高级搜索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

eLORAN系统的GRI组合设计研究

刘时尧 张首刚 华宇

刘时尧, 张首刚, 华宇. eLORAN系统的GRI组合设计研究[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT201066
引用本文: 刘时尧, 张首刚, 华宇. eLORAN系统的GRI组合设计研究[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT201066
LIU Shiyao, ZHANG Shougang, HUA Yu. Research on GRI Combination Design of eLORAN System[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT201066
Citation: LIU Shiyao, ZHANG Shougang, HUA Yu. Research on GRI Combination Design of eLORAN System[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT201066

eLORAN系统的GRI组合设计研究

doi: 10.11999/JEIT201066
基金项目: 国家自然科学基金(11803040),中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDJ-SSW-JSC034)
详细信息
    作者简介:

    刘时尧:男,1986年生,博士生,研究方向为无线电导航与授时技术

    张首刚:男,1966年生,博士,研究员,研究方向为原子钟及其导航应用技术

    华宇:男,1974年生,博士,研究员,研究方向为无线电导航与授时技术

    通讯作者:

    刘时尧 liushiyao@ntsc.ac.cn

  • 1)俄罗斯西部台链各个发射台距离我国边境均已超过3500 km,且该台链的发射功率不强(1150 kW),因此该台链各个台站的天、地波信号均无法传播至我国境内以对我国台站造成影响。
  • 中图分类号: TN961

Research on GRI Combination Design of eLORAN System

Funds: The National Natural Science Foundation of China (11803040), The Key Research Program of Frontier Sciences of CAS (QYZDJ-SSW-JSC034)
  • 摘要: 针对增强型罗兰(eLORAN)系统增补发射台站建设中的组重复周期(GRI)选择问题,该文主要从数学的角度出发,提出一种基于交叉干扰率的筛选算法。该算法首先考虑了最小可用组重复周期以及秒信息量的要求,并在此基础上通过比较与临近的罗兰C台站间的相对交叉干扰率进行1次筛选;之后通过排列组合进行两两比较并2次筛选;最后,综合考虑数据率要求、系统规范、无交叉干扰等条件,得到最优组重复周期组合。随后,鉴于新型eLORAN系统的高精度授时要求,在GRI最优组合中进行了优选。分析结果表明,该方法得出的优选组合的平均交叉干扰率与现有导航台链相当,同时可兼顾授时需求,可以为高精度地基授时系统建设提供参考性建议和理论依据。
  • 图  1  eLORAN脉冲波形

    图  2  TOCI与GRI取值的关系图

    图  3  两不同GRI台站的相互干扰关系图

    图  4  无交叉干扰条件示意图

    图  5  GRI组合优选算法流程图

    图  6  TOCImax=20~120 s时平均交叉干扰率

    图  7  TOCImax=20~120 s时平均数据率

    表  1  我国长波各发射台组重复周期分配

    台链名称GRI(μs)主台第1副台第2副台TOCI(s)
    BPL授时台60000蒲城3
    北海台链74300荣城宣城和龙743
    东海台链83900宣城饶平荣城839
    南海台链67800贺县崇左饶平339
    下载: 导出CSV

    表  2  TOCI小于20 s的GRI取值

    GRI(μs)TOCI(s)GRI(μs)TOCI(s)GRI(μs)TOCI(s)GRI(μs)TOCI(s)
    4000025000016500013800004
    4250017520001368000178125013
    437507550001168750118500017
    44000115600014700007875007
    4500095625097200018900009
    4750019625003750003937503
    4800012640001676000199500019
    下载: 导出CSV

    表  3  与BPL交叉干扰较小的GRI取值

    GRI(μs)TOCI(s)交叉干扰周期T0(s)相互干扰率(%)
    42500171.0211.117.87
    4375072.17.625.56
    47500191.149.947.87
    5625090.98.297.77
    6250011.57.567.87
    68750113.34.855.56
    76000191.1412.2815.56
    81250133.94.105.56
    85000171.0211.1115.74
    8750072.15.407.87
    9375031.54.977.77
    95000191.149.9415.74
    下载: 导出CSV

    表  4  备选组重复周期互交叉干扰率(%)

    互干扰对应关系备选组合(μs)
    47500/
    81250/
    93750
    81250/
    93750/
    95000
    47500/
    68750/
    81250
    68750/
    81250/
    95000
    42500/
    81250/
    93750
    1–24.107.644.858.814.10
    7.028.817.0210.427.84
    1–33.563.514.103.513.56
    7.024.107.024.857.84
    2–37.643.518.817.64
    8.813.5610.424.108.81
    1–BPL9.944.109.944.8511.11
    7.875.567.875.567.87
    2–BPL4.104.974.854.104.10
    5.567.775.565.565.56
    3–BPL4.979.944.109.944.97
    7.7715.745.5615.747.77
    合计78.3679.2180.0980.9481.18
    均值6.536.606.676.756.76
    下载: 导出CSV

    表  5  TOCImax取58 s与64 s时最优GRI组合对比

    TOCImax
    (s)
    平均TOCI
    (s)
    GRI组合
    (μs)
    总交叉
    干扰率(%)
    平均交叉
    干扰率(%)
    平均数
    据率(bit/s)
    5841.3346400/
    66250/
    81250
    62.035.17114.23
    644651200/
    76250/
    81250
    48.324.86104.89
    下载: 导出CSV
  • [1] 吴苗, 朱银兵, 李方能, 等. 无线电导航原理与信号接收技术[M]. 北京: 国防工业出版社, 2015: 170–172.

    WU Miao, ZHU Yinbing, LI Fangneng, et al. Radionavigation Principle and Signal Receiving Technology[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2015: 170–172.
    [2] VAN WILLIGEN D, OFFERMANS G W A, and HELWIG A W S. EUROFIX: Definition and current status[C]. Proceedings of IEEE 1998 Position Location and Navigation Symposium, Palm Springs, USA, 1998: 101–108.
    [3] 熊伟. Loran-C数字信号处理的关键技术研究[D]. [博士论文], 中国科学院研究生院(国家授时中心), 2008.

    XIONG Wei. Study on the crucial techniques of Loran-C digital signal processing[D]. [Ph. D. dissertation], National Time Service Center, Chinese Academy of Sciences, 2008.
    [4] 周丽丽, 穆中林, 蒲玉蓉, 等. 不规则地形地波传播衰减因子的改进算法及结果一致性研究[J]. 电子与信息学报, 2015, 37(9): 2254–2259. doi: 10.11999/JEIT150077

    ZHOU Lili, MU Zhonglin, PU Yurong, et al. Improved algorithm for ground-wave attenuation factor prediction over irregular terrain and results consistency study[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2015, 37(9): 2254–2259. doi: 10.11999/JEIT150077
    [5] SAFAR J. Analysis, modelling and mitigation of cross-rate interference in enhanced loran[D]. [Ph. D. dissertation], Czech Technical University, 2014.
    [6] ZELTSER M J and EL-ARINI M B. The impact of cross-rate interference on LORAN-C receivers[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 1985, AES-21(1): 36–46. doi: 10.1109/TAES.1985.310536
    [7] ŠAFÁŘ J, WILLIAMS P, and VEJRAŽKA F. Accuracy performance of E-Loran receivers under cross-rate interference conditions[J]. Annual of Navigation, 2012, 19(1): 133–148. doi: 10.2478/v10367-012-0011-y
    [8] 杨致友. 罗兰导航数学方法[M]. 西安: 西北工业大学出版社, 1991.

    YANG Zhiyou. Mathematical Method of Loran Navigation[M]. Xi’an: Northwestern Polytechnical University Press, 1991.
    [9] 温芳茹. 南海罗兰C台链远海工作还地波传播修正模型的初步确定[J]. 电子学报, 1991, 19(3): 1–8. doi: 10.3321/j.issn:0372-2112.1991.03.001

    WEN Fangru. The tentative determination of correction model of groundwave propagation in remote sea working zone of South China sea Louan-C chain[J]. Acta Electronica Sinica, 1991, 19(3): 1–8. doi: 10.3321/j.issn:0372-2112.1991.03.001
    [10] 温芳茹. 罗兰C台链地波传播修正模型及实验确定[J]. 电子学报, 1993, 21(9): 34–40. doi: 10.3321/j.issn:0372-2112.1993.09.006

    WEN Fangru. The correction model of groundwave propagation of Loran-C chain and its experimental determination[J]. Acta Electronica Sinica, 1993, 21(9): 34–40. doi: 10.3321/j.issn:0372-2112.1993.09.006
    [11] 徐永亮. 罗兰-C接收机数据解调及定位解算技术研究[D]. [硕士论文], 中国科学院国家授时中心, 2009.

    XU Yongliang. Research on data demodulation and positioning calculation technology of Loran-C receiver[D]. [Master dissertation], Graduate University of Chinese Academy of Sciences (National Time Service Center), 2009.
    [12] 国家技术监督局. GB/T 14379-1993 罗兰C系统通用技术条件[S]. 北京: 中国标准出版社, 1993.

    The State Bureau of Quality and Technical Supervision. GB/T 14379-1993 Generic specification for loran-c system[S]. Beijing: Standards Press of China, 1993.
    [13] 赵当丽. 长河二号导航系统时间同步及授时的研究[D]. [硕士论文], 中国科学院研究生院(国家授时中心), 2003.

    ZHAO Dangli. Study on time synchronization and time service with “Changhe 2” navigation system[D]. [Master dissertation], National Time Service Center, Chinese Academy of Sciences, 2003.
    [14] The United Kingdom Hydrographic Office Creator. Admiralty List of Radio Signals[M]. Taunton: The United Kingdom Hydrographic Office, 2017.
    [15] 海杭. 罗兰-C使用手册[M]. 南京: 东南大学出版社, 1996: 11–19.

    HAI Hang. Loran-C Manual[M]. Nanjing: Southeast University Press, 1996: 11–19.
  • 加载中
图(7) / 表(5)
计量
  • 文章访问数:  1043
  • HTML全文浏览量:  366
  • PDF下载量:  91
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-12-18
  • 修回日期:  2021-07-12
  • 录用日期:  2021-07-12
  • 网络出版日期:  2021-12-08

目录

    /

    返回文章
    返回