تحلیل خطای میانگین دیجیتال خطی پالس‌های دریافتی در گیرنده متحرک سریع در سیستم ناوبری رادیویی برد بلند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر - دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 کنترل و رباتیک- مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر- دانشگاه صنعتی مالک اشتر- تهران- ایران

3 مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر - دانشگاه صنعتی مالک اشتر - تهران

4 مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر - دانشگاه صنعتی مالک اشتر - تهران - ایران

چکیده

یکی از عوامل موثر بر خطای تعیین موقعیت در گیرنده‌های لورن-سی، دقت اندازه‌گیری زمان دریافت سیگنال‌های مورد نیاز برای محاسبه اختلاف زمانی است. عموما گذر از صفر سوم سیگنال پالس لورن-سی به عنوان مبنای تعیین دقیق زمان دریافت استفاده می‌شود که دقت آن وابستگی زیادی به نرخ سیگنال به نویز دارد. الگوریتم میانگین دیجیتال خطی با میانگین‌گیری از پالس‌های چندین بازه کد پالس متوالی دریافت شده توسط گیرنده لورن-سی به افزایش نرخ سیگنال به نویز کمک می‌نماید. میانگین دیجیتال خطی در یک گیرنده با سرعت بالا، علی‌رغم کاهش توان نویز، به دلیل تاخیر پالس‌های شرکت‌کننده در میانگین‌گیری نسبت به یکدیگر، موجب اعوجاج پالس میانگین می‌گردد. به عبارت دیگر، در گیرنده‌های سریع علاوه بر نرخ سیگنال به نویز و تفاضل پوش به سیکل پالس میانگین، اعواج آن نیز یک عامل مهم در دقت تشخیص گذر از صفر سوم است. این مقاله به دنبال تحلیل اثر بردار حرکت گیرنده بر کارایی میانگین دیجیتال خطی و تعیین آستانه سرعت گیرنده برای اندازه‌گیری گذر از صفر سوم پالس میانگین با دقت مورد نظر است. به کمک تفکیک سیگنال حاصل از میانگین‌گیری به دو بخش مطلوب و نامطلوب، امکان تعریف اعوجاج پالس میانگین با مشخصه‌های شناخته شده مانند تفاصل پوش به سیکل و ضریب تضعیف دامنه فراهم شده و میزان اعوجاج به صورت تابعی از بردار سرعت گیرنده بدست آمده است. همچنین با شبیه‌سازی چارچوب تحلیلی پیشنهادی، دیدگاه مناسبی در خصوص میزان تاثیر بردار سرعت گیرنده روی دقت اندازه‌گیری زمان دریافت پالس به وجود آمده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Error Analysis on the linear digital average of several consecutive phase code intervals received by a fast moving LORAN receiver

نویسندگان [English]

  • Seyyed Ali Asghar Shahidian 1
  • Seyyed M. Mehdi Dehghan 2
  • Ehya Yavari 3
  • Mohammad Ali Alirezapoury 4
1 Electrical and Computer Faculty, Malek-Ashtar University of Technology
2 Department of Control and Robotics, Electrical and Computer Faculty, Malek-Ashtar university of technologh, Tehran, Iran
3 Electrical and Computer Faculty, Malek-Ashtar University of Technology
4 Electrical and computer engineering faculty, Malek-Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

One of the factors affecting the positioning error in Loran-C receivers is the accuracy of measuring the time of receiving the signals required to calculate the time difference. Generally, the third zero crossing of the Loran-C signal is used as the basis for determining the receiving time of the pulse, the accuracy of which is highly dependent on the signal-to-noise ratio. The linear digital average algorithm helps to increase the signal-to-noise ratio by averaging the pulses of the consecutive pulse coding intervals received by the Loran-C receiver. The linear digital average in a high-speed receiver, despite the reduction of noise power, distorts the average pulse due to the delay of the participant's pulses. In other words, in fast receivers, in addition to the signal-to-noise ratio and the envelope-to-cycle difference, its distortion is also an important factor in accuracy of the third zero crossing detection. This paper seeks to analyze the effects of the motion vector of the receiver on linear digital average efficiency and to determine the threshold of the receiver’s velocity to measure the third zero crossing of the average pulse with the desired accuracy. By decomposition of the average pulse into two desirable and undesirable parts, it is getting possible to define the average pulse distortion with known characteristics such as envelope-to-cycle difference and the amplitude attenuation coefficient, and the distortion volume is obtained as a function of velocity vector. The proposed analytical framework is simulated to show the impact of the velocity vector.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Loran-C system
  • Fast moving receiver localization
  • Pulse code interval (PCI)
  • Emission delay (ED)
  • Linear digital average