close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Влияние неточности настройки входного фильтра в аппаратуре потребителей СРНС с частотным разделением каналов на точность измерения фазы сигнала в условиях помех при переходе от кодовых к фазовым навигационным определениям.

код для вставкиСкачать
НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ – 2015
98
бов в свою очередь подразделяется по методам и средствам воздействия на
пласт. Основное внимание здесь уделено вибрационному методу, а точнее
технике вибрационной разглинизации и очистки фильтров скважин в нефтегазовой отрасли и может быть использовано при освоении продуктивных
пластов в эксплуатационных скважинах и при закачке промышленных стоков
в глубокие горизонты. Задачей предлагаемого технического решения является
увеличение мощности гидродинамических колебаний жидкости и создание
объемного поля колебаний всего столба жидкости в пределах фильтра, воздействующих на фильтр и глинистую корку. Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение эффективности очистки фильтров эксплуатационных скважин и сокращение сроков их освоения [4]. Сущность предлагаемого устройства поясняется рис. 2.
Предлагаемое устройство может быть изготовлено в соответствии с существующими стандартами, характерными для технических средств освоения продуктивных пластов и может найти преимущественное применение
после их полной отработки, для закачки в пласт водных отходов продуктов
переработки нефтяных эмульсий.
Список литературы:
1. Белицкий Р. С. Охрана природных ресурсов при удалении жидких отходов в недра земли. – М.: «Недра», 1976.
2. Гольдберг В.М. и др. Подземное захоронение промышленных сточных вод. – М., «Недра», 1994.
3. Федоров Б.В. Разработка комплекса технических средств для сооружения и освоения технологических скважин. – Алматы, 2010.
4. Патент на изобретение Поветкин В.В., Анищенко Л.В. «Устройство
для очистки фильтров поглощающих скважин». – Алматы, 2014.
ВЛИЯНИЕ НЕТОЧНОСТИ НАСТРОЙКИ ВХОДНОГО
ФИЛЬТРА В АППАРАТУРЕ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ СРНС
С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ
НА ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗЫ СИГНАЛА
В УСЛОВИЯХ ПОМЕХ ПРИ ПЕРЕХОДЕ ОТ КОДОВЫХ
К ФАЗОВЫМ НАВИГАЦИОННЫМ ОПРЕДЕЛЕНИЯМ
© Евтушенко О.А.
Филиал «НИИ Аэронавигации» ФГУП ГосНИИ ГА, г. Москва
Рассматривается влияние несимметрии спектра помехи, вызванной
неточностью настройки входного фильтра, на точность фазовых нави
Директор, кандидат технических наук, доцент.
Технические науки
99
гационных определений в спутниковых радионавигационных системах
с частотным разделением каналов.
Ключевые слова: спутниковая радионавигационная система, фазовые навигационные определения, точность измерения.
В принципе работы СРНС заложена принципиальная возможность повышения точности местоопределения путем перехода от кодовых НО к фазовым. Потребность в таком переходе обусловлена расширением круга НЗ,
требующих повышенной точности НО, которые предполагается решать с
использованием СРНС. К ним относятся обеспечение посадки ВС по третьей категории ИКАО и на палубу морского судна, дозаправка ВС горючим в
полете, местоопределение при проведении топогеодезических работ и др.
Особенностью СРНС ГЛОНАСС является то, что в ней в отличие от
СРНС GPS используется не кодовое, а частотное разделение каналов. При
этом в АП СРНС ГЛОНАСС при ее изготовлении производится компенсация
фазовых набегов в каналах радиоприемного устройства (РПУ). В этой связи
представляет интерес оценить насколько эффективна такая процедура в условиях воздействия на РПУ АП помех, имеющих место в условиях эксплуатации. Причиной дополнительных фазовых сдвигов в каналах РПУ, приводящих к снижению точности фазовых НО, может служить неидеальность РЭО,
а именно: неточность настройки входного фильтра, приводящая к несимметрии спектра помехи, воздействующей на РПУ. Кроме того, несимметрия
спектра помехи может быть обусловлена несимметрией амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) фильтра при его низкой добротности.
При анализе точности фазовых измерений в условиях действия помехи
с несимметричным спектром исключим из рассмотрения фазовый сдвиг,
обусловленный влиянием фазочастотной характеристики неточно настроенного фильтра, поскольку он компенсируется при осуществляемой на чистом
сигнале калибровке. Рассмотрению подлежит лишь дополнительная погрешность, возникающая при действии помехи.
Пусть измерению подлежит фаза квазигармонического сигнала
(1)
S(t) = A(t) cos (t + ), 0 < t < 
на фоне нестационарной нормальной помехи n(t) с корреляционной функцией
(2)
B(t, u) = b1(t, u) cos (t  u)  b2(t, u) sin (t  u),
соответствующей в стационарном случае несимметричному спектру помехи.
Функционал отношения правдоподобия для этого случая запишется в
виде [1]


 1



L  x  t  |    exp    A  t  f1  t  dt  exp  2 cos   x  t  v1  t  dt  2 sin   x  t  v2  t  dt  ,
0
0
 20



(3)
где (t) = s(t) + n(t), v1(t) = f1(t) cos t + f2(t) sin t, v2(t) = f1(t) cos t  f2(t) sin t.
Здесь f1(t), f2(t) – решения интегральных уравнений:
НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ – 2015
100

 b  t , u  f u  du  A t  ,
1
1
(4)
0


0
0
 b1  t , u  f2 u  du   b2 t , u  f1 u  du.
(5)
При этом оценка максимального правдоподобия фазы сигнала записывается:
(6)
 = arctg (Y / X) + р,


