответственно (сигналы α4 и β4).At an arbitrary point in time t 3 B = t 2 B + Θ, the noise of the microwave signal (β 3 signal) is similarly generated and recorded by the hours of the second point. On -board equipment of the AES repeater receives a signal at a frequency of ω 1 (signal α 3 ), re-emits it to points A and B at a frequency of ω 2 while maintaining phase components, receives a relay signal at both points, converts it to signals at a video frequency, records at times time t 4 A and t 4 B, respectively (signals α 4 and β 4 ).

Корреляционной обработкой двух пар зарегистрированных сигналов в перерыве между актами измерений в корреляторах 1.19 и 2.19 определяют следующие временные задержки и их производные:The correlation processing of two pairs of registered signals in the interval between the measurement events in the correlators 1.19 and 2.19 determines the following time delays and their derivatives:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

где Fi - частота интерференции (i=1, 2, 3, 4);where F i is the frequency of interference (i = 1, 2, 3, 4);

Figure 00000007
Figure 00000007

aj, bj (j>1, 2, 3) - время распространения сигнала между ИСЗ и пунктами А и В соответственно;a j , b j (j> 1, 2, 3) - signal propagation time between the satellite and points A and B, respectively;

Figure 00000008
,
Figure 00000009
- задержки сигналов в излучающей аппаратуре обоих пунктов;
Figure 00000008
,
Figure 00000009
- signal delays in the radiating equipment of both points;

Figure 00000010
,
Figure 00000011
- задержки сигналов в приемо-регистрирующей аппаратуре;
Figure 00000010
,
Figure 00000011
- signal delays in the receiving and recording equipment;

ΔS - задержка сигналов в бортовой аппаратуре ИСЗ-ретранслятора;ΔS - signal delay in the onboard equipment of the satellite repeater;

Δt=tB-tA - искомая разность показаний часов в один и тот же физический момент.Δt = t B -t A is the desired difference in the clock readings at the same physical moment.

Полагая aj и bj линейными функциями с производными

Figure 00000012
,
Figure 00000013
, получим:Assuming a j and b j linear functions with derivatives
Figure 00000012
,
Figure 00000013
we get:

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

где

Figure 00000017
Where
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

Δ'A,B, Δ"A,B - задержки сигналов в атмосфере на частоте f1 и f2 соответственно;Δ ' A, B , Δ " A, B - signal delays in the atmosphere at a frequency f 1 and f 2, respectively;

ν - релятивистская поправка (эффект Саньяка);ν - relativistic correction (Sagnac effect);

ω - угловая скорость вращения Земли;ω is the angular velocity of the Earth;

с - скорость света;c is the speed of light;

D - площадь четырехугольника О'A'S'В', образуемого в экваториальной плоскости центром масс Земли, проекциями пунктов А, В и ИСЗ-ретранслятора.D is the area of the O'A'S'B 'quadrangle formed in the equatorial plane by the center of mass of the Earth, the projections of points A, B and the satellite repeater.

Поправку γ на подвижность ИСЗ-ретранслятора во время единичного измерения проще всего свести к нулю соответствующим выбором свободного параметра Θ:The correction γ for the mobility of the satellite repeater during a single measurement is most easily reduced to zero by the appropriate choice of the free parameter Θ:

Figure 00000019
Figure 00000019

который следует в начале измерений рассчитывать по приближенным эфемеридным данным, а затем уточнить по результатам текущих измерений.which should be calculated at the beginning of measurements by approximate ephemeris data, and then clarified by the results of current measurements.

Что касается поправки δ аппаратурные задержки, то ее можно найти путем калибровки по методу "нулевой базы". Атмосферная поправка ε также учитывается.As for the correction δ, hardware delays, it can be found by calibration using the “zero base” method. The atmospheric correction ε is also taken into account.

В пунктах А и В аппаратура работает одинаково, только порядок шагов в них обратный. Для вычисления разности показаний часов Δt достаточно обменяться между пунктами полученными цифровыми данными, что можно делать по обычным телефонным или телеграфным каналам связи. Результаты сличения поступают в бортовой 1.23 и наземный 2.23 контроллеры.In points A and B, the equipment works the same way, only the order of steps in them is the opposite. To calculate the difference of the clock readings Δt, it is enough to exchange the received digital data between the points, which can be done via ordinary telephone or telegraph communication channels. The results of the comparison are sent to the airborne 1.23 and ground-based 2.23 controllers.

В процессе движения подвижного объекта датчики 26, расположенные в различных местах транспортного средства (двигательный отсек, корпус, система управления, топливные баки и т.д.), передают информацию о состоянии контролируемых узлов транспортного средства бортовому регистратору 27, который может быть выполнен в виде средства записи на магнитную ленту, оптический носитель, бумажный носитель и т.д.In the process of moving a movable object, sensors 26 located in various places of the vehicle (engine compartment, housing, control system, fuel tanks, etc.) transmit information about the state of the monitored vehicle components to the on-board recorder 27, which can be made in the form tape recorders, optical media, paper, etc.

