WWW.OS.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Научные публикации
 

«Техникалыќ єылымдар УДК: 629.7.08 Ахмедов Д.Ш., Шабельников Е.А., Раскалиев А.С., Ибраев А.С., Султанбекова Л.Е. (ДТОО ...»

Техникалыќ єылымдар

УДК: 629.7.08

Ахмедов Д.Ш., Шабельников Е.А., Раскалиев А.С., Ибраев А.С., Султанбекова Л.Е.

(ДТОО «Институт космической техники и технологий» АО «Национальный центр космических

исследований и технологий», г. Алматы, Казахстан, raskaliyev@mail.ru)

ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ

Аннотация. Дана обзорная информация по электромагнитным помехам, видам глушащих устройств, а

также способам борьбы и противодействия электромагнитным шумам в различных системах функциональных дополнений ГНСС. В статье также приведена классификация электромагнитных помех спутниковых навигационных сигналов по уровням их мощностей, форме несущей помехи, искусственных, непреднамеренных первичных и вторичных источников зашумления.

Основным исследовательским вкладом авторов данной статьи является проведение экспериментов и обработка соответствующих им данных при изучении помехоустойчивости спутниковых навигационных сигналов с использованием двух различных по классу ГНСС приемников. В статье приведены результаты описываемых экспериментов с несколькими существенными выводами по рассматриваемому направлению теории спутниковых навигационных систем.

Ключевые слова: спутниковая навигация, помехозащищенность СРНС, помехоустойчивость СРНС, радиопомеха, подавитель навигационных сигналов.



В условиях интенсивного развития телекоммуникационных систем, создаваемые ими электромагнитные поля отрицательно воздействуют на аппаратуру потребителей глобальных спутниковых навигационных систем.

В СРНС исключительное внимание уделяется вопросам мониторинга и контроля целостности, точности, доступности сигналов в пространстве, эксплуатационной готовности и непрерывности обслуживания систем.

Стандарты и рекомендуемая практика ICAO по GNSS подчеркивает, что государства, применяющие системы GNSS, несут ответственность за обеспечение выполнения требуемых характеристик в зоне ответственности.

Дерево распределения рисков потери целостности характеризует условия эксплуатации СРНС, в частности, при штатной помеховой обстановке. Тем не менее, даже в этих условиях помеховая составляющая риска потери целостности весьма существенна.

Вопросам помехоустойчивости СРНС практически с самого начала их создания уделялось значительное внимание, которое не ослабевает и в настоящее время [5, 6, 7, 8].

Например, в материалах, посвященных анализу военных действий США в Ираке, отмечается, что без защиты от преднамеренных помех корабли ВМС США (в основном авианосцы) были бы не способны выполнять свои задачи в течение первых дней вооруженного конфликта.

В июне 2000 г. руководство ВМС США утвердило требования по обеспечению защиты аппаратуры GPS от помех, с учетом которых была разработана специальная программа по выработке решений для защиты от помех GPS.

Группа экспертов ИКАО по поручению Аэронавигационной комиссии провела исследования и доложила проблемные вопросы по помехоустойчивости систем навигации GNSS.

Доклад так и назывался: «ПРОБЛЕМЫ УЯЗВИМОСТИ GNSS И МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЯ,

ВКЛЮЧАЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАЗЕМНЫХ, БОРТОВЫХ И ПРОЦЕДУРНЫХ СРЕДСТВ» [9].

В докладе можно выделить два принципиальных момента. Во первых, окончательно не установлено, что факторы уязвимости GNSS ставят под угрозу ее использование как глобальной системы, обеспечивающей все этапы полета воздушного судна. Такие сомнения высказывались после событий 2002 года в США, когда воздушными судами были разрушены небоскребы. Во вторых, государства, внедряющие в своем воздушном пространстве системы GNSS должны проанализировать вопросы уязвимости в части помех различного характера и выработать соответствующие решения для повышения помехоустойчивости бортовой и наземной аппаратуры, включая системы типа GBAS и GRAS.