0, X  0,
где Х   х  t  v1  t  dt , Y   х  t  v2  t  dt , р  
1, X  0.
0
0
Случайные величины X, Y нормальны, поскольку они получены в результате линейных операций над нормальным случайным процессом х(t).
Для средних значений дисперсии случайных величин X, Y и коэффициента
корреляции между ними справедливы выражения:
Х = d1 cos   d 2 sin , Y = d1 sin  + d2 cos ,  2Х  Y2  d1 , RXY = R = d2/d1,

где di   A  t  f i  t  dt , i = 1, 2.
(7)
0
Рассматривая оценку  как фазу вектора с декартовыми координатами
X и Y, путем стандартных преобразований [2] получаем ее плотность вероятностей
1
 d
W    
exp  1 1  R 2 1  2 sin   
1
2

2
 2
2 1  R  1  R sin 2  
 d 1  R 2   2 cos       R sin     

  1

3
2 
 2 1  R  
1-R sin 2   2
1

d1 1  R 2 
sin 2      R 2 1  2 cos 2     
 exp 

 21  R sin 2 

1


2
2
 d1 1  R   




F 
cos




R
sin





  ,     ,

 


1

R
sin
2






(8)
где  =  + arctg R, F {..}  функция Лапласа.
Анализ (8) показывает, что несимметрия спектра помехи приводит к появлению смещения оценки фазы сигнала, причем для наиболее интересного
случая малой несимметрии спектра (b2(t, u) << b1(t, u) оценка асимптотически нормальна (при d1  ) с дисперсией и смещением:
Технические науки
101
 2  d11 ,
(9)

   arctg  d 2 d  .

1
(10)

Из (10) видно, что при симметричном спектре помехи (b2(t, u)  0) смещение оценки отсутствует, поскольку при этом в соответствии с (5) и (7)
f 2(t)  0, d2  0.
В качестве иллюстрации полученных соотношений рассмотрим оптимальную оценку фазы сигнала (1) на фоне стационарной нормальной помехи,
полученной в результате прохождения белого шума через низкодобротный
колебательный контур. Корреляционная функция такой помехи равна [3]
В (t  u) = 2 ехр (|  |t  u|) [cos (t  u) + (/) sin  (t  u)],
(11)
где   дисперсия помехи.
Решая совместно интегральные уравнения (4) и (5), и полагая, что
 /  << 1, a огибающая сигнала дважды дифференцируема на интервале [0, ],
выбираемом для простоты равным целому числу периодов сигнала Т = 2 / ,
с учетом (2), (6), (9) и (11) получаем алгоритм оценки максимального правдоподобия фазы сигнала и ее точностные характеристики:
2

 x  t  r  t  dt  C  0  x  0  C   x  
2
   arc tg 

1
2
0
   C  0 x  0  C   x  
x  t  r1  t  dt  1
0
1
 ,
(12)
2
0 при знаменател е  0,
где   
1 при знаменател е  0,
 a t 
r1 t   at  cos t  
sin  t ,
  
 at 
r2 t   
cos t  at  sin  t ,
  
at    2 At   At , C1 t    At   At , C2 t    At   At ,
 2 

2 2



  arctg
2



0


 А  t    A  t   dt    A  0   A    

2
2
C2    C1  0 
2

2
2

2
2    2 A2  t    A  t  
0
2

,
2

dt    A2  0   A2    

(13)
.
НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ – 2015
102
Определим смещение оценки, полагая, что огибающая сигнала имеет
гауссову форму с максимумом в середине интервала наблюдения [0, ] A(t) =
= А0 ехр [ (t  /2)2], причем длительность импульса сигнала на уровне 0,1
от u = 2 / ( lg e)1/2  3,03/1/2 cвязана с длительностью интервала наблюдения  и периодам сигнала T = 2 /  соотношением u =  = 10 Т. Зависимость смещения оценки (13) от отношения /, характеризующего степень
асимметрии спектра помехи, приведена в таблице 1.
Таблица 1
Зависимость смещения оценки фазы сигнала
от степени несимметрии спектра помехи
/
, град
0,1
0,5
0,15
1,3
0,2
2,5
0,25
4,6
0,3
6,3
Результаты данных исследований могут быть использованы также при
анализе воздействия на АП СРНС узкополосной помехи от мешающих радиотехнических средств с частотой, близкой к частоте полезного сигнала.
Список литературы:
1. Гаткин Н.Г., Далецкий Ю.Л., Красный Л.Г. Обнаружение сигналов на
фоне нестационарных помех // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. – 1970. – № 3.
2. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники.
Кн. 1.  М.: Советское радио, 1966.
3. Хелстром К. Статистическая теория обнаружения сигналов.  М.: Издательство иностранной литературы, 1963. – Т. 1.
ЛИНЕЙНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА ДОИЛЬНОГО
АППАРАТА С НЕЗАВИСИМЫМ ВАКУУМОМ
© Жаров С.Ю., Петров И.Е.
Военная академия воздушно-космической обороны, г. Тверь
Тверская государственная сельскохозяйственная академия, г. Тверь
Статья посвящена построению линейной математической модели
работы нового доильного аппарата с независимым вакуумом. Благодаря планированию эксперимента найдено адекватное линейное уравнение регрессии, описывающее технологический цикл данного устройства, как функцию высоты подъема молока и давления в молокопроводе.

Доцент кафедры № 13 ВА ВКО, кандидат физико-математических наук, доцент.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа