28.06.2011, Оптимальный прием сигнала в угломере в условиях многолучевости

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:

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)):

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:

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.

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.

— Корогодин Илья • 11:09, 28 июня 2011 • нет комментариев

[ Хронологический вид ]Комментарии

(нет элементов)

Войдите, чтобы комментировать.