ЌазЎТУ хабаршысы №4 2015 151 Технические науки Характерной особенностью СРНС является то, что они взаимодействуют с весьма слабыми сигналами (-155 - -160 дБВт), прием сигналов осуществляется из верхней полусферы слабонаправленной антенной. Меры по повышению помехоустойчивости СРНС: кодирование, связь с навигационными спутниками на частотах GPS, ГЛОНАСС, GALILEO; совершение методов кодирования являются недостаточными в связи с интенсивной загрузкой радиочастотных диапазонов, созданием новых методов формирования помех и проявлением такого явления как терроризм.

Следует подчеркнуть, что аппаратура потребителя, как правило, соответствует техническим данным, приведенным в ее спецификации, для условий применения, оговоренных в интерфейсных контрольных документах по GNSS. Не имея гарантированной информации о помеховой обстановке потребитель действует на свой риск проводя навигационные определения. Отсюда вытекает, что аппаратура потребителя должна содержать функцию защиты от преднамеренных помех. При этом предполагается, что в зоне действия СРНС соответствующие службы осуществляют контроль электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств.

Помехоустойчивость спутникового навигационного приемника по каналу передачи данных корректирующей информации в рабочей полосе частот 108 - 17.75 МГц разделяется на помехоустойчивость к радиопомехе в рабочих и соседних каналах.

Для рабочих каналов радиопомеха, относящаяся к временному интервалу передачи данных, должна быть на 26 дБ ниже мощности полезного сигнала. Для других временных интервалов интенсивность помехи не должна превышать величины 15 дБм на входе приемника.





Работоспособность приемника должна сохраняться при воздействии на первые соседние каналы, радиопомехи превышающей мощность полезного сигнала на 18 дБ мощность, если радиопомеха представляет собой сигнал передачи данных, в том же временном интервале, что и полезный сигнал. Радиопомеха от системы VOR не должна превышать мощность полезного сигнала.

Для вторых соседних каналов мощность радиопомехи может быть выше мощности полезного сигнала на 43 дБ, если радиопомеха представляет собой сигнал передачи данных, в том же временном интервале, что и полезный сигнал и на 34 дБ выше полезного сигнала, если радиопомеха есть сигнал от системы VOR.

Для третьих и последующих соседних каналов мощность радиопомехи может быть на 46 дБ выше мощности полезного сигнала, если радиопомеха представляет собой сигнал передачи данных, в том же временном интервале или сигнал системы VOR.

Отметим, что первые соседние каналы отстоят от рабочего канала на ±25 кГц, вторые – на ±50 кГц, третьи и последующие – на ±(25.0 n) кГц ( где n = 3 и более).

Максимальные уровни интенсивности радиопомех вне полосы 108…117.75 МГц приведены в таблице 1.

Таблица 1. Максимальная интенсивность радиопомехи на входе приемника

–  –  –

Из обзора литературы, приведенной ниже, можно сделать следующие выводы:

- наиболее восприимчивыми к помехам являются радиоканалы GPS (частоты L1 и L2), радиоканалы ГЛОНАСС (частоты L1 и L2), радиоканал SBAS (частота L1 GPS), радиоканал передачи корректирующей информации GBAS (диапазон частот 108 – 117.975 МГц), радиоканал передачи корректирующей информации морских DGNSS (диапазон частот 283 – 325 кГц).

152 №4 2015 Вестник КазНТУ Техникалыќ єылымдар

- наиболее опасными помехами являются синусоидальные и шумоподобные сигналы.

Штатное функционирование СРНС при таких помехах сохраняется, если их интенсивность на 10 – 12 дБ превышает минимально допустимый уровень сигнала (-160 дБВт). Можно ожидать, что с вводом в эксплуатацию системы GALILEO принципиальных количественных отличий от приведенных требований по помехозащищенности и помехоустойчивости не будет.

Основные причины нарушения штатного функционирования СРНС из–за воздействия помех:

а) применение непредусмотренных штатным режимом дополнительных радиоэлектронных средств (РЭС) гражданского или военного назначения;

б) несоблюдение норм электромагнитной совместимости при вводе в эксплуатацию новых РЭС;

в) преднамеренная постановка помех с воздуха, моря или земли.