Одновременно указанная информация поступает на второй вход бортового контроллера 1.23, на третий вход которого подается информация о местоположении подвижного объекта, полученная от приемника GPS-сигналов. Последний состоит из приемной антенны 1.18, усилителя 1.29 мощности, смесителя 1.30, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 1.3, усилителя 1.31 второй промежуточной частоты, перемножителя 1.32, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 1.3, полосового фильтра 1.33 и фазового детектора 1.34, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 1.2, а выход подключен к третьему входу бортового контроллера 1.23.At the same time, this information is fed to the second input of the on-board controller 1.23, to the third input of which information on the location of the moving object received from the GPS signal receiver is supplied. The latter consists of a receiving antenna 1.18, a power amplifier 1.29, a mixer 1.30, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 1.3, amplifier 1.31 of the second intermediate frequency, multiplier 1.32, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 1.3, band-pass filter 1.33 and phase detector 1.34, the second the input of which is connected to the output of the local oscillator 1.2, and the output is connected to the third input of the on-board controller 1.23.

В состав Глобальной навигационной системы GPS (Global Positioning System) входят космический сегмент, состоящий из 24 ИСЗ, сеть наземных станций наблюдения за их работой и пользовательский сегмент - навигационные приемники GPS-сигналов.The Global Positioning System (GPS) includes a space segment consisting of 24 satellites, a network of ground-based monitoring stations for their operation, and a user segment — GPS receivers.

Каждый GPS-спутник излучает на частоте ω2=1575 МГц специальный навигационный сигнал в виде бинарного фазоманипулированного (ФМн) сигнала, манипулированного по фазе псевдослучайной последовательностью длиной 1023 символа (фиг.7, а):Each GPS satellite emits at a frequency of ω 2 = 1575 MHz a special navigation signal in the form of a binary phase-manipulated (PSK) signal, phase-manipulated pseudorandom sequence with a length of 1023 characters (Fig. 7, a):

Figure 00000020
0≤t≤Tc,
Figure 00000020
0≤t≤T c ,

где φk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с псевдослучайной последовательностью длительностью N=1023.where φ k (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the law of phase manipulation in accordance with a pseudo-random sequence of duration N = 1023.

Данный сигнал принимается антенной 1.28 и через усилитель 1.29 мощности поступает на первый вход смесителя 1.30, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 1.3This signal is received by the antenna 1.28 and through the power amplifier 1.29 is fed to the first input of the mixer 1.30, the second input of which supplies the local oscillator voltage 1.3

Figure 00000021
Figure 00000021

На выходе смесителя 1.30 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 1.31 выделяется напряжение второй промежуточной частоты (фиг.7,б)At the output of the mixer 1.30, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 1.31 distinguishes the voltage of the second intermediate frequency (Fig.7, b)

Figure 00000022
0≤t≤Tc,
Figure 00000022
0≤t≤T c ,

где

Figure 00000023
Where
Figure 00000023

K1 - коэффициент передачи смесителя;K 1 - gear ratio of the mixer;

ωпр2г22 - вторая промежуточная частота; np2 ω = ω z22 - the second intermediate frequency;

φпр22г2,φ pr2 = φ 2g2 ,

которое поступает на первый вход перемножителя 1.32. На второй вход последнего подается напряжение uг2(t) гетеродина 1.3. На выходе перемножителя образуется напряжение (фиг.7, в)which goes to the first input of the multiplier 1.32. The second input of the latter is supplied with voltage u g2 (t) of the local oscillator 1.3. At the output of the multiplier a voltage is generated (Fig. 7, c)

Figure 00000024
0≤t≤Tc,
Figure 00000024
0≤t≤T c ,

где

Figure 00000025
;Where
Figure 00000025
;

K2 - коэффициент передачи перемножителя;K 2 - transfer coefficient of the multiplier;

ωг1г2пр2,w r1 r2 = ω -ω WP2,

которое представляет собой ФМн-сигнал на частоте ωг1 гетеродина 1.2 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 1.34. На второй (опорный) вход фазового детектора 1.34 в качестве опорного напряжения подается напряжение гетеродина 1.2which is an FMN signal at a frequency ω g1 of the local oscillator 1.2 and is fed to the first (information) input of the phase detector 1.34. The local oscillator voltage 1.2 is applied to the second (reference) input of the phase detector 1.34 as a reference voltage

Figure 00000026
Figure 00000026

В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 1.3 образуется низкочастотное напряжение (фиг.7, г)As a result of synchronous detection at the output of the phase detector 1.3, a low-frequency voltage is generated (Fig. 7, d)

Figure 00000027
Figure 00000027

где

Figure 00000028
Where
Figure 00000028

K3 - коэффициент передачи фазового детектора,K 3 - the transfer coefficient of the phase detector,

которое поступает на третий вход бортового контроллера 1.23, где определяется местоположение подвижного объекта (широта и долгота). Для этого достаточно присутствия в зоне радиовидимости трех спутников. Точность определения местоположения подвижного объекта - 50...80 м.which goes to the third input of the on-board controller 1.23, where the location of the moving object (latitude and longitude) is determined. For this, the presence of three satellites in the radio visibility zone is sufficient. The accuracy of determining the location of a moving object is 50 ... 80 m.

