04.06.2011, Лабораторная работа по многолучевости

Материал из SRNS
Перейти к: навигация, поиск
(Исходные данные)
 
(не показаны 55 промежуточных версий 2 участников)
Строка 1: Строка 1:
<accesscontrol>SuperUsers</accesscontrol>
 
 
<summary>'''Задача:''' разработать методическое пособие и отработать выполнение лабораторной работы по многолучевому распространению сигналов СРНС на основе [[Модель многолучевого распространения сигналов|модели]].</summary> <br>
 
<summary>'''Задача:''' разработать методическое пособие и отработать выполнение лабораторной работы по многолучевому распространению сигналов СРНС на основе [[Модель многолучевого распространения сигналов|модели]].</summary> <br>
  
 
За образец оформления и стиля предлагается взять методическое пособие [http://mpei.ru/Exp/getparm_AU.asp?parmvalueid=4000070001423 "МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В ПРОГРАММЕ SYSTEM VIEW. Лабораторная работа № 3"] авторства [[Сизякова А.Ю.|Сизяковой А.Ю.]]
 
За образец оформления и стиля предлагается взять методическое пособие [http://mpei.ru/Exp/getparm_AU.asp?parmvalueid=4000070001423 "МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В ПРОГРАММЕ SYSTEM VIEW. Лабораторная работа № 3"] авторства [[Сизякова А.Ю.|Сизяковой А.Ю.]]
  
 +
Описание ЛР перенесено на страницу: [[Многолучевое распространение сигналов СРНС (лабораторная работа)]]
  
Заголовок: '''Моделирование многолучевого распространения сигнала СРНС в среде Matlab'''
 
 
== Введение ==
 
 
Спутниковые навигационные системы и их приложения в современном мире играют огромную роль: они способствуют развитию экономики страны, улучшают условия жизни людей, укрепляют оборону страны. Развитие навигационных технологий не останавливается: совершенствуются и космический, и наземный, и потребительский сегменты. Одна из существующих задач – повышение точности навигационных определений, одна из существующих проблем на этом пути – многолучевое распространение сигналов. Данная проблема особо остро стоит при применении навигационной аппаратуры потребителей (НАП) в условиях городской застройки, в составе военных комплексов (бронетехника, суда), при высокоточных фазовых измерениях.
 
 
Для борьбы с влиянием многолучевого распространения необходимо изучить характер этого влияния. Антенну, фронтенд и корреляторы навигационного приемника можно считать, в некотором приближении, линейными устройствами. Прохождение через них навигационного сигнала хорошо изучено. Для составления адекватной модели процессов в этих элементах приемника достаточно определить запаздывание, ослабление и фазовый сдвиг отраженного сигнала относительно прямого. Тогда в качестве модели процессов можно принять суперпозицию откликов на прямой и отраженный сигнал. 
 
 
В настоящей лабораторной работе студентам предлагается развить свои представления о многолучевом распространении сигнала и его влиянии на приемник на предельно простом, но практически ценном модельном примере: приеме сигналов неподвижным приемником в условиях переотражения от вертикального экрана конечных размеров, расположенном на некотором расстоянии от приемной антенны.
 
 
Лабораторный практикум включает в себя:
 
* ознакомление с математической моделью многолучевого распространения и его воздействия на навигационный приемник;
 
* самостоятельный численный расчет отдельных зависимостей с помощью приведенной математической модели;
 
* моделирование многолучевого распространения сигнала СРНС в программе, созданной в среде Matlab;
 
* обработку и сравнение полученных результатов.
 
 
== Модель многолучевого распространения сигналов ==
 
 
Проведем логические рассуждения, на основе которых получены математические модели многолучевого распространения.
 
 
=== Исходные данные ===
 
 
Опишем Землю, отражающий экран, фазовый центр антенны навигационного спутника и фазовый центр приемной антенны НАП как сферу, ограниченный прямоугольником участок плоскости и две точки в трехмерном пространстве соответственно (см. рисунок 1).
 
