GLONASS Signalplan.

GLONASS Signalplan.

Som det ble nevnt i begynnelsen av dette kapitlet, benytter GLONASS, i motsetning til de andre GNSS-systemene, en annen DSSS-teknikk [G.W. Hein et al., 2006c] [1] basert pa Frequency Division Multiple Access (FDMA) for a overfore sine spennende signaler.

GLONASS bruker FDMA i bade L1 og L2 delbandene. I henhold til denne ordningen overforer hver satellittnavigasjonssignaler pa egen b refrekvens, slik at to GLONASS-satellitter kan sende navigasjonssignaler pa samme b refrekvens hvis de befinner seg i antipodale spor i et enkelt baneplan [GLONASS ICD, 2002] [2 ]. Faktisk utnytter den faktiske konstellasjonen denne egenskapen siden 2005 da hoyere frekvenskanaler matte slas av for a oppfylle CCIR-anbefalingen 769. Vi kan tydeligvis se dette hvis vi ser pa satellittene som er tildelt hver av GLONASS-flyene som vist i folgende figur med status fra mai 2008. Som det er klart a se, overforer antipodale satellitter til samme frekvens.

De rode sporene indikerer at satellitten er i vedlikehold. Bla betyr riktig drift. Videre overfores to forskjellige typer signaler [GLONASS ICD, 2002] [2] av GLONASS satellitter: Standard Precision (SP) og High Precision (HP) i bade L1 og L2 bandene. GLONASS-standardnoyaktighetssignalet, ogsa kjent som C / A-kode, har en klokkefrekvens pa 0,511 MHz og er designet for bruk av sivile brukere over hele verden mens hoyt noyaktighetssignal (P Code) har en klokkefrekvens pa 5,11 MHz og moduleres av en spesiell kode som kun er tilgjengelig for brukere som er autorisert av Forsvarsdepartementet. Siden GLONASS-M, gir bade L1 og L2 brukerne standardnoyaktighetskoden C / A. Videre vil den moderniserte GLONASS ogsa sende FDMA signaler pa L3 band og CDMA signaler i L1 og L5.

Nominelle verdier for FDMA L1, L2 og L3 b refrekvenser er definert som:

hvor: representerer frekvenskanalen = 1602 MHz for GLONASS L1-bandet, = 562,5 kHz frekvensseparasjon mellom GLONASS-b rere i L1-bandet, = 1246 MHz for GLONASS L2-bandet, = 437,5 kHz frekvensavstand mellom GLONASS-b rere i L2-bandet , = 1201 MHz for GLONASS L3-bandet, og = 437,5 kHz frekvensseparasjon mellom GLONASS-b rere i L3-bandet.

Som vi kan se, er GLONASS L2-b rers referansesignal 7/9 av L1-b rehenvisningen og GLONASS L3-b rehenvisningen er 3/4 av L1-b rehenvisningen. Videre ma det bemerkes at GLONASS-satellittene til 2005 brukte frekvenskanalene k = 0. 12 uten begrensninger og kanalnumrene k = 0 og 13 for tekniske formal.

Siden da bruker GLONASS bare frekvenskanalene k = -7. +6 og alle satellitter som lanseres utover det aret, vil bruke filtre, som begrenser utslipp utenom bandet til den skadelige interferensgrensen i CCIR-ITU-anbefaling 769 for 1610.6 – 1613.8 MHz og 1660-1670 MHz radio-astronomibandene. Det er interessant a merke seg at selv om begrensningen for bruk av hoyere frekvenskanaler bare pavirker L1-bandet, siden parameteren k bestemmer kanalen i bade L1 og L2-bandene, vil de ovre frekvensene av L2 som svarer til kanalene +7 til +13 ble automatisk avlivet.

For a fa et tydeligere innblikk i hvordan spektrene av GLONASS-signalene ser ut, studerer vi neste gang alle bandene i detalj.

GLONASS L1 Band.

Det overforte navigasjonssignalet er i begge tjenestene til L1 en bipol r faseforskyvingsnokkelform (BPSK) bolgeform med klokkehastigheter pa henholdsvis 0,511 og 5,11 MHz for henholdsvis standard- og noyaktighetssignalene. L1-signalet moduleres ved Modulo-2 tillegg av pseudo-tilfeldig (PR) strekkode, digitale data i navigasjonsmeldingen og en ekstra meander-sekvens. Alle ovennevnte frekvenser genereres koherent ved bruk av en enkelt ombordtid / frekvensoscillatorstandard [GLONASS ICD, 2002] [2]. For tilfelle av standardnoyaktighetssignalene (C / A) er PR-strekkoden en sekvens med lengde maksimalt et skiftregister (m-sekvens) og en periode pa 1 millisekund med bithastighet pa 511 kbps. Navigeringsmeldingen sendes til 50 bps og hjelpemiddelsekvensen ved 100 Hz.

