195384. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mozgó objektumok helyzetének meghatározására műholdas navigációs vevőérzékelő felhasználásával és vételi elrendezés az eljárás foganatosítására
1 195.384 2 első bemenetére kerül, és a 4 keverő előállítja a bemeneti harmonikus jel, valamint a 10 frekvencia sokszorozó kimenetén megjelenő oszcillátor jel különbsé-, gét, és ez a különbségijei az 5 középfrekvenciás etősitő bemenetét vezérli. A felerősített középfrekvenciás jelet a 6 fázisdetektor egyik bemenetére vezetjük, és ennek másik bemenetét a 7 referencia oszcillátor jele vezérli. A 6 fázisdetektor kimenetén megjelenő feszültség nagysága függ a két bemenetére vezetett jel fáziskülönbségétől. A fáziskülönbségnek megfelelő feszültséget a 8 összegzőn keresztül 9 feszültségvezéreit oszcillátor kimeneti frekvenciáját a 10 frekvencia sokszorozó felsokszorozza és ez a sokszorozott nagyfrekvenciás jel képezi a keveréshez felhasznált oszcillátor jelet. Az így kialakult fázis-zárt hurokban a 10 frekvenciasokszorozó kimeneti frekvenciája lényegében a keresett Doppler frekvenciával arányos, mert a bemeneti jel frekvenciájának változását hűen követi. A Doppler frekvenciát a 12 Doppler frekvenciát erősítő egység a 15 számítógép egyik bemeneti csatorjánához továbbítja. Az 5 középfrekvenciás erősítő egyik kimenete a 13 bemeneti jelszint érzékelőhöz csatlakozik, ennek feladata a bemeneti jeszint érzékelése és áz erősítésen keresztül a megfelelő szintszabályozás. Amennyiben a bemeneti jel valamilyen okból megszűnik, ezt a tényt a 13 bemeneti jelszint érzékelő érzékeli és a 15 számítógéphez továbbítja. Ha a jelszint megszűnése csak az 1 vevőérzékelőt érinti, akkor a 2 vevőérzékelő által vett jel kerül feldolgozásra, és a 3 adatfeldolgozó egység a 2 vevőérzékelő jeleinek feldolgozására válik alkalmassá. Az 5 középfrekvenciás erősítő kimeneti jele vezérli ezenkívül a navigációs műhold helyzetéről információt kijelölő 14 blokkot is, amelynek kimenete a 15 számítógép egy további csatornáját vezérli, A mozgó objektum, például hajó helyzetének változását érzékelő 16 egység a logrol és a pörgettyűs tájolóról a hajó mozgási sebességének és irányának adatait folyamatosan közli a 15 számítógéppel. A 15 számitógép a bemeneti csatornáin rendelkezésre álló információ alapján a hajó helyzetét meghatározza, ehhez felhasználja azt az algoritmust, amelnyek folyamatábrája a P.Sz. Voloszov, J.Sz. Dubinko, F.G. Mordínov, V.D. Sinkov: A műholdas navigáció hajózási rendszerei második átdolgozott és kiegészített kiadás, Leningrád, 1983. - a 273. oldalon található. A mozgó objektum, például a hajó pontos helyzetének ismeretében a 17 Doppler frekvencia változó értékeit előállító egység feladatát képez, hogy a mindenkori várható Doppler frekvencia értékét kimenetén előállítása. A Doppler frekvencia valóságos értékének ismeretére elsősorban akkor van szükség, ha mindkét bemeneti csatornában átmeneti jelvesztés következik be, mert a mozgó objektum a jelvesztés során is folyamatosan változtatja a helyzetét, ezt a helyzetváltozást pedig a Doppler frekvencia pillanatnyi értékének változása kell hogy kísérje. A bemeneti jel ismételt megjelenésekor a vétel csak akkor áll helyre, ha gondoskodunk arról, hogy a 4 keverő oszcillátor jele a pillanatnyi Doppler frekvencia értékének megfelelő értéket vegyen fel, mert ezen jelfelvétel biztosítja, hogy a pillanatnyi vett frekvencia a helyes fázisú