04.06.2011, Лабораторная работа по многолучевости
Korogodin (обсуждение | вклад) (→Исходные данные) |
Korogodin (обсуждение | вклад) (→Исходные данные) |
||
| Строка 34: | Строка 34: | ||
* СК <math>x_{E}^{{}}y_{E}^{{}}z_{E}^{{}}O_{E}^{{}}</math>, связанная с центом Земли (сферы); | * СК <math>x_{E}^{{}}y_{E}^{{}}z_{E}^{{}}O_{E}^{{}}</math>, связанная с центом Земли (сферы); | ||
* СК <math>xyzO</math>, связанная с СК преобразованием: | * СК <math>xyzO</math>, связанная с СК преобразованием: | ||
| − | + | ::<math>x=x_{E}^{{}};\begin{matrix} | |
{} \\ | {} \\ | ||
\end{matrix}y=y_{E}^{{}};\begin{matrix} | \end{matrix}y=y_{E}^{{}};\begin{matrix} | ||
{} \\ | {} \\ | ||
| − | \end{matrix}z=z_{E}^{{}}-R_{E}^{{}}</math>, | + | \end{matrix}z=z_{E}^{{}}-R_{E}^{{}}</math>, {{ecno|1}} |
:где - средний радиус Земли, равный 6 371 км. | :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> {{ecno|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> {{ecno|3}} | ||
== Домашняя подготовка == | == Домашняя подготовка == | ||
Версия 15:40, 4 июня 2011
<accesscontrol>SuperUsers</accesscontrol>
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.
Заголовок: Моделирование многолучевого распространения сигнала СРНС в среде Matlab
Содержание |
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).
Для этого зададим две декартовы системы координат:
- СК
, связанная с центом Земли (сферы);
- СК
, связанная с СК преобразованием:
, (1)
- где - средний радиус Земли, равный 6 371 км.
Пусть, известна высота экрана 
и его ширина 
. Тогда, в СК плоскость отражающего экрана описывается уравнением 
, а его точки удовлетворяют соотношениям:
(2)
Пусть, на некотором расстоянии 
от экрана, значительно меньшем радиуса Земли, расположена приемная антенна, поднятая над поверхностью на высоту 
. Тогда, в качестве модели фазового центра антенны в СК выступает точка 
или её радиус-вектор 
, где
(3)
Домашняя подготовка
Перед выполнением работ в лаборатории, обучающиеся проводят предварительную подготовку. Результаты студентами предоставляются индивидуально на бумажных носителях до начала выполнения лабораторной работы.
[ Хронологический вид ]Комментарии
Войдите, чтобы комментировать.