Структура сглаживающего фильтра канала оценки фазы определяется принятой моделью изменения фазы (1.10), например, для модели (1.12), сгла­живающий фильтр представляет собой два интегратора и демпфирующее зве­но. Приведенная на рис. 1.3 схема системы фильтрации устойчива при усло­вии захвата сигнала каналом оценки фазы и вхождения в синхронизм. По­следнее обеспечивается лишь в том случае, если начальное расхождение частот принимаемого сигнала и ГС не превышает полосы захвата системы ФАП. Обычно после режима поиска априорная неопределенность по несущей частоте »500Гц, что превышает полосу захвата ФАП (»50 Гц), поэтому непосредственно после режима поиска сигнала предусматривается дополнительный режим автоматической подстройки частоты (АПЧ), реализуемый с помощью системы частотной автоподстройки (ЧАП).

Для построения системы ЧАП необходимо иметь частотный дискрими­натор, напряжение, на выходе которого пропорционально разности частот принимаемого сигнала и ГС. Такой частотный дискриминатор можно сформи­ровать алгоритмически, обрабатывай сигналы I(t) и Q(t), поступающие на вход второго умножителя фазового дискриминатора. Действительно, проинтегрируем 2 раза I(t) и Q(t), на последовательных интервалах времени и

(1.22)

Для меняющихся во времени фазы j(t) , ее оценки и достаточно ма­лых интервалов времени Т можно написать

(1.23)

где .

Тогда, с учетом (1.21)…(1.23), имеем

;

;

; (1.24)

Определим процесс на выходе частотного дискриминатора выражением

(1.25)

Подставляя (1.24) в (1.25) и выполняя необходимые преобразования, по­лучаем

. (1.26)

Выражение (1.26) описывает характеристику частотного дискриминаци­онную, вид которой приведен на рис. 1.4. Такая дискриминационная характеристика обеспечивает устойчивое слежение по частоте, если начальная ошибка лежит в пределах ее главного лепестка, т. е. . Полагая, что после режима поиска диапазон неопределенности по частоте составляет = 500Гц, находим требуемое время интегрирования Т = 1мс.

Рис. 1.4.Характеристика частотного дискриминатора

Следящая система частотной автоподстройки замыкается через сглаживающий фильтр, в качестве которого обычно используют фильтр второго порядка с операторным ко­эффициентом передачи , где - коэффициент усиления фильтра; - постоянная времени.

1.3.2. Алгоритмы вторичной обработки

В результате первичной обработки радионавигационных сигналов оцениваются (измеряются) радионавигационные параметры (задержка и доплеровское смещение частоты ) для каждого из НС () выбранного рабочего созвездия. Радионавигационные параметры связаны с параметрами потребителя через соответствующие навигационные функции. В СРНС используются псевдодальномерные методы определения координат и псевдорадиально-скоростной метод определения составляющих скорости потребителя. Для реализации этих методов необходимо измерять радионавигационные параметры относительно четырех НС, а в качестве навигационных функций использовать соотношения, приведенные в п.1.2.Для решения нелинейных уравнений, определяющих навигационные функции можно применять как прямые, так и итерационные алгоритмы решения нелинейных задач. Прямые алгоритмы можно использовать для начального определения вектора П′(t) при значительной априорной неопределенности относительно координат потребителя. Они дают практически точное решение системы, составленной из i уравнений с i неизвестными.