ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №5
Текст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.5.4
УДК: 621.391; 621.396
ФИЛЬТРАЦИЯ НАВИГАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ
В РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
Е.И. Глушанков 1, З.К. Кондрашов 2, В.Я. Конторович 3, А.В. Суденкова 1
1 Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича,
193232, г. Санкт-Петербург, проспект Большевиков, д. 22, корп. 1, лит. А
2 АО «НИИМА «Прогресс», 125183, г. Москва, проезд Черепановых, дом 54
3 Центр исследований и перспективных разработок национального политехнического института Мексики (CINVESTAV-IPN),
07360, Мексика, Мехико, ул. Национальный политехнический институт, д. 2508, кол. Сан-Педро-Сакатенко
Статья поступила в редакцию 13 февраля 2025 г.
Аннотация. Основным показателем качества функционирования глобальных спутниковых и локальных радионавигационных систем является получаемая на их основе точность позиционирования, которая определяется погрешностями измерений радионавигационных параметров, то есть параметров радиосигнала, несущих информацию о координатах или скорости объекта. К радионавигационным параметрам в зависимости от способа построения радионавигационной системы относятся временной, частотный или фазовый сдвиг колебаний принимаемого сигнала относительно опорного, угол между направлением на объект и опорным направлением, доплеровское смещение частоты и др. Исходя из неравенства Рао-Крамера, погрешности измерения радионавигационных параметров обратно пропорциональны отношению сигнал / шум на входе навигационного приемника навигационной аппаратуры потребителей. Создание помехоустойчивой навигационной аппаратуры потребителей предполагает использование на входе навигационного приемника методов фильтрации, выделяющих полезный сигнал из смеси шумов и помех и обеспечивающих повышение отношения сигнал / шум, а соответственно и повышение точности позиционирования. Рассматриваемые радионавигационные параметры на входе приемника вследствие влияния среды распространения радиоволн, тепловых и атмосферных шумов можно представить случайными процессами. Для описания динамических моделей случайных процессов использовано их представление в форме стохастических дифференциальных уравнений. Синтезированы стохастические дифференциальные уравнения для различных типов случайных процессов, описывающих изменение радионавигационных параметров, к которым относятся равномерное распределение для представления временной задержки радионавигационного сигнала, гауссовское и равномерное распределение для доплеровского сдвига частоты, гауссовское, равномерное и распределение фон Мизеса-Тихонова для фазы радиосигнала. Для всех типов распределений случайных процессов определены коэффициенты стохастических дифференциальных уравнений, описывающих их динамические нестационарные модели. При описании уравнения состояния модели шумов на входе навигационных приемников, представляются белым гауссовским и небелым шумом. Для описываемых в форме стохастических дифференциальных уравнений состояния параметров радионавигационных сигналов и моделей уравнения состояния сигналов на входе приемников синтезируются алгоритмы линейной и нелинейной фильтрации.
Ключевые слова: сигналы ГНСС, стохастические дифференциальные уравнения, фильтр Калмана, нелинейный фильтр, МАВ, цветной шум.
Автор для переписки: Глушанков Евгений Иванович, glushankov57@gmail.com
Памяти Валерия Яковлевича Конторовича посвящается.
Литература
1. Кловский Д.Д., Конторович В.Я., Широков С.М. Модели непрерывных каналов связи на основе стохастических дифференциальных уравнений. – Радио и связь, 1984.
2. Глушанков Е.И., Конторович В.Я. Математическое моделирование сигналов различной пространственной когерентности в системах радиосвязи // Адаптивные радиотехнические системы с антенными решетками. – Л.: Издательство Ленинградского университета. – 1991. – С. 432-466.
3. Primak S., Kontorovich V., Lyandres V. Stochastic methods and their applications to communications: stochastic differential equations approach. – John Wiley & Sons, 2005.
4. Глушанков Е.И., Конторович В.Я., Караваев Д.А. Математическое моделирование сигналов в непрерывных каналах связи в форме стохастических дифференциальных уравнений // Системы управления, связи и безопасности. – 2023. – №. 4. – С. 1-35.
5. Перов А.И. и др. ГЛОНАСС. Модернизация и перспективы развития // Радиотехника. – 2020.
6. Ярлыков М.С. Статистическая теория радионавигации. – 1985.
7. Сейдж Э.М.Д. Теория оценивания и ее применения в связи и управлении. – 1976.
8. Лемешко Б.Ю. Непараметрические критерии согласия: Руководство по применению // М.: ИНФРА-М. – 2014.
Для цитирования:
Глушанков Е.И., Кондрашов З.К., Конторович В.Я., Суденкова А.В. Фильтрация навигационных сигналов в радионавигационных системах // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №.5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.5.4