Меры по защите от помех определяются конкретным применением аппаратуры GNSS, сигнально - помеховой обстановкой и тактикой противодействия помехам. Важным этапом в борьбе с воздействием помех является распознавание помех и определение местоположения постановщика.

Можно выделить следующие основные направления повышения помехоустойчивости для спутниковой навигационной аппаратуры подвижных объектов:

- регулирование всего спектра частот на международной основе;

- проведение дополнительных работ по обеспечению электромагнитной совместимости;

- использование внешних или внутренних обнаружителей помех;

- создание специальных схем подавления помех (фильтры, развязки, алгоритмы обработки) в навигационных приемниках;

- применение алгоритмов сглаживания кодовых измерений с использованием дополнительных измерений фазы несущей;

- использование информации дополнительных бортовых средств для сужения полосы пропускания следящих трактов приемников GNSS;

- интеграция аппаратуры GNSS с другими бортовыми навигационными средствами.

Приведем результаты экспериментальных наблюдений воздействия простого синусоидального сигнала – помехи с нерегулируемой мощностью на спутниковый навигационный приемник.

Испытания проводились в пригороде г.

Алматы сотрудниками Института космической техники и технологий в следующих условиях:

- мощность передатчика подавителя сигналов составляла 100 мВт;

- высота подвеса передающей антенны глушителя равнялась 10 м;

- высота подвеса приёмной навигационной антенны составляла 1,5 м;

- температура окружающей среды равнялась приблизительно -3°С.

В экспериментах были задействованы два различных ГНСС приемника:

- одночастотный GPS приемник U-blox LEA-6T фирмы-производителя Antaris;

- двухчастотный (L1 и L2), двухсистемный (GPS и ГЛОНАСС) навигационный приемник Novatel 628.

На первом этапе испытаний, навигационные данные, поступающие на ноутбук с приемника Ublox LEA-6T, наблюдались через пользовательский интерфейс u-center 8.10. В ходе экспериментов было определено что при «прямой видимости» граничная точка обнаружения GPS L1 сигналов с помощью приемника U-blox находится примерно на расстояний 940 метров от подавителя навигационных сигналов. Этот случай представлен на рисунке 1.

–  –  –

В то время как граничная точка для выдачи координат находится примерно на расстоянии 1020 метров от глушителя. Этот случай представлен на рисунке 2.

Рис. 2. Граничная точка выдачи координат с помощью GPS L1 сигналов через U-blox На втором этапе, навигационные данные, поступающие на ноутбук с приемника Novatel 628, наблюдались через пользовательский интерфейс NovAtel Connect. В ходе экспериментов было определено что при «прямой видимости» граничная точка обнаружения ГЛОНАСС L1 сигналов с помощью приемника Novatel находится примерно на расстояний 610 метров от подавителя навигационных сигналов. Этот случай представлен на рисунке 3.

–  –  –

Рис. 3. Граничная точка обнаружения ГЛОНАСС L1 сигналов через Novatel Примерно на расстоянии 700 метров при «прямой видимости» от глушителя находится граничная точка обнаружения сигналов GPS L1, как показано на рисунке 4.

–  –  –

Рис. 5. Граничная точка обнаружения ГЛОНАСС L2 сигналов через Novatel В ходе экспериментов было установлено что GPS L2 сигналы больше подвержены искусственным помехам по сравнению с остальными вышеприведенными видами навигационных сигналов. Примерно на расстоянии 790 метров при «прямой видимости» от глушителя находится граничная точка обнаружения сигналов GPS L2, как показано на рисунке 6.