középfrekvenciát adja ki, azaz az szinkronizáció helyreálljon. A jelvesztés tényéről, mint említettük, a 15 számítógép értesül, és erre adott válaszul utasítást ad a szinkronizáló helyreállítására. A 17 Doppler frekvencia változó értékeit előállító egység ekkor a 15 számítógéptől megkapja a Doppler frekvencia meghatározásához szükséges adatokat és kimenetén az Ismert algoritmus felhasználásával előállítja a pillanatnyi Doppler frekvencia értékének megfelelő jelet, amely jel előnyösen digitális formában áll rendelkezésre. Ezt a digitális jelet a 11 digitál-analóg átalakító analóg feszültséggé alakítja, és ez az analóg feszültség a 8 összegző második bemenetét a pillanatnyi Doppler frekvenciának megfelelő értékű feszültséggel vezérli. A 10 frekvenciasokszorozó által végrehajtott frekvencia szokszorozás eredményeként a 4 keverő olyan frekvenciájú és fázisú oszcillátor jelet kap, amely mellett a 4 vétel a navigációs műholdról érkező pillanatnyi frekvenciának felel meg. Ez a pillanatnyi frekvencia a mozgó objektum mozgásának minden pillanatában más és más, az objektum mozgásával összhangban tehát a 4 keverő mindig a pillanatnyi (és pillanatnyilag változó) vételi frekvenciára hangolódik. A jelvesztés megszűnésekor tehát a navigációs műhold jeleit folyamatosan és további keresés szükségessége nélkül a berendezéssel azonnal venni tudjuk. A 15 számítógép a fenti számítási feladat megoldásához a 17 Doppler frekvencia változó értékeit előállító egység részére a következő adatokat, illetve menynyiségeket továbbítja: K - pályaszög (rád);- a hajó sebességének hosszanti összetevője (m/s); VC — a hajó sebességének haránt összetevője (m/s); B ~ a hajó geodéziai szélessége (rád); L — a hajó geodéziai hosszúsága (rád); a - az ellipszoid hosszabbik féltengelye (m); e — a délkör ellipszisének az első excentricitása; h — a geoid ellipszoid feletti magassága (m); -f — a műhold adófrekvenciája (Hz); r — a föld sugara az adott pontban ; C - a rádióhullám terjedési sebessége (m/s); X,Y£ - a műhold derékszögű koordinátái (ml: X,Ÿ,Z- a műhold koordinátáinak első deriváltja (m/s) x,y,z - a hajó derékszögű koordinátái (m); Az Itt felsorolt mennyiségekből a 17 Doppler frekvencia változó értékeit előállító egység a következő mennyiségeket állítja elő: Vj, - a hajó sebességének északf összetevője (rad/s); Vç - a hajó sebességének keleti összetevője (rad/s); 0, - a hajó geocentrikus szélessége (rád); R - az adott pontnak a föld középpontjától mért távolsága (m); xjj. - a hajó koordinátáinak első deriváltja (m/sl; D - a műhold-hajó távolság (m); b - a D távolság változásának sebessége (m/s); A 17 Doppler frekvencia értékeit előállító egység működését a 3. ábrán vázolt számítási algoritmus határozza meg, ez a számítási algoritmus végeredményben kiadja az fg Doppler frekvenciát, illetve?egy azzal arányos számot. Ez a,számérték az, amely analóg Jellé alakítva a fázis-zárt hurkot vezérli, és jelvesztés esetén az objektum mozgásállapotának megfelelően helyreállítja a vételt, azaz fenntartja a szinkronizációt. A szinkronizáció fenntartása során a navigációs műhold és a mozgó objektum valóságos relatív elmozdulása alapján számított Doppler frekvencia igen nagy pontosságú szinkronizációt valósít meg. Ennek hatása egyrészt a szinkronizáció gyors helyreállásában, másrészt pedig a helyzetmeghatározás pontosságának lényeges növekedésében nyilvánul meg. 5 1Q 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