Один из основных методов повышения точности определения местонахождения подвижного объекта и устранения ошибок, связанных с введением режима селективного доступа, основан на применении известного в радионавигации принципа дифференциальных навигационных измерений.One of the main methods for increasing the accuracy of determining the location of a moving object and eliminating errors associated with the introduction of selective access mode is based on the application of the principle of differential navigation measurements, known in radio navigation.

Дифференциальный режим позволяет установить координаты транспортного средства с точностью до 5 м в динамической навигационной обстановке и до 2 м в статике.The differential mode allows you to set the coordinates of the vehicle with an accuracy of 5 m in a dynamic navigation environment and up to 2 m in static.

Бортовой контроллер 1.23, выполненный с возможностью программирования времени между сеансами радиосвязи в зависимости от величины измеренных датчиками 26 параметров, с обусловленной периодичностью (например, 30 мин) через бортовой сегмент спутниковой связи, ИСЗ-ретранслятор и наземный сегмент спутниковой связи передает полученную информацию (местонахождение, протокол событий, техническое состояние, суть внештатной ситуации, если она возникла, а также полную траекторию передвижения за межсеансный промежуток) в наземный центр управления и контроля.The on-board controller 1.23, configured to program the time between radio sessions depending on the size of the parameters measured by the sensors 26, with a predetermined periodicity (for example, 30 minutes), transmits the received information through the on-board satellite communications segment, the satellite repeater and the ground-based satellite communications segment (location, event protocol, technical condition, the essence of the emergency situation, if it arose, as well as the full trajectory of movement for the intersession period) to the ground control center and control.

С этой целью задающий генератор 1.24 генерирует высокочастотное колебание (фиг.5,а)To this end, the master oscillator 1.24 generates a high-frequency oscillation (Fig.5, a)

Figure 00000029
0≤t≤Tc,
Figure 00000029
0≤t≤T c ,

которое поступает на первый вход фазового манипулятора 1.25. На второй вход последнего подается с выхода бортового контроллера 1.23 модулирующий код M1(t) (фиг.5,б), содержащий информацию о техническом состоянии подвижного объекта и его местоположении. На выходе фазового манипулятора 1.25 формируется сложный ФМн-сигнал (фиг.5,в)which goes to the first input of the phase manipulator 1.25. The second input of the latter is fed from the output of the on-board controller 1.23 modulating code M 1 (t) (Fig.5, b) containing information about the technical condition of the moving object and its location. At the output of the phase manipulator 1.25, a complex QPSK signal is generated (Fig. 5, c)

Figure 00000030
0≤t≤Tc,
Figure 00000030
0≤t≤T c ,

где φk1(t)={0, π} - манипуляционная составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M1(t) (фиг.5,б), причем φk1(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2, ... N-1);where φ k1 (t) = {0, π} is the manipulation component of the phase, which displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M 1 (t) (Fig. 5, b), and φ k1 (t) = const at kτ e <t <(k + 1) τ e and can change stepwise at t = kτ e , i.e. at the borders between elementary premises (k = 1, 2, ... N-1);

τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Tc1 (Tc1=Nτэ), который через элемент ИЛИ 1.6 поступает на первый вход первого смесителя 1.7. На второй смеситель 1.7 с выхода первого гетеродина 1.2 подается напряжение uг1(t). Элемент ИЛИ 1.6 обеспечивает очередность поступления на первый вход смесителя 1.7 псевдошумового СВЧ-сигнала с выхода генератора 1.6 и ФМн-сигнала с выхода фазового детектора 1.25. На выходе смесителя 1.7 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 1.8 выделяется напряжение только первой промежуточной (суммарной) частоты (фиг.5,г)τ e , N is the duration and number of chips that make up a signal of duration T c1 (T c1 = Nτ e ), which through an OR 1.6 element is supplied to the first input of the first mixer 1.7. The second mixer 1.7 from the output of the first local oscillator 1.2 is supplied with voltage u g1 (t). The OR 1.6 element provides the sequence of receipt at the first input of the mixer 1.7 of the pseudo-noise microwave signal from the output of the generator 1.6 and the PSK signal from the output of the phase detector 1.25. At the output of mixer 1.7, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 1.8 is allocated voltage only the first intermediate (total) frequency (figure 5, g)

Figure 00000031
0≤t≤Tc,
Figure 00000031
0≤t≤T c ,

где

Figure 00000032
;Where
Figure 00000032
;

ωпр1cг1 - первая промежуточная (суммарная) частота;ω pr1 = ω c + ω g1 - the first intermediate (total) frequency;