Рис. 6. Граничная точка обнаружения GPS L2 сигналов через Novatel

Изображения видимых спутников показаны в азимутальной плоскости, состояние каналов регистрируется в таблице (в частности, соотношение сигнала к шуму - C/N0). При включении синусоидального генератора сигнала - помехи, настроенного на частоту близкую к L1 и L2 происходит следующее. По мере приближения к источнику помех уменьшается соотношение C/N0 в каналах приемника. Каналы, работающие по спутникам, находящиеся низко над горизонтом, 156 №4 2015 Вестник КазНТУ Техникалыќ єылымдар перестают функционировать. По мере увеличения интенсивности сигнала-помехи, при достижении определенного порога соотношения C/N0, происходит отключение остальных каналов приемника, и приемник прекращает определять координаты и переходит в режим поиска сигналов спутника. После отключения сигнала - помехи работоспособность навигационного приемника восстанавливается.

ЛИТЕРАТУРА

1 Сетевые спутниковые радионавигационные системы/ В.С. Шебшаевич, П.П.Дмитриев, Н.В.

Иванцевич и др. Под ред. Шебшаевича В.С. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1993. – 408 с.

2 Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС//ИПРЖР. – Москва, 1998.

3 Гурин С.Е. Спутниковые радионавигационные системы ГЛОНАСС/GPS на железнодорожном транспорте. 1 и 2 части. Учебное пособие для студентов специальности «Строительство железных дорог. Путь и путевое хозяйство». – М.: МИИТ, 2004.

4 Жан Мари Зогг. Системы спутниковой навигации. Теория и принципы, системы и обзор приложений.

Краткое руководство по u-blox. – 2001 год. 132 с.

5 Авиационные применения спутниковых приемников в условиях помех / А. И. Задорожный, Ю.А.

Соловьев, М.А. Маркелов, Д.Н. Гордиенко // Материалы ІІІ Международ. Конф. "Навигация-2000". – М., 2000.

– с. 138-142.

6 Маркелов М. А. О результатах испытаний авиационных приемников GPS и ГЛОНАСС на помехоустойчивость. Доклад на заседании научно-технического координационного совета по проблемам спутниковых систем посадки ГОСНИИ «Аэронавигация», 11.11.1997.

7 Палий А. И. Радиоэлектронная борьба. – М.: Воениздат, 1989. – 349 с.

8 Уязвимость спутниковых навигационных систем при воздействии непреднамеренных и преднамеренных помех и перспективы повышения надежности координатно-временного обеспечения/ В.С.

Жолнеров, С.П. Зарубин, Б. Писарев, В.М. Царев. – Новости навигации, №1, 2004- с. 23- 32.

9 Одиннадцатая аэронавигационная конференция. Монреаль, 22 сентября – 3 октября 2003 года.

REFERENCES

1 Setevye sputnikovye radionavigatsionnye sistemy / V.S.Shebshaevich, P.P. Dmitriev, N.V.Ivantsevich i dr.

Pod. red. Shebshaevicha V.S. – 2-e izd., pererab. i dop. – M.: Radio i svyaz', 1993. – 408 s.

2 Global'naya sputnikovaya radionavigatsionnaya sistema GLONASS//IPRZHR. – Moskva, 1998.

3 Gurin S.E. Sputnikovye radionavigatsionnye sistemy GLONASS/GPS na zheleznodorozhnom transporte. 1 i 2 chasti. Uchebnoe posobie dlya studentov spetsial'nosti «Stroitel'stvo zheleznykh dorog. Put' i putevoe khozyaystvo». – М.: МIIТ, 2004.

4 Zhan Mari Zogg. Sistemy sputnikovoy navigatsii. Teoriya i printsipy, sistemy I obzor prilozheniy. Kratkoe rukovodstvo po u-blox. – 2001 god. 132 s.

5 Aviatsionnye primeneniya sputnikovykh priemnikov v usloviyah pomekh / А.I.Zadorozhnyy, Yu.А. Solov'ev, М.А. Markelov, D.N. Gordienko // Materialy ІІІ Mezhdunarod. Konf. "Navigatsiya-2000". – М., 2000. – s. 138-142.

6 Markelov М. А. О rezul'tatakh ispytanyy aviatsionnykh priemnikov GPS i GLONASS na pomekhoustoychivost'. Doklad na zasedanii nauchno-tekhnicheskogo koordinatsionnogo soveta po problemam sputnikovykh sistem posadki GOSNII «Aeronavigatsiya», 11.11.1997.

