28.06.2011, Оптимальный прием сигнала в угломере в условиях многолучевости

Материал из SRNS
Перейти к: навигация, поиск

Содержание

Синтез алгоритмов

Проведен Александром Ивановичем. Получены алгоритмы дискриминаторов: первой разности фаз для прямого и отраженного фронтов, разности хода лучей.

Затем аналогичный синтез провел Корогодин И.В., взяв за модель наблюдений стат.эквиваленты корреляционных сумм. Результаты практически совпадают.

Моделирование

Пишется модель: Модель многолучевого распространения сигналов для угломера.

Алгоритм без компенсации ошибки многолучевости

Характерное поведение ошибки оценки первой разности фаз при наличии переотраженного сигнала при использовании простого дискриминатора разности фаз, синтезированного в отсутствии отраженного сигнала:

20110701 ErrPsiOld.png

Ошибка напоминает биения - результат действия двух ошибок, вносимых многолучевостью в фазу - в первой и второй точке.

Синтезированный алгоритм при отсутствии ошибок по смежным параметрам

Использование нового дискриминатора при известных \psi_m, \phi_{m,0}, k дает отличные результаты (2\sigma = 0.9 град., что совпадает с погрешностью в случае отсутствия многолучевости (SNR 45 дБГц, полоса СС 1 Гц)):

20110701 ErrPsiNew Potential.png

Данный результат можно интерпретировать как потенциальную точность слежения: ошибки по остальным направлениям пространства состояния равны нулю, погрешность определяется информацией Фишера и полосой фильтра. Точность порядка единицы градуса.

Синтезированный алгоритм: три связанных следящих системы

При совместной работе трех синтезированных СС погрешность определения первой разности фаз увеличивается примерно в полтора раза. Полосы СС: 1 Гц для \psi, 0.05 Гц для \psi_m, 0.2 Гц для \phi_{m,0}. Точность слежения за первой разностью фаз составила примерно 1.3 градуса (две сигмы) против 23 градусов при использовании алгоритма без компенсации ошибок многолучевости и 0.9 градуса при отсутствии многолучевости. Параметр k = 0.2, расстояние от экрана - 20 метров:

Условия моделирования (слайдер установлен на начальную точку)


Ошибки слежения за первой разностью фаз в сравнении: новые алгоритмы против старого
Ошибка слежения за первой разностью фаз при использовании синтезированных алгоритмов на всем интервале видимости спутника

Алгоритм достаточно нестабильно работает. Вероятны периодические срывы слежения по вспомогательным параметрам \psi_m и \phi_{m,0}. Скорее всего дело в неконтролируемом изменении полосы их следящих систем: крутизна дискриминатора может заметно меняться при изменении смежных параметров. Этот вопрос достоин своего исследования.

Например, на приведенном графике ошибки слежения видны выбросы до 4 градусов. На этом интервале произошел срыв слежения по параметру \phi_{m,0} с последующим перезахватом.

Ещё несколько двухчасовых реализаций ошибки слежения за первой разностью фаз:

20110703 ErrPsiNew2.png
20110703 ErrPsiNew3.png
20110703 ErrPsiNew4.png
20110703 ErrPsiNew5.png
20110703 ErrPsiNew6.png

Итого, на 2 июля остались нерешенными проблемы:

  1. Требуется более аккуратный выбор полос СС, контроль за их значением
  2. Открыт вопрос с дискриминатором параметра k
  3. Не завершено оформление программы, пока она разбита на отдельные скрипты

5 июля 2011

Существенно доработан интерфейс модели. Добавлен удобный вывод дискриминационных характеристик и представлений сигнала на комплексной плоскости.

20110705 Interface.png

Искажение дискриминационных характеристик приводит к достаточно нестабильной работе следящих систем. Дело усугубляется при внесении погрешности в оценку k. Даже изменение значения k из-за корреляционной функции (задержка от прямого луча порядка нескольких десятков метров) приводит к неработоспособности системы.


[ Хронологический вид ]Комментарии

(нет элементов)

Войдите, чтобы комментировать.

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
SRNS Wiki
Рабочие журналы
Приватный файлсервер
QNAP Сервер
Инструменты