9.3. МНОГОКАНАЛЬНАЯ АППАРАТУРА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Многоканальная аппаратура предназначена для высокоточных определений координат, составляющих вектора скорости и поправки шкалы времени высокодинамичных потребителей в условиях организованных помех. К разработке многоканальной АП, обладающей уникальными возможностями навигационно-временного обеспечения, постоянно приковано внимание специалистов ведущих фирм мира. Применение современной технологии, позволяющей резко повышать плотность компоновки полупроводниковых приборов и расширять возможности реализации цифровых способов обработки сигналов, приводит к постоянному совершенствованию архитектуры АП. В сочетании с модульным принципом конструирования созданы образцы четырех- и пятиканальной аппаратуры объемом и массой Ставится задача дальнейшего их уменьшения хотя бы на порядок.

В качестве примера реализации рассмотрим пятиканальную аппаратуру фирмы «Интерстейт Электронике корпорейшн» [181]; предназначенную для объектов с динамикой движения от 4 до (рис. 9.5).

Для обеспечения приема сигналов НИСЗ во время маневров самолета применены две антенны, размещаемые на верхней и нижней частях обшивки. Модуль предусилителей содержит два СВЧ малошумящих предусилителя (МШУ) - по одному для каждой из антенн; диплексеры для приема сигналов диапазонов; СВЧ коммутатор, обеспечивающий быстрое (в течение 200 не) переключение антенн, и каналов диплексеров. Такое построение модуля предусилителя позволяет использовать его

(кликните для просмотра скана)

также в двухканальной аппаратуре, работающей в мультиплексном режиме.

Модуль радиочастотного преобразователя содержит тракт смесителей и усилителей промежуточной частоты (УПЧ). Номинальное значение первой промежуточной частоты второй При третьем преобразовании сдвоены АЦП, выполненные на заказной вентильной матрице. Промежуточная частота сигналов, модулированных кодами становится нулевой. При этом формируются синфазные I и квадратурные выборки обоих сигналов, которые подаются в процессор первичной обработки.

В сдвоенном АЦП для повышения избирательности и подавления радиопомех с негауссовским распределением амплитуд частота взятия двухразрядных выборок определена равной для корреляции кода и для корреляции кода С/А. Это позволяет при последующей обработке эффективно бороться с синусоидальными сосредоточенными помехами, с помехами с качающейся частотой, с импульсными радиопомехами. Частота опорного генератора (ОГ), встроенного в модуль, равна где тактовая частота кода Синтезатор частот вырабатывает сигналы для трех гетеродинов: соответственно. Модуль радиочастотного преобразователя-унифицирован и может быть использован в АП с любым числом каналов.

Процессор первичной обработки представляет собой специализированное цифровое вычислительное устройство, в котором реализуется цифровая обработка квантованных выборок включая снятие доплеровского сдвига частоты и цифровую корреляцию кодов. Цифровой процессор построен на вентильных матрицах и содержит селектор квантованных квадратурных выборок кода для поочередной их передачи в комплексный мультиплексор из констант преобразования фазы в амплитуду, где компенсируется доплеровский сдвиг-частоты, оценка которого снимается в цифровом виде с цифрового генератора несущей. Далее двухразрядные выборки кода или С/А поступают на многоотводные цифровые параллельные-корреляторы, в которых производится цифровая свертка кодов и сужение полосы обрабатываемых сигналов. Выходной сигнал корреляторов в цифровом виде подается в микропроцессор, выполненный на ИМС серии для выполнения операций поиска, захвата, слежения и выделения информации. Генераторы кодов цифровые генераторы несущей и тактовой частоты кодов выполнены на вентильных матрицах. Аппаратура потребителей содержит пять процессоров первичной обработки, выходы которых соединены общей шиной обмена с навигационным процессором.

Навигационный процессор выполнен на микропроцессоре фирмы National Semiconductor серии NS 32С016 и сопроцессоре серии предназначенном для выполнения операций с плавающей точкой и обеспечивающем высокую производительность вычислений, необходимую для АП высокодинамичных объектов. Тактовая частота микропроцессоров разрядность 32.

Навигационный процессор обеспечивает управление процессорами первичной обработки по шинам обмена, управление всей АП, фильтрацию всех навигационных данных и имеет прямой доступ к памяти процессоров первичной обработки и процессору модуля универсального интерфейса.

Общая память навигационного процессора распределена следующим образом:

256К команд репрограммируемое КМОП ЗУ с пониженным питанием;

128К данных КМОП ОЗУ;

16К данных МОП ОЗУ с встроенной батареей питания;

16К репрограммируемое ЗУ для хранения альманаха и других данных, вводимых перед началом работы. Кроме того, навигационный процессор содержит энергонезависимые часы с встроенной батареей питания, обеспечивающей автономную работу в течение 30 суток.

Программное обеспечение навигационного процессора реализовано на языке высокого уровня Фортран 77, а процессора первичной обработки — на языке Ассемблера.

При комплексировании с инерциальными навигационными системами высокодинамичного самолета в рассматриваемой АП реализуется навигационный фильтр на 17 состояний вектора оценок навигационных параметров. При отсутствии данных от инерциальных систем реализуется фильтр на 11 состояний.

Модуль универсального интерфейса построен на микропроцессоре и имеет память управляющих программ, реализованных в репрограммируемом ЗУ, и байт слов данных, хранящихся в Микропроцессор этого модуля снабжен дополнительной схемотехникой для организации прямого доступа к памяти, что обеспечивает быструю передачу данных ввода/вывода по межпроцессорной шине. Модуль универсального интерфейса имеет сменные блоки, которые позволяют организовать три типа обмена: по магистрали обмена с уровнями выходных и входных сигналов по магистрали с уровнями по магистрали мультиплексный последовательный канал обмена.

Многоканальная аппаратура различных разработок, как правило, имеет следующие основные технические характеристики:

чувствительность приемника не хуже

погрешность измерения квазидальности не хуже

код квазискорости не хуже 1,5 см/с при отношении сигнал-шум, равном и при следующей динамике движения потребителя: максимальная скорость до и выше, ускорение до рывок до помехоустойчивость при поиске при слежении (код Р), при удержании сигнала (код ;

погрешность определения плановых координат не хуже

время до первого определения координат не более 2,5 мин.