Новости

Спектроанализатор в приемниках ГНСС компании JAVAD GNSS

18 мая 2020

Форма спектра

Важность измерения и анализа спектра частот сигналов навигационных спутников ГНСС в геодезических спутниковых приемниках, в первую очередь, связана с необходимостью мониторинга помех в месте выполнения съемки, а также с определением степени влияния «паразитных» сигналов и других возможных помех на точность проводимых измерений.

Влияние радиосигналов различного рода на прием сигналов навигационных спутников постоянно исследуется. Такие сигналы от самых разных источников могут стать причиной помех в работе оборудования. Например, радиосигналы FM-диапазона, телевизионные сигналы и сигналы сотовой связи могут влиять на прием сигналов ГНСС. В иных случаях источниками помех служат природные явления, например, грозовые разряды. В последнее время стало обычным явлением искусственное зашумление диапазона сигналов ГНСС, так называемый «jamming». Иногда даже Bluetooth-модуль обычного гаджета (телефона, планшета и т. п.) становится дополнительным источником помех, действие которых может понизить уровень сигналов навигационных спутников или привести к полной потере слежения за их сигналами. В результате выполнение полевых работ оборудованием ГНСС будет существенно затруднено, что приведет к дополнительным затратам времени, либо полностью невозможно.

Все приемники, выпускаемые компанией JAVAD GNSS, оснащены современным и высокоэффективным анализатором спектра. В приемнике TRIUMPH-LS спектроанализатор включен в базовую комплектацию (рис. 1, вверху). В TRIUMPH-OMEGA, TRIUMPH-1M и других приемниках для анализа спектра необходимо активировать соответствующую опцию.

Быстрые изменения спектра отслеживаются в режиме реального времени и на дисплей приемника выводятся спектрограммы, представляющие графики производных спектра в различные моменты времени и для различных полос (диапазонов)сигналов ГНСС с указанием мощности и формы нежелательных сигналов и помех. На рис. 1 показана форма производной спектра полосы сигналов GPSL1, когда он не заблокирован, где в центре виден пик кода C/A с частотой 2 МГц. Спектроанализатор, встроенный в СБИС «TRIUMPH», гораздо мощнее и производительнее своих аналогов, анализаторов спектра, выпускаемых как отдельный прибор (рис. 1, внизу).

Рис. 1. Форма производной спектра полосы сигналов GPS L1 на экране анализатора спектра: в приемнике TRIUMPH-LS (вверху), в отдельном приборе (внизу)

Интегрированный анализатор спектра, встроенный в приемники компании JAVAD GNSS, контролирует спектр внутри СБИС, где это имеет особое значение. Кроме того, он имеет эффективную полосу анализа с частотой 1 кГц. Преимущество встроенного анализатора спектра заключается в том, что он может быть запрограммирован на автоматическую запись спектра (и другой информации) периодически или в соответствии с заданными условиями непрерывного мониторинга помех.

На рис. 2 приведен график производной спектра полосы сигнала GPS L1 на дисплее приемника, когда сигнал заблокирован мощной помехой. В центре графика виден пик кода C/A (24,4 дБ). Средняя высота спектра составляет 21,1 дБ, что указывает на помехи (около 10 дБ).

Рис. 2. Пример производной спектра полосы GPS L1, когда сигнал заблокирован мощной помехой

Автоматическая регулировка усиления

На дисплее в приемниках ГНСС компании JAVAD GNSS, помимо графика производной спектра, линией красного цвета отображается состояние автоматической регулировки усиления (АРУ), которое указывает на присутствие внешних нежелательных сигналов.

В зависимости от уровня помех автоматически регулируется усиление. Изменение состояния АРУ является еще одним индикатором помех.

Линия красного цвета на рис. 3 показывает состояния автоматической регулировки усиления. В верхнем левом углу графиков приведено среднее значение АРУ и его среднеквадратичное значение. На рис. 3, вверху — АРУ находится в состоянии покоя, а внизу — АРУ показывает, что в полосе сигнала навигационного спутника появились помехи, которые алгоритм АРУ полностью сглаживает.

Рис. 3. Пример отображения состояния АРУ (красная линия): помехи отсутствуют (вверху); имеются помехи, которые алгоритм АРУ полностью сглаживает (внизу)

По информации компании JAVAD GNSS