φпр1cг1,φ pr1 = φ c + φ g1 ,

которое после усиления в усилителе 1.9 мощности через дуплексер 1.10 поступает в приемо-передающую антенну 1.11, излучается ею в эфир в направлении ИСЗ-ретранслятора, переизлучается им на этой же частоте с сохранением фазовых соотношений, принимается антенной 2.11 наземного центра управления и контроля и через дуплексер 2.10 и усилитель 2.12 мощности поступает на первый вход смесителя 2.13, на второй вход которого подается напряжение uu1(t) гетеродина 2.3. На выходе смесителя 2.13 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 2.14 выделяется напряжение второй промежуточной (разностной) частоты (фиг.5,д)which after amplification in the power amplifier 1.9 through the duplexer 1.10 enters the transceiver antenna 1.11, it is broadcasted in the direction of the satellite, re-emitted by it at the same frequency while maintaining phase relationships, it is received by the antenna 2.11 of the ground control and monitoring center and through the duplexer 2.10 and power amplifier 2.12 is supplied to the first input of the mixer 2.13, the second input of which is supplied with the voltage u u1 (t) of the local oscillator 2.3. At the output of the mixer 2.13, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 2.14 allocated voltage of the second intermediate (differential) frequency (Fig.5, d)

Figure 00000033
0≤t≤Tc1,
Figure 00000033
0≤t≤T c1 ,

где

Figure 00000034
;Where
Figure 00000034
;

ωпр2пр1г1 - вторая промежуточная (разностная) частота;ω pr2 = ω pr1 -ω g1 - the second intermediate (difference) frequency;

φпр3пр1г1,φ pr3 = φ pr1g1 ,

которое поступает на первый вход перемножителя 2.20. На второй вход перемножителя 2.20 подается напряжение uг2(t) гетеродина 2.2. На выходе перемножителя 2.20 образуется напряжение (фиг.5,е)which goes to the first input of the multiplier 2.20. The voltage u g2 (t) of the local oscillator 2.2 is supplied to the second input of the multiplier 2.20. At the output of the multiplier 2.20, a voltage is generated (Fig. 5, e)

Figure 00000035
0≤t≤Tc1,
Figure 00000035
0≤t≤T c1 ,

где

Figure 00000036
;Where
Figure 00000036
;

ωг1прг2пр2 - промежуточная частота, d1 = ω ω ave = ω z2np2 - intermediate frequency,

которое выделяется полосовым фильтром 2.21 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 2.22. На второй (опорный) вход фазового детектора 2.22 подается напряжение uг1(t) гетеродина 2.3 в качестве опорного напряжения. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 2.22 образуется низкочастотное напряжение (фиг.5,ж)which is allocated by the band-pass filter 2.21 and arrives at the first (information) input of the phase detector 2.22. At the second (reference) input of the phase detector 2.22, a voltage u g1 (t) of the local oscillator 2.3 is supplied as a reference voltage. As a result of synchronous detection at the output of the phase detector 2.22, a low-frequency voltage is generated (figure 5, g)

Figure 00000037
Figure 00000037

где

Figure 00000038
Where
Figure 00000038

которое поступает на второй вход наземного контролера 2.23.which goes to the second input of the ground controller 2.23.

По результатам анализа ситуации наземным контроллером 2.23 на наземном центре управления и контроля принимается соответствующее решение, например об отключении неисправного двигателя, или формируются рекомендации экипажу по действиям при развитии нештатных ситуаций.Based on the results of the analysis of the situation by the ground controller 2.23 at the ground control and control center, an appropriate decision is made, for example, to turn off the faulty engine, or recommendations are made to the crew on actions in case of emergencies.

Для передачи указанных команд в наземном контроллере 2.23 формируется модулирующий код M2(t) (фиг.6,б), который поступает на второй вход фазового манипулятора 2.25. На первый вход последнего подается высокочастотное колебание с выхода задающего генератора 2.24 (фиг.6,а)To transmit these commands in the ground controller 2.23, a modulating code M 2 (t) is generated (Fig.6, b), which is fed to the second input of the phase manipulator 2.25. At the first input of the latter is fed a high-frequency oscillation from the output of the master oscillator 2.24 (Fig.6, a)

Figure 00000039
0≤t≤Tc2.
Figure 00000039
0≤t≤T c2 .

