Каплярчук Евгений Александрович - аспирант кафедры информационных радиотехнологий.
ул. П. Бровки, 6, Минск, 220013
Yauheni А. Kapliarchuk - Postgraduate Student at the Information Radioengineering Department, Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics.
Brovki P. st., 6, Minsk, 220013
Козлов Сергей Вячеславович - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры информационных радиотехнологий.
ул. П. Бровки, 6, Минск, 220013
Sergey V. Kozlov - D. Sc. (Eng.), Prof., Prof. at the Information Radioengineering Department, Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics.
Brovki P. st., 6, Minsk, 220013
Савиных Ирина Эдуардовна - инженер-программист, лаборатория моделирования самоорганизующихся систем.
ул. Сурганова, 6, Минск, 220012
Irina E. Savinykh - Software Engineer, Laboratory of Self-organization System Modeling, The United Institute of Informatics Problems of the National Academy of Sciences of Belarus.
Surganova st., 6, Minsk, 220012
Шапкин Александр Сергеевич - аспирант, лаборатория моделирования самоорганизующихся систем.
ул. Сурганова, 6, Минск, 220012
Aliaksandr S. Shapkin - Postgraduate Student, Laboratory of Self-organization System Modeling, The United Institute of Informatics Problems of the National Academy of Sciences of Belarus.
Surganova st., 6, Minsk, 220012
Цели. Для способа оценивания полного электронного содержания в ионосфере на основе ретрансляции навигационного сигнала L1 GPS наноспутником-ретранслятором (СР) на выделенные для геофизических исследований частоты 150/400 МГц и их приема на наземном приемном пункте (ПП) необходимо разработать алгоритмы когерентного накопления принимаемых ретранслированных сигналов и измерения разности их задержек на интервалах наблюдения продолжительностью до единиц секунды.
Методы. Предлагаемые алгоритмы предусматривают фазовую демодуляцию принимаемых сигналов на каждой из частот ретрансляции в соответствии с динамикой взаимного пространственного перемещения навигационного спутника (НС), СР и ПП; умножение результата на совмещенную по времени задержки оценку навигационного сообщения, формируемую приемником прямого навигационного сигнала на трассе НС - ПП, внутрипериодную обработку на всей длительности наблюдения в согласованном с сигналом НС фильтре и междупериодное когерентное накопление результатов внутрипериодной обработки на интервале однозначной дальности. Когерентное накопление с учетом случайного неконтролируемого сдвига по частоте ретранслированного сигнала реализуется путем дискретного преобразования Фурье векторов, сформированных для каждого элемента разрешения по времени задержки из междупериодных отсчетов результатов внутрипериодной обработки с учетом миграции дальности при взаимном перемещении НС, СР и ПП.
Результаты. Показано, что по выходному сигналу когерентного накопителя возможно обнаружение ретранслированных сигналов на каждой из частот ретрансляции, точное измерение разности времен задержек и оценивание полного электронного содержания на трассе СР - ПП. Приведены результаты моделирования, подтверждающие работоспособность предлагаемых алгоритмов при оценивании полного электронного содержания на трассе СР - ПП.
Заключение. Разработан алгоритм когерентного накопления принимаемых ретранслированных сигналов и измерения разности их задержек, проведено его моделирование. Алгоритм может быть использован при определении ПЭС на основе ретрансляции сигналов глобальной навигационной спутниковой системы GPS.
Objectives. For a method for estimating the total electron content in the ionosphere based on the retransmission of the L1 GPS navigation signal by a repeater nanosatellite (SR) to the frequencies of 150/400 MHz allocated for geophysical research and their reception at a ground-based receiving point (RP), it is necessary to develop the algorithms for coherent accumulation of received relayed signals and measurement of the difference between their delays at observation intervals up to a few seconds.
Methods. The proposed algorithms provide phase demodulation of the received signals at each of the relay frequencies in accordance with the dynamics of the mutual spatial movement of the navigation satellite (NS), SR and RP; multiplying the result by the estimate of the navigation message combined time delay, generated by the receiver of the direct navigation signal on the NS-RP route, intra-period processing over the entire duration of the observation in a filter matched with the signal of the navigation satellite, and inter-period coherent accumulation of the results of intra-period processing at a single-valued range interval. Coherent accumulation, taking into account a random uncontrolled shift in the frequency of the retransmitted signal, is implemented by discrete Fourier transform of the vectors formed for each resolution element in the delay time from inter-period readings of the results of intra-period processing, taking into account the range migration during the mutual movement of the NS, SR and RP.
Results. It is shown that by the output signal of the coherent accumulator makes it is possible to detect retransmitted signals at each of the retransmission frequencies, to measure accurately the difference in delay times, and estimate the total electron content on the SR-RP path. The results of modeling are presented, confirming the efficiency of the proposed algorithms in estimating the total electron content on the SR-RP route.
Conclusion. An algorithm for coherent accumulation of received retransmitted signals and measurement of the difference between their delays is developed, and its simulation is performed. The algorithm can be used for estimating TEC based on the retransmission of signals from GPS.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.