2904666261

przypadku odbiorników dla słabych sygnałów wymagany jest duży zakres dynamiki sygnału skwantyzowanego, co przekłada się na wzrost liczby bitów użytych do zapisu próbki [Tsu05, rozdział 12].

Przed przystąpieniem do śledzenia sygnału (ang. tracking) wymagane jest wcześniejsze wstępne wyszukanie sygnału (ang. acąuisition). Równoznaczne jest to z określeniem widocznych przez odbiornik satelitów, opóźnienia kodu C/A i przesunięcia częstotliwości nośnej zgodnie z zasadami efektu Dopplera.

2.1 Wstępne wyszukanie sygnału

Proces wstępnego wyszukiwania sygnału (ang. acquisition) służy do wykrycia obecności pożądanego sygnału w pewnym zakresie częstotliwości. Wyszukiwanie musi trwać relatywnie krótko, jednak nie może prowadzić do zbyt ogólnych wyników, czy pominięcia sygnałów o słabszej mocy (co wskazuje na zbyt małą czułość urządzenia). W momencie znalezienia pożądanych sygnałów mierzone jest opóźnienie, równoznaczne z początkiem okresu, kodu PRN (tutaj: C/A, P) oraz, po usunięciu kodu rozpraszającego (ang. despreading), częstotliwość nośna z uwzględnieniem przesunięcia Dopplera. Dane są przekazywane do części odbiornika odpowiedzialnego za śledzenie sygnału.

Wraz ze wzrostem czasu wstępnego wyszukiwania sygnału rośnie współczynnik SNR przetwarzanych danych. Takie podejście wymaga większej liczby obliczeń oraz uwzględnienia zmiany bitu danych (odpowiada to zmianie fazy sygnału nawigacyjnego modulowanego BPSK). Bit danych nawigacyjnych trwa 20 ms, co równe jest 20 okresom kodu C/A, wybierając pierwsze 10 ms danych, gdzie występuje zmiana bitu, można założyć, że kolejne 10 ms nie będzie zawierało takiej zmiany. Dla pewności pomiaru można zbadać dwa kolejne 10 ms odcinki sygnału. Zakłada się, że maksymalny czas wyszukiwania powinien trwać nie dłużej niż 10 ms, dłuższe czasy (mimo, że są również wykorzystywane) mogą zafałszować wynik [Tsu05, strona 131].

Przy korelacji kodów C/A z przesunięciem o - chipa (0,489 /is) wartość współczynnika CF wynosi 0,5, czyli połowę wartości maksymalnej, co odpowiada obniżeniu amplitudy o 6 dB. Efektywna korelacja występuje przy przesunięciu kodów o maksymalnie - chipa [Tsu05, strona 132].

Założone przesunięcie Dopplera nośnej o ±10 kHz wymaga przeszukania pewnego zakresu możliwych częstotliwości. Krok jest wyznaczany jako odwrotność czasu wyszukiwania (np. dla 10 ms jest to ——^_₃    = 100 Hz). Odpowiada to różnicy cykli

sygnałów o co najwyżej 0,5 — jeżeli długość danych to 1 ms, sygnał 1 kHz zmieni się o cykl w ciągu 1 ms, to krok częstotliwości powinien wynosić 1 kHz [Tsu05, strona 132]. Kompromisem między dokładnością a czasem wyszukiwania może być ustalenie kroku na 500 Hz [DD03], [BAB⁺07, strona 75].

Acąuisition wymaga trójwymiarowego szukania po czasie (opóźnienie, faza kodu), częstotliwości (nośna) oraz bazie kodów PRN (identyfikacja satelity). Zostało opracowanych wiele technik rozwiązujących to zadanie ([HSJ08], [Zie06, strony 8-13], [Tsu05, strony 133-45], [BAB⁺07, rozdział 6]), trzy z nich zostaną omówione.

18