7 Paliy А. I. Radioelektronnaya bor'ba. – М.: Voenizdat, 1989. – 349 s.

8 Uyazvimost' sputnikovykh navigatsionnykh sistem pri vozdeystvii neprednamerennykh i prednamerennykh pomekh i perspektivy povysheniya nadezhnosti koordinatno-vremennogo obespecheniya/ V.S. Zholnerov, S.P. Zarubin, B. Pisarev, V.М. Tsarev. – Novosti navigatsii, №1, 2004- s. 23- 32.

9 Odinnadtsataya aeronavigatsionnaya konferentsiya. Monreal', 22 sentyabrya – 3 oktyabrya 2003 goda.

Ахмедов Д.Ш., Шабельников Е.А., Раскалиев А.С., Ибраев А.С., Султанбекова Л.Е.

Помехоустойчивость приемников спутниковой навигации Резюме. В статье приведены основные принципы воздействия электромагнитных шумов различной природы на возможности эффективной работы ГНСС приемников. Также авторы статьи делают общий обзор способов защиты целостности и непрерывности выходных данных навигационной аппаратуры потребителей от искусственных радиопомех с помощью разделения характеристик антенно-фидерных устройств ГНСС приемника по уровням помехоустойчивости и помехозащищенности.

Статья также содержит актуальные выводы по результатам экспериментов, проведенных с целью выявления качественного уровня помехоустойчивости ГНСС приемников двух различных классов и различных сигналов со спутников ГЛОНАСС и GPS.

Ключевые слова: спутниковая навигация, помехозащищенность СРНС, помехоустойчивость СРНС, радиопомеха, подавитель навигационных сигналов.

ЌазЎТУ хабаршысы №4 2015 157 Технические науки Ахмедов Д.Ш., Шабельников Е.А., Раскалиев А.С., Ибраев А.С., Султанбекова Л.Е.

Серіктік навигация абылдаыштарыны кедергіге ттеп бергіштігі Тйіндеме. Маалада НСЖ абылдаыштарыны тиімді жмыс істеу ммкіндігіне табиаты р трлі электромагниттік шуылдарды негізгі сер ету принциптері келтірілген. Сондай-а, мааланы авторлары НСЖ абылдаышты антенна-фидерлік рылыларды сипаттамаларын кедергіге ттеп бергіштік жне кедергіден ораланды дегейі бойынша блу арылы ттынушы рылысыны шыыс мліметтеріні ттастыы мен зіліссіздігін жасанды радиокедергілерден орау тсілдеріне жалпы шолу жасайды.

Бан оса, маалада екі ртрлі кластаы НСЖ абылдаыштары мен ГЛОНАСС жне GPS серіктеріні ртрлі сигналдарыны кедергіге ттеп бергіштігіні сапалы дегейін анытау масатында жргізілген тжірибелер нтижелері бойынша жасалан зекті орытындылар бар.

Тйін сздер: серіктік навигация, СРНС кедергіден ораландыы, СРНС кедергіге ттеп бергіштігі, радиокедергі, навигациялы сигналдарды тншытырушы.

Akhmedov D.Sh., Shabelnikov Y.A., Raskaliyev A.S., Ibrayev A.S., Sultanbekova L.E.

Interference immunity of satellite navigation receivers Summary. The article presents basic principles of electromagnetic interference of various nature on efficient operation of GNSS receivers. The authors have also made a survey of protection methods of integrity and continuity of the output of consumer navigation equipment from artificial interference by dividing related features of antenna feeder elements of GNSS receivers by levels of jamming and noise immunity.

The article also contains some topical findings of the experiments conducted in order to identify the quality level of interference immunity of GNSS receivers of two different classes and various signals from satellites of GLONASS and GPS.

Keywords: satellite navigation, GNSS jamming immunity, GNSS interference immunity, radio interference, jammer of satellite navigation signals.