Videre er det viktig a merke seg at GLONASS FDMA L1-bandet ikke akkurat sammenfaller med GPS- og Galileo L1-bandet. Faktisk varierer GLONASS L1-bandet fra 1592.9525 MHz til 1610.485 MHz nar bare de 14 kanalene k = -7. +6 er ansatt. I de neste figurene ble hver av kanalene filtrert for a bare sende hovedlobben til BPSK-signalet, og PSD ble normalisert for a ha enhetskraft innenfor den tilsvarende overforingsbandbredden.

PSDene til GLONASS-signalene er vist i folgende figur:

Igjen, for a fa et tydeligere bilde av hvor overfylt RNSS-bandene blir, etter hvert som flere og flere land hevder sine rettigheter til a ha sitt eget GNSS, viser folgende figur GPS, Galileo og GLONASS-signaler i E1 / L1-bandet.

Det er viktig a merke seg at GPS L1C-piloten og datasignalene er vist i kvadratur i figuren, selv om den endelige fasingen fortsatt er apen ifolge [GPS ICD-800, 2006] [3]. For a fullfore noen detaljer om de tekniske egenskapene til GLONASS L1-signalene presenteres neste:

Det er viktig a merke seg at i motsetning til tilfelle av GPS og Galileo i de forrige kapitlene, ma frekvensene ikke multipliseres med faktoren 1.023.

GLONASS L2 Band.

Det overforte navigasjonssignalet er, som ogsa i L1, en bipol r faseforskyvingsnokkelform (BPSK) bolgeform med lignende klokkefrekvenser som i L1-bandet. L2-signalet moduleres ved Modulo-2-tillegget til PR-strekkoden og hjelpemyder-sekvensen. For tilfelle av standardnoyaktighetssignalene (C / A) er PR-strekkoden en sekvens av maksimal lengde pa et skiftregister (M-sekvens) med en periode pa 1 millisekund og en bithastighet pa 511 kbps. Navigasjonsmeldingen sendes til 50 bps, og hjelpemidlet er 100 Hz.

Vi viser i figuren de neste signalene til GPS og GLONASS i L2-bandet sammen.

For a fullfore noen detaljer om de tekniske egenskapene til GLONASS L2-signalene, presenteres i neste tabell:

Det er viktig a merke seg igjen at i motsetning til tilfelle av GPS og Galileo i de forrige kapitlene, ma frekvensene ikke multipliseres med faktoren 1.023.

GLONASS L3 Band.

Som vist under Munchen Satellite Navigation Summit 2008, planlegger GLONASS a overfore navigasjonssignaler ogsa pa L3-bandet, selv om den bestemte signalplanen ikke er avgjort enna. Faktisk studeres fire mulige scenarier for oyeblikket:

Alternativ 1: GLONASS K-satellitter vil bruke en bandbredde pa ca. 15 MHz med 16 kanaler. Bade in-fase og kvadratur-signaler ville v re BPSK (4) med en chiphastighet pa 4.092 MHz. Det er interessant a merke seg at som GPS og Galileo ma faktor 4 forstas som multiplisert med 1.023, selv om vi snakker om FDMA-signaler. Alternativ 2: GLONASS-L3 ville ha en 24 MHz bandbredde og ville overfore BPSK (8) til in-fase-kanalen og BPSK (2) for kvadratur-signaler. Alternativ 3: Dette alternativet er identisk med alternativ 1, men skiftes med 3 MHz til hoyere frekvenser for a oppna bedre isolasjon med Galileo E6. Alternativ 4: Dette alternativet er identisk med alternativ 2, men flyttes med 3 MHz til hoyere frekvenser, ogsa for a forbedre spektralisolasjonen med andre signaler i bandet.

Og na sammen med GPS og Galileo sammen:

Vi analyserer na det andre alternativet for GLONASS-signalene i L3. Folgende figur viser de forskjellige spektrene.

og igjen, med GPS og Galileo sammen:

For a fullfore, er de tekniske egenskapene til GLONASS L3-signalene oppsummert i neste tabell:

Referanser.

^ [G.W. Hein et al., 2006c] G.W. Hein, J.-A. Avila-Rodriguez, S. Wallner, DaVinci Galileo Code og andre, Inside GNSS – Working Papers, Inside GNSS, Vol. 1, nr. 6, september 2006, s. 62-73. ^ abc [GLONASS ICD, 2002] GLONASS SIS ICD 2002. Versjon 5 ^ [GPS ICD-800, 2006] Utkast til ISST GPS-800 Navstar GPS-romsegment / brukersegment L1C-grensesnitt, 19. april 2006.

Informasjonen som presenteres i denne NAVIPEDIA-artikkelen er et utdrag av doktorgradsarbeidet utfort av Dr. Jose Angel Avila Rodriguez i FAF-universitetet i Munchen som en del av doktorgradsavsnittet «Pa generaliserte signalvevformer for satellittnavigasjon», presentert i juni 2008, Munchen ( Tyskland)