На выходе фазового манипулятора 2.25 формируется сложный ФМн-сигнал (фиг.6,б)At the output of the phase manipulator 2.25, a complex QPSK signal is generated (Fig.6, b)

Figure 00000040
0≤t≤Tc2,
Figure 00000040
0≤t≤T c2 ,

который через элемент ИЛИ 2.6 поступает на первый вход смесителя 2.7. На второй вход смесителя 2.7 подается напряжение uг2(t) гетеродина 2.2. На выходе смесителя 2.7 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 2.8 выделяется напряжение промежуточной частоты (фиг.6,г)which through the element OR 2.6 enters the first input of the mixer 2.7. The voltage u g2 (t) of the local oscillator 2.2 is supplied to the second input of the mixer 2.7. At the output of the mixer 2.7, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 2.8 allocated voltage of the intermediate frequency (Fig.6, g)

Figure 00000041
0≤t≤Tc2,
Figure 00000041
0≤t≤T c2 ,

где

Figure 00000042
Where
Figure 00000042

ωпрг2c2 - промежуточная частота;ω CR = ω g2c = ω 2 - intermediate frequency;

φ4cг2,φ 4 = φ cg2 ,

которое после усиления в усилителе 2.9 мощности через дуплексер 2.10 поступает в приемо-передающую антенну 2.11, излучается ею в направление ИСЗ-ретранслятора на частоте ω2, переизлучается бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора с сохранением фазовых соотношений, принимается антенной 1.11 подвижного объекта и через дуплексер 1.10 и усилитель 1.12 мощности поступает на первый вход смесителя 1.13, на второй вход которого подается напряжение uг2(t) гетеродина 1.3. На выходе смесителя 1.13 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 1.14 выделяется напряжение второй промежуточной частоты (фиг.6,д)which, after amplification in the power amplifier 2.9, through the duplexer 2.10 enters the transceiver antenna 2.11, is emitted by it in the direction of the artificial satellite relay at the frequency ω 2 , is reradiated by the onboard equipment of the artificial satellite repeater with preserving phase relations, it is received by the antenna 1.11 of the moving object and through the duplexer 1.10 and the power amplifier 1.12 is supplied to the first input of the mixer 1.13, the second input of which is supplied with the voltage u g2 (t) of the local oscillator 1.3. At the output of the mixer 1.13, voltages of combination frequencies are formed. Amplifier 1.14 distinguishes the voltage of the second intermediate frequency (Fig.6, d)

Figure 00000043
0≤t≤Tc2,
Figure 00000043
0≤t≤T c2 ,

где

Figure 00000044
Where
Figure 00000044

ωпр2г22 - вторая промежуточная частота; np2 ω = ω z22 - the second intermediate frequency;

φ64г2,φ 6 = φ 4g2 ,

которое поступает на первый вход перемножителя 1.20. На второй вход последнего подается напряжение uг2(t) гетеродина 1.3. На выходе перемножителя 1.20 образуется напряжение (фиг.6,е)which goes to the first input of the multiplier 1.20. The second input of the latter is supplied with voltage u g2 (t) of the local oscillator 1.3. At the output of the multiplier 1.20 a voltage is generated (Fig.6, e)

Figure 00000045
0≤t≤Tc2,
Figure 00000045
0≤t≤T c2 ,

где

Figure 00000046
Where
Figure 00000046

ωпрг2пр2пр - промежуточная частота; straight ω = ω z2np2 = ω ave - intermediate frequency;

φ76г2,φ 7 = φ 6g2 ,

которое выделяется полосовым фильтром 1.21 и поступает на первый вход фазового детектора 1.22. На второй (опорный) вход фазового детектора 1.22 подается напряжение uг1(t) в качестве опорного напряжения. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 1.22 образуется низкочастотное напряжение (фиг.6,ж)which is allocated by the band-pass filter 1.21 and arrives at the first input of the phase detector 1.22. The second (reference) input of the phase detector 1.22 is supplied with voltage u g1 (t) as the reference voltage. As a result of synchronous detection at the output of the phase detector 1.22, a low-frequency voltage is generated (Fig.6, g)

Figure 00000047
Figure 00000047

где

Figure 00000048
Where
Figure 00000048

которое поступает на четвертый вход бортового контроллера 1.23, где реализуются команды и рекомендации наземного центра управления и контроля.which goes to the fourth input of the on-board controller 1.23, where the commands and recommendations of the ground control and monitoring center are implemented.

В случае соответствия всех измеренных датчиками 26 параметров условиям нормальной эксплуатации подвижного объекта, а места нахождения подвижного объекта - плановому месту нахождения передача дискретной информации с борта подвижного объекта в наземный центр управления и контроля происходит с заданной периодичностью (например, один раз в 30 мин).If all the parameters measured by the sensors 26 correspond to the conditions of normal operation of the moving object, and the location of the moving object to the planned location, the transmission of discrete information from the board of the moving object to the ground control and monitoring center occurs at a predetermined frequency (for example, once every 30 minutes).

При превышении хотя бы одного из измеренных параметров заданного уровня или отклонения места нахождения подвижного объекта от планового места нахождения период между передачами сокращается.If at least one of the measured parameters of a given level is exceeded or the location of the moving object deviates from the planned location, the period between transfers is reduced.

При создании аварийной ситуации дискретную информацию с борта подвижного объекта передают непрерывно.When creating an emergency, discrete information from the board of a moving object is transmitted continuously.

Режим передачи дискретной информации бортовым контроллером 1.23 может быть также изменен решением командного состава подвижного объекта или наземным центром управления и контроля.The mode of transmission of discrete information by the on-board controller 1.23 can also be changed by a decision of the command staff of a moving object or by a ground control and control center.