 
[[File:20110604_3D_View.png|thumb|423px|center|Рис. 1 Многолучевое распространение сигнала с отражением от экрана конечных размеров]]
 
 
Для этого зададим две декартовы системы координат:
 
* СК  <math>x_{E}^{{}}y_{E}^{{}}z_{E}^{{}}O_{E}^{{}}</math>, связанная с центом Земли (сферы);
 
* СК  <math>xyzO_{}^{}</math>, связанная с СК  преобразованием:
 
::<math>x=x_{E}^{{}};\begin{matrix}
 
  {}  \\
 
\end{matrix}y=y_{E}^{{}};\begin{matrix}
 
  {}  \\
 
\end{matrix}z=z_{E}^{{}}-R_{E}^{{}}</math>, {{eqno|1}}
 
:где  - средний радиус Земли, равный 6 371 км.
 
 
Пусть, известна высота экрана <math>c\ll R_{E}^{{}}</math> и его ширина <math>\left( a+b \right)\ll R_{E}^{{}}</math>. Тогда, в СК <math>xyzO_{}^{}</math> плоскость отражающего экрана описывается уравнением <math>y=0</math>, а его точки удовлетворяют соотношениям:
 
::<math>y=0;\begin{matrix}
 
  {}  \\
 
\end{matrix}a\ge x\ge b;\begin{matrix}
 
  {}  \\
 
\end{matrix}c\ge z\ge 0.</math> {{eqno|2}}
 
 
Пусть, на некотором расстоянии <math>l\ll R_{E}^{{}}</math> от экрана, значительно меньшем радиуса Земли, расположена приемная антенна, поднятая над поверхностью на высоту <math>h</math>. Тогда, в качестве модели фазового центра антенны в СК <math>xyzO_{}^{}</math> выступает точка <math>\{x_{a}^{{}},y_{a}^{{}},z_{a}^{{}}\}</math> или её радиус-вектор <math>\vec{r}_{a}^{{}}</math>, где
 
::<math>x_{a}^{{}}=0;\begin{matrix}
 
  {}  \\
 
\end{matrix}y_{a}^{{}}=l;\begin{matrix}
 
  {}  \\
 
\end{matrix}z_{a}^{{}}=h.</math> {{eqno|3}}
 
 
Моделью фазового центра передающей антенны спутника выступает точка <math>\{x_{sv}^{{}}(t),y_{sv}^{{}}(t),z_{sv}^{{}}(t)\}</math>
 
(или её радиус-вектор <math>\vec{r}_{sv}^{{}}</math>), движущаяся вокруг центра СК <math>x_{E}^{{}}y_{E}^{{}}z_{E}^{{}}O_{E}^{{}}</math> по соответствующему закону.
 
 
Если существует переотражённый от экрана сигнал, то точка его отражения имеет координаты <math>\{x_{o}^{{}}(t),y_{o}^{{}}(t),z_{o}^{{}}(t)\}</math> (радиус-вектор <math>\vec{r}_{o}^{{}}</math>).
 
 
Центр сферы расположен в точке <math>(0;0;0)</math> в СК <math>x_{E}^{{}}y_{E}^{{}}z_{E}^{{}}O_{E}^{{}}</math>, радиус сферы - <math>R_{E}^{{}}</math>.
 
 
Рассматриваемая модель рассматривает отражение сигнала только от вертикального экрана. Сигналы, отражённые от поверхности земли, достаточно хорошо подавляются специализированными антеннами.
 
 
== Домашняя подготовка ==
 
 
Перед выполнением работ в лаборатории, обучающиеся проводят предварительную подготовку. Результаты студентами предоставляются индивидуально на бумажных носителях до начала выполнения лабораторной работы.
 
 
#
 
 
== Лабораторное задание ==
 
 
{{wl-publish: 2011-06-04 14:27:59 +0400 | Korogodin }}
 
{{wl-publish: 2011-06-04 14:27:59 +0400 | Korogodin }}
[[Категория:Лабораторные работы]]
+
[[Категория:Лабораторные работы по курсу АП СРНС]]

Текущая версия на 22:57, 9 июня 2013

Задача: разработать методическое пособие и отработать выполнение лабораторной работы по многолучевому распространению сигналов СРНС на основе модели.

За образец оформления и стиля предлагается взять методическое пособие "МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В ПРОГРАММЕ SYSTEM VIEW. Лабораторная работа № 3" авторства Сизяковой А.Ю.

Описание ЛР перенесено на страницу: Многолучевое распространение сигналов СРНС (лабораторная работа)

[ Хронологический вид ]Комментарии

(нет элементов)

Войдите, чтобы комментировать.

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
SRNS Wiki
Рабочие журналы
Приватный файлсервер
QNAP Сервер
Инструменты