تحليل خطاي ميانگين ديجيتال خطي پالس هاي دريافتي در گيرنده متحرك سريع در سيستم ناوبري راديويي برد بلند

Error Analysis on the linear digital average of several consecutive phase code intervals received by a fast moving LORAN receiver

يكي از عوامل موثر بر خطاي تعيين موقعيت در گيرنده هاي لورن-سي، دقت اندازه گيري زمان دريافت سيگنال هاي مورد نياز براي محاسبه اختلاف زماني است. عموما گذر از صفر سوم سيگنال پالس لورن-سي به عنوان مبناي تعيين دقيق زمان دريافت استفاده مي شود كه دقت آن وابستگي زيادي به نرخ سيگنال به نويز دارد. الگوريتم ميانگين ديجيتال خطي با ميانگين گيري از پالس هاي چندين بازه كد پالس متوالي دريافت شده توسط گيرنده لورن-سي به افزايش نرخ سيگنال به نويز كمك مي نمايد. ميانگين ديجيتال خطي در يك گيرنده با سرعت بالا، علي رغم كاهش توان نويز، به دليل تاخير پالس هاي شركت كننده در ميانگين گيري نسبت به يكديگر، موجب اعوجاج پالس ميانگين مي گردد. به عبارت ديگر، در گيرنده هاي سريع علاوه بر نرخ سيگنال به نويز و تفاضل پوش به سيكل پالس ميانگين، اعواج آن نيز يك عامل مهم در دقت تشخيص گذر از صفر سوم است. اين مقاله به دنبال تحليل اثر بردار حركت گيرنده بر كارايي ميانگين ديجيتال خطي و تعيين آستانه سرعت گيرنده براي اندازه گيري گذر از صفر سوم پالس ميانگين با دقت مورد نظر است. به كمك تفكيك سيگنال حاصل از ميانگين گيري به دو بخش مطلوب و نامطلوب، امكان تعريف اعوجاج پالس ميانگين با مشخصه هاي شناخته شده مانند تفاصل پوش به سيكل و ضريب تضعيف دامنه فراهم شده و ميزان اعوجاج به صورت تابعي از بردار سرعت گيرنده بدست آمده است. همچنين با شبيه سازي چارچوب تحليلي پيشنهادي، ديدگاه مناسبي در خصوص ميزان تاثير بردار سرعت گيرنده روي دقت اندازه گيري زمان دريافت پالس به وجود آمده است.

One of the factors affecting the positioning error in Loran-C receivers is the accuracy of measuring the time of receiving the signals required to calculate the time difference. Generally, the third zero crossing of the Loran-C signal is used as the basis for determining the receiving time of the pulse, the accuracy of which is highly dependent on the signal-to-noise ratio. The linear digital average algorithm helps to increase the signal-to-noise ratio by averaging the pulses of the consecutive pulse coding intervals received by the Loran-C receiver. The linear digital average in a high-speed receiver, despite the reduction of noise power, distorts the average pulse due to the delay of the participant's pulses. In other words, in fast receivers, in addition to the signal-to-noise ratio and the envelope-to-cycle difference, its distortion is also an important factor in accuracy of the third zero crossing detection. This paper seeks to analyze the effects of the motion vector of the receiver on linear digital average efficiency and to determine the threshold of the receiver’s velocity to measure the third zero crossing of the average pulse with the desired accuracy. By decomposition of the average pulse into two desirable and undesirable parts, it is getting possible to define the average pulse distortion with known characteristics such as envelope-to-cycle difference and the amplitude attenuation coefficient, and the distortion volume is obtained as a function of velocity vector. The proposed analytical framework is simulated to show the impact of the velocity vector.