При возвращении контролируемых параметров к допустимым значениям, а также соответствии места нахождения подвижного объекта плановому месту нахождения период между передачей дискретной информации будет снова увеличен.When the controlled parameters return to acceptable values, as well as the correspondence of the location of the moving object to the planned location, the period between the transmission of discrete information will again be increased.

Таким образом, предлагаемое устройство синхронизации часов по сравнению с прототипом обеспечивает не только сличение удаленных шкал времени, но и дистанционное управление и контроль за техническим состоянием подвижного объекта и его местонахождением в процессе передвижения. Это достигается применением метода дуплексной радиосвязи с использованием сложных сигналов с фазовой манипуляцией.Thus, the proposed device clock synchronization in comparison with the prototype provides not only the comparison of remote time scales, but also remote control and monitoring of the technical condition of the moving object and its location during the movement. This is achieved by using the duplex radio communication method using complex signals with phase shift keying.

Указанные сигналы открывают новые возможности в технике передачи дискретной информации. Они позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.These signals open up new possibilities in the technique of transmitting discrete information. They allow you to apply a new type of selection - structural selection. This means that there is a new opportunity to separate signals operating in the same frequency band and at the same time intervals.

К числу других проблем, от решения которых в значительной мере зависит дальнейший прогресс средств радиосвязи, следует отнести проблему установления надежной связи в каналах при наличии многолучевого характера распространения радиоволн. Наличие многолучевого характера распространения радиоволн приводит к искажению принимаемых сигналов, что затрудняет прием и снижает достоверность передачи информации.Among other problems, the solution of which largely determines the further progress of radio communications, should include the problem of establishing reliable communication in channels in the presence of a multipath nature of the propagation of radio waves. The presence of the multipath nature of the propagation of radio waves leads to a distortion of the received signals, which complicates the reception and reduces the reliability of the transmission of information.

Попытки преодолеть вредное влияние многолучевости предпринимаются уже давно. К ним можно отнести разнесенный прием, селекцию сигналов по времени и углу прихода, корректирующее кодирование и некоторые другие методы. Однако все они не дают принципиального решения проблемы.Attempts to overcome the harmful effects of multipath have been made for a long time. These include diversity reception, signal selection by time and angle of arrival, corrective coding, and some other methods. However, all of them do not provide a fundamental solution to the problem.

Сложный ФМн-сигнал благодаря своим хорошим корреляционным свойствам может быть "свернут" в узкий импульс, длительность которого обратно пропорциональна используемой ширине полосы частот. Выбирая такую полосу частот, чтобы длительность "свернутого" импульса была меньше времени запаздывания, можно осуществить раздельный прием импульсов, приходящих в точку приема различными путями, а суммируя их энергию, можно, кроме того, повысить помехоустойчивость приема сложных ФМн-сигналов. Тем самым указанная проблема получает принципиальное разрешение.Due to its good correlation properties, a complex FMN signal can be “folded” into a narrow pulse, the duration of which is inversely proportional to the used bandwidth. Choosing such a frequency band so that the duration of the “convoluted” pulse is less than the delay time, it is possible to separately receive pulses arriving at the receiving point in various ways, and by summing their energy, it is also possible to increase the noise immunity of complex QPSK signals. Thus, the indicated problem gets a fundamental solution.

С точки зрения обнаружения сложные ФМн-сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.From the point of view of detection, complex QPSK signals have high energy and structural secrecy.

Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала. Она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time and spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, a complex QPSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex QPSK signal is by no means small. It is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point in this area the signal power is less than the power of noise and interference.

Структурная скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.The structural secrecy of complex QPSK signals is due to the wide variety of their shapes and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing of complex QPSK signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiver.

Предлагаемое устройство может быть использовано для контроля выполнения рейсов воздушными и морскими транспортными средствами, для контроля учений авиации дальнего действия и морского флота, при полете пилотируемых космических кораблей и искусственных спутников Земли, для обеспечения испытаний авиационной и морской техники за пределами видимости средств испытательных баз, для контроля за работой малоопытных экипажей и изношенной техники.The proposed device can be used to monitor flight operations by air and sea vehicles, to control the exercises of long-range aviation and the navy, during the flight of manned spacecraft and artificial Earth satellites, to ensure testing of aviation and marine equipment beyond the scope of the test bases, for control over the work of inexperienced crews and worn equipment.

Использование предлагаемого устройства позволяет принимать решения по действию в нештатных ситуациях в момент их возникновения, передавать на борт подвижного объекта рекомендации по действиям при развитии нештатных ситуаций, выдавать указания службам спасения при неблагоприятном развитии нештатных ситуаций, выдавать точное целеуказание на поиск потерпевшего аварию транспортного средства. Тем самым функциональные возможности устройства расширены.Using the proposed device allows you to make decisions on action in emergency situations at the time of their occurrence, transmit recommendations on how to deal with emergency situations on board a moving object, give instructions to emergency services in the event of an emergency, give an accurate target designation to search for a vehicle that has crashed. Thus, the functionality of the device is expanded.