УДК 637

–  –  –

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАВЛЕНОГО СЫРА С

РАСТИТЕЛЬНЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ МЕСТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Аннотация. В данной статье исследованы напряжения сдвига сыра плавленого с растительным наполнителем при вариации температуры и при постоянной температуре готового продукта.

Ключевые слова: сыр плавленый, напряжение сдвига, градиент скорости.

Консистенция плавленых сыров формируется на протяжении всего технологического процесса и зависит от многих факторов.

К основным технологическим операциям процесса производства плавленого сыра, во время которых, закладываются основы будущей структуры продукта, относятся:

составление смеси компонентов и ее последующее плавление, охлаждение расплава, выдерживание готового плавленого сыра при низких температурах во время хранения.

Консистенция плавленых сыров закладывается уже на начальном уровне при составлении рецептуры смеси. Изменяя количественное содержание компонентов смеси, получают плавленые сыры с заданной консистенцией. При этом учитывают соотношение белкового сырья, жирового сырья и воды.

В состав сухих веществ входят белки, жиры, различные соли, витамины и микроэлементы.

Согласно Баркан С.М. и Кулешовой И.Ф, плавленые сыры можно рассматривать как трёхкомпонентную систему: жир-вода-сухое обезжиренное вещество. При этом до плавления вода является растворимым веществом, а белок растворителем. После плавления фазы меняются. Белки плавленых сыров представлены в основном молочными белками. Помимо молочных белков в некоторых плавленых сырах содержатся немолочные белки: мясные, рыбные и дрожжевые в количестве 5-15%.Белковые продукты, к которым относятся и плавленые сыры, являются высокополимерными веществами.

–  –  –





Похожие работы:

«УДК 37.036:398 (56) ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ТАНЦЕВАЛЬНОГО ИСКУССТВА В РАЗВИТИИ МЕЖКУЛЬТУРНОЙ КОМПЕТЕНЦИИ МОЛОДЕЖИ Закирова Ч.Р. 1, Валеева Р.А.1 ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», Казань, e-mail: email:valeykin@yandex.ru В предлагаемой статье рассматриваются некоторые аспекты формирования межкультурной компетенции молодежи в условиях дополнительного образования в области хореографического и эстетического воспитания. Автор раскрывает значимость хореографического...»

«ОСНОВНЫЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ФИНАНСОВОГО СОСТОЯНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ Мальцева Е.А. Тюменская государственная академия культуры, искусств и социальных технологий Тюмень, Россия THE BASIC METHODOLOGY OF THE ASSESSMENT OF THE FINANCIAL CONDITION OF THE COMPANY Malceva E.A. Tyumen state academy of culture, arts and social technologies Tyumen, Russia В рыночной экономике управление бизнесом обладает многими свойствами, обозначим некоторые из них. Во-первых, главную значимость в общей совокупности ресурсов...»

«ГОДОВОЙ ОТЧЕТ ФОНДА ГОСУДАРСТВЕННОГО МУЗЕЯ ИЗОБРАЗИТЕЛЬНЫХ ИСКУССТВ ИМЕНИ А.С. ПУШКИНА за 2014 год. Годовой отчет Фонда Государственного музея изобразительных искусств имени А.С. Пушкина за 2014 год. В 2014 году при финансовом содействии Фонда был реализован целый ряд интересных выставочных, просветительских и издательских проектов. Разделяя стремление попечителей и спонсоров поддержать деятельность Музея в развитии славных традиций российской благотворительности, Фонд Музея продолжил свою...»

«АЛГОРИТМ СОСТАВЛЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ НОМЕНКЛАТУРЫ ДЕЛ: ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ Беленькая О.Н. ФГБОУ ВПО «Орловский государственный институт искусств и культуры» Орёл, Россия ALGORITHM MAKING AND NOMENCLATURE OF AFFAIRS: METHODOLOGICAL STEPS FOR THE DEVELOPER Belenkaya O. N. FSBEI HPE «Orel state Institute of arts and culture» Orel, Russia Одним из основных инструментов делопроизводства любой организации или учреждения является номенклатура дел, которая устанавливает сроки хранения документов и является...»





 
2016 www.os.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Научные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.