61093 str089 (2)

. snnniiMiu/yi;n mmr juki iśoli iwy< li synltmińw / wlilmnin rozproszonym Job) zysk pi/ntwar/nnln ■ definiowany Idontyu/nln |mK /y»h muhIiiUh |l wkln-.yc/nychemlsjMch. Wartość zysku przetwarzania (i Informuje, nu II" nlominnh sygnału iio zakłóceń na wyjściu S/ /„,,, popmwll się względem stosunku sygnału do znkłńi nnln nn wejściu układu ,S' /    , stąd dla

systomu GPS zapiszemy

^J UPS

(7.24)

gdzie:

zysk przetwarzania w systemie GPS,

H_ltl,    szerokość pasma sygnału zmodulowanego,

II    szerokość pasma sygnału danych.

Systemy radiowe z widmem rozproszonym charakteryzuje wysoki zysk przetwarzania. I 'owstaje on na skutek rozproszenia widma sygnału w nadajniku satelity, a następnie kompresji Ingo sygnału w odbiorniku GPS. Dzięki temu mechanizmowi jedynie nieznaczna część szumów knnntu radiowego będzie efektywnie oddziaływać na sygnał po stronie odbiornika GPS. Jak wynika z zależności (7.24), zysk przetwarzania w systemie GPS równy jest stosunkowi szerokości pasma sygnału zmodulowanego do szerokości pasma sygnału danych (depeszy nawi-lincyjnoj). Dla zastosowanej w GPS modulacji fazowej (BPSK) oraz kodu CIA - G=43 dB,

11, ilomlast dla kodu P - G=53 dB. Skutkuje to znaczną odpornością na zakłócenia - umożliwiającą poprawną pracę systemu przy znacznie mniejszym od jedności stosunku sygnał/zakłócenia.

Sygnały radiowe GPS z widmem poszerzonym otrzymywane są poprzez kluczowanie sygnału danych D(t) ciągiem pseudolosowym C/A^t). Bipolarny ciąg danych D(t) mnożony (nul przez bipolarny ciąg pseudoodległościowy CIA,{t) odpowiadający i-temu satelicie. Czas IrwnnlH bitu danych T_h jest nieporównywalnie większy od czasu trwania bitu ciągu pseudolo-ttowogo CIA, T_ca . W wyniku tego procesu sygnał wyjściowy L_GA{t) ma widmo G - krotnie wli,ilv./o niż sygnał danych D(t). Po zsumowaniu modulo'2 obu ciągów D(t) i CIA_t(t) sygnał '.I.uiowlący ich sumę podawany jest na modulator fazy BPSK, a następnie transmitowany fil/oz satelitę do użytkowników. Zmodulowany sygnał radiowy L_aA{t) ma więc postać

L_cu(t) = D(t)-C/Aj(t)-cos2n f_nt .    (7.25)

W kanale radiowym sygnał L_aA(t) poddawany jest oddziaływaniu czynników zakłócających /(/) posiadających w uproszczeniu charakter addytywny. Do wejścia odbiornika GPS dociera sygnał wejściowy L“^ć/A(t) będący sumą sygnału użytecznego i zakłóceń postaci

=    +    ■    (7.26)

I 'o procesie demodulacji sygnał przesunięty zostaje do pasma podstawowego, przyjmując posłać

S(.t) = D(t)-C/Ą(t)+i\t) ,    (7.27)

gdzie:

l'U) jest sygnałem zakłócającym przeniesionym do pasma podstawowego.

W odbiorniku GSP sygnał S(t) jest mnożony przez replikę kodu CIA^t) - będącą identycznym kodem pseudoprzypadkowym generowanym po stronie odbiorczej. W wyniku synchronizacji obu kodów otrzymujemy przebieg

su) [du)-<'Mi)*i'U)\ca,u) ihd |< i,(/i| i nn-c^u).    (7.zn

a po uwzględnianiu tożsamości

[C/f,(0]^,= I ,    (7.29

otrzymamy

S(t) = D(t) + i'(t)-C/A_l(t) .    (7.3(1

Zauważmy, że czynnik D(t) ma charakter wąskopasmowy, natomiast czynnik /'(/) <    /, (/1

jest szerokopasmowy. Stosując filtr dolnoprzepustowy można usunąć praktycznie calg mu czynnika szerokopasmowego zawierającego część sygnałów zakłócających umożliwił ligo lyi samym odebranie depeszy nawigacyjnej GPS.

Rozpatrzmy ponownie ten proces, jednakże tym razem nie na poziomie sygnału, Inn posługując się ciągami binarnymi. Depesza satelitarna GPS D(l) jest generowana / u/yblu ścią 50 Hz (rys. 7.19, pkt. a) w oparciu o dane przekazane z segmentu kontrolnego ma parametry wypracowane przez satelitę. Jednocześnie generowany jest ciąg pr.nudniii/ypai kowy CIAiU) (b) - indywidualny dla każdego z satelitów o długości 1023 bilów I ii/ybkońt generowania 1.023 MHz. Ze względów prezentacyjnych, na rysunku 7.19, proporcja |n>mli,nl/ długością bitów danych (50 Hz) i depeszy GPS (1.023 MHz) z natury nie mogły /ostać /w In

wane. Oba sygnały dodawane są modulo'2. Sygnał (c) stanowiący sumę kodu (V I M"|.......

GPS D(l) posiada częstotliwość 1.023 MHz. Następnie poddawany jest procesowi moilulai fazowej.

modulacją

;........	n......n“i...........i m i m
1	^1 i i i i
	i i i i i i i ! ui
	l i i
o--------		i w

Depesza satelitarna GPS - D(t)

£

oj Kod pseudoprzypadkowy CA (t)

iO

D(t)ffi CA (t) na wyjściu satelity przed

D(t)© CA (t) na wejściu odbiornika

g Kod pseudoprzypadkowy CA (t) replika 5

o Depesza satelitarna GPS - D(t)

O

Rys. 7.19. Transmisja depeszy nawigacyjnej GPS z wykorzystaniem kodu pseudoprzypadkowego C/A.

Do odbiornika użytkownika dociera sygnał wejściowy (d). Jest on następnie dodawał do kodu C/A generowanego przez odbiornik - repliki (e). W wyniku tego procesu otrzymyw; ny jest przebieg 50 Hz, będący depeszą nawigacyjną (f) identyczną jak transmitowana pr/.f satelitę (a).

1f