Claims (1)

Устройство синхронизации часов, содержащее ИСЗ-ретранслятор, первый и второй пункты, каждый из которых содержит последовательно включенные эталон частоты и времени, первый гетеродин, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый усилитель мощности, дуплексер, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, второй усилитель мощности, второй смеситель, второй вход которого через второй гетеродин соединен с первым выходом эталона частоты и времени, второй клиппер, второй вход которого соединен с четвертым выходом эталона частоты и времени, второй блок памяти и коррелятор, последовательно подключенные ко второму выходу эталона частоты и времени, генератор псевдошумового сигнала, первый клиппер, второй вход которого соединен с третьим выходом эталона частоты и времени, и первый блок памяти, выход которого соединен со вторым входом коррелятора, отличающееся тем, что оно снабжено на первом пункте элементом ИЛИ, двумя перемножителями, двумя полосовыми фильтрами, двумя фазовыми детекторами, бортовым контроллером, датчиками, бортовым регистратором, задающим генератором, фазовым манипулятором, приемной антенной, третьим усилителем мощности, третьим смесителем, третьим усилителем промежуточной частоты, причем к выходу второго усилителя промежуточной частоты последовательно подключены первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, первый полосовой фильтр, первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, бортовой контроллер, второй вход которого соединен с выходом коррелятора, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и элемент ИЛИ, второй вход которого через переключатель соединен со вторым выходом генератора псевдошумового сигнала, а выход подключен ко второму входу первого смесителя, к выходу приемной антенны последовательно подключены третий усилитель мощности, третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, третий усилитель промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, второй полосовой фильтр и второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, а выход подключен к третьему входу бортового контроллера, выход датчиков подключен к бортовому регистратору и к четвертому входу бортового контроллера, на втором пункте устройство снабжено элементом ИЛИ, перемножителем, полосовым фильтром, фазовым детектором, наземным контроллером, задающим генератором и фазовым манипулятором, причем к выходу второго усилителя промежуточной частоты последовательно подключены перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, полосовой фильтр, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, наземный контроллер, второй вход которого соединен с выходом коррелятора, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и элемент ИЛИ, второй вход которого через переключатель соединен со вторым выходом генератора псевдошумового сигнала, а выход подключен ко второму входу первого смесителя, при этом первый пункт размещен на подвижном объекте, в качестве которого может быть выбрано космическое, воздушное, водное или наземное транспортное средство, а второй наземный пункт выбран в качестве центра управления и контроля.A clock synchronization device containing a satellite repeater, the first and second points, each of which contains a frequency and time reference, a first local oscillator, a first mixer, a first intermediate frequency amplifier, a first power amplifier, a duplexer, the input-output of which is connected to a transceiver antenna , a second power amplifier, a second mixer, the second input of which is connected through the second local oscillator to the first output of the frequency and time reference, the second clipper, the second input of which is connected to the fourth output ohm of the frequency and time reference, a second memory unit and a correlator connected in series to the second output of the frequency and time standard, a pseudo-noise signal generator, a first clipper, the second input of which is connected to the third output of the frequency and time standard, and the first memory block, the output of which is connected to the second input of the correlator, characterized in that it is equipped on the first paragraph with an OR element, two multipliers, two band-pass filters, two phase detectors, on-board controller, sensors, on-board recorder, a transmitting generator, a phase manipulator, a receiving antenna, a third power amplifier, a third mixer, a third intermediate frequency amplifier, and the first multiplier, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, the first bandpass filter, the first phase detector, are connected in series to the output of the second intermediate frequency amplifier the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, the on-board controller, the second input of which is connected to the output of the correlator, a phase manipulator, the second input to is connected to the output of the master oscillator, and the OR element, the second input of which is connected via the switch to the second output of the pseudo-noise signal generator, and the output is connected to the second input of the first mixer, the third power amplifier, the third mixer, the second input of which is connected to the output of the receiving antenna with the output of the second local oscillator, a third intermediate frequency amplifier, a second multiplier, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, a second bandpass filter and a second phase the second detector, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, and the output is connected to the third input of the on-board controller, the sensors output is connected to the on-board recorder and to the fourth input of the on-board controller, at the second point the device is equipped with an OR element, a multiplier, a bandpass filter, a phase detector, a ground controller, a master oscillator and a phase manipulator, and a multiplier is connected in series to the output of the second intermediate-frequency amplifier, the second input of which is connected to the output ohm of the first local oscillator, a bandpass filter, a phase detector, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, a ground controller, the second input of which is connected to the output of the correlator, a phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, and an OR element, the second input of which the switch is connected to the second output of the pseudo-noise signal generator, and the output is connected to the second input of the first mixer, while the first item is placed on a moving object, which can be selected as smicheskoe, air, water or land vehicle, and the second ground station is selected as the center of management and control.
RU2006110268/28A 2006-03-30 2006-03-30 Device for synchronizing clock RU2310221C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006110268/28A RU2310221C1 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Device for synchronizing clock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006110268/28A RU2310221C1 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Device for synchronizing clock

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2310221C1 true RU2310221C1 (en) 2007-11-10

Family

ID=38958376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006110268/28A RU2310221C1 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Device for synchronizing clock

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2310221C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2383914C1 (en) * 2008-10-22 2010-03-10 Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН Method of synchronising watches and device for realising said method
RU2426167C1 (en) * 2010-04-20 2011-08-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Method of clock timing and device to this end
RU2585325C1 (en) * 2015-05-05 2016-05-27 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" (АО "НПП "Радиосвязь") System for synchronising frequency and time scale of remote stations
RU2622511C1 (en) * 2016-02-08 2017-06-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук Method of clock synchronization and device for its implementation
RU2662175C1 (en) * 2017-08-15 2018-07-24 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") Device for time scale comparing

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2001423C1 (en) * 1992-03-31 1993-10-15 Губанов Вадим Сергеевич; Дикарев Виктор Иванович; Кайдановский Михаил Наумович; Койнаш Борис Васильевич; Умарбаева Нина Дуйсекеновна Device for synchronizing clocks
RU2040035C1 (en) * 1993-02-22 1995-07-20 Евгений Львович Гуревич Timepiece synchronization method
RU2146833C1 (en) * 1997-12-30 2000-03-20 Закрытое акционерное общество Фирма "Котлин" Method for synchronization of time scales
RU30048U1 (en) * 2002-10-17 2003-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Нижегородский научно-исследовательский приборостроительный институт "Кварц" Receiver-comparator of signals of satellite radio navigation systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2001423C1 (en) * 1992-03-31 1993-10-15 Губанов Вадим Сергеевич; Дикарев Виктор Иванович; Кайдановский Михаил Наумович; Койнаш Борис Васильевич; Умарбаева Нина Дуйсекеновна Device for synchronizing clocks
RU2040035C1 (en) * 1993-02-22 1995-07-20 Евгений Львович Гуревич Timepiece synchronization method
RU2146833C1 (en) * 1997-12-30 2000-03-20 Закрытое акционерное общество Фирма "Котлин" Method for synchronization of time scales
RU30048U1 (en) * 2002-10-17 2003-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Нижегородский научно-исследовательский приборостроительный институт "Кварц" Receiver-comparator of signals of satellite radio navigation systems

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2383914C1 (en) * 2008-10-22 2010-03-10 Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН Method of synchronising watches and device for realising said method
RU2426167C1 (en) * 2010-04-20 2011-08-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Method of clock timing and device to this end
RU2585325C1 (en) * 2015-05-05 2016-05-27 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" (АО "НПП "Радиосвязь") System for synchronising frequency and time scale of remote stations
RU2622511C1 (en) * 2016-02-08 2017-06-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук Method of clock synchronization and device for its implementation
RU2662175C1 (en) * 2017-08-15 2018-07-24 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") Device for time scale comparing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11346957B2 (en) Trilateration-based satellite location accuracy for improved satellite-based geolocation
RU2590903C2 (en) Method and system for radio beacon geolocalisation in alarm and rescue system
US20100201570A1 (en) Interference Power Measurement
EP0860710A2 (en) Method and system for determining a position of a target vehicle utilizing two-way ranging
US5347285A (en) Method and apparatus for tracking the position and velocity of airborne instrumentation
EP2148214B1 (en) Spacecraft position estimating system and method
EP1877823B1 (en) Method and system for calibration of a radio direction finder
RU2310221C1 (en) Device for synchronizing clock
RU2389054C1 (en) Method for collation of time scales and device for its implementation
Clements et al. Geolocation of terrestrial GNSS spoofing signals from low Earth orbit
US10948566B1 (en) GPS-alternative method to perform asynchronous positioning of networked nodes
RU2301437C1 (en) Mode of comparison of time scale
Pelgrum et al. An investigation on the contributing factors of enhanced DME ranging errors
Navrátil et al. Exploiting terrestrial positioning signals to enable a low-cost passive radar
CA2741844C (en) System for positioning a geostationary satellite
GB1595146A (en) Position surveillance using one active ranging satellite and time of arrival of a signal from an independent satellite
JP2000180528A (en) Method for measuring position of mobile object and its system
Bouhanna et al. Relative range estimation using SDR for space traffic management
EP0664008B1 (en) Method and apparatus for tracking the position and velocity of airborne instrumentation
RU2507555C2 (en) Method of calibrating time scale
RU2842471C1 (en) Method of locating mobile radio-frequency radiation sources using cluster of spacecraft
RU2715845C9 (en) Ice and environment monitoring system
Malygin et al. The study of electromagnetic compatibility of meteorological radiosondes
Isoz Interference in global positioning system signals and its effect on positioning and remote sensing
Richter et al. Experimental Results of UAS Localization and Tracking by Passive TDoA

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080331