Thí nghiệm định vị dẫn đường điện tử

Thí nghiệm định vị dẫn đường điện tử

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MÔN HỌC

KỸ THUẬT ĐỊNH VỊ VÀ DẪN ĐƯỜNG ĐIỆN TỬ

BÀI 1: PHƯƠNG TRÌNH RADAR

2 Nội dung, các bước thực hành và đánh giá:

1b Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa SNR tối thiểu yêu cầu và cự ly phát hiện tối đa của trạm Radar

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 0

200

400

600

800

SNR toi thieu de phat hien muc tieu (dB)

delta1= 7.0 (dBsm), delta2=10.0 (dBsm), percent1=0.5, percent2=2.0

RCS mac dinh = 16.0 (dBsm) RCS+delta1=23.0 (dBsm) RCS-delta2=6.0 (dBsm)

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 0

200

400

600

SNR toi thieu de phat hien muc tieu (dB)

Cong suat mac dinh pt = 1000.0 (kW) 0.5*pt = 500.0 (kW)

2.0*pt = 2000.0 (kW)

2b Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa giá trị cự ly R và SNR

3 Câu hỏi đánh giá:

Câu 1: Dựa vào đồ thị phần 1b và 2b ta thấy rằng khi giá trị SNR yêu cầu tối thiểu càng tăng thì

cự ly phát hiện tối đa của trạm Radar càng giảm

Câu 2: Từ đồ thị phần 1b và 2b ta nhận thấy rằng:

- Với cùng một mức SNR tối thiểu thì RCS càng tăng thì cự ly phát hiện mục tiêu tối đa càng giảm

- Với cùng một mức SNR tối thiểu công suất càng tăng thì cự ly phát hiện mục tiêu càng tăng

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 40

60

80

100

Cu ly phat hien muc tieu (Km)

delta1= 7.0 (dBsm), delta2=10.0 (dBsm), percent1=0.5, percent2=2.0

RCS mac dinh = 16.0 (dBsm) RCS+delta1=23.0 (dBsm) RCS-delta2=6.0 (dBsm)

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 60

70

80

90

Cu ly phat hien muc tieu (Km)

Cong suat mac dinh pt = 1000.0 (kW) 0.5*pt = 500.0 (kW)

2.0*pt = 2000.0 (kW)

BÀI 2: DIỆN TÍCH HIỆU DỤNG RADAR RCS 2a Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa góc chiếu xạ θ và RCS của tấm phẳng hình tròn:

2b Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa góc chiếu xạ θ và RCS của hình trụ tròn:

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Goc chieu xa (do)

RCS cua tam phang tron ban kinh = 10.0 (m), tai tan so = 0.1 (GHz)

-20

-10

0

10

Tan so chieu xa = 9.9 GHz

2c Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa góc chiếu xạ θ và RCS của hình nón cụt:

3 Câu hỏi kiểm tra:

Câu 1: Các yếu tố ảnh hưởng đến diện tích phản xạ hiệu dụng:

a Trường hợp tổng quát: RCS = SP x kf x kd

Do đó RCS phụ thuộc vào:

- SP: diện tích bề mặt vật lý của mục tiêu được chiếu xạ  Hình dạng, kích thước của mục tiêu

- kf: Hệ số phản xạ  Vật liệu tính chất của bề mặt phản xạ

- kd: Hệ số hướng tính

b Hình trụ: RCS phụ thuộc vào góc chiếu xạ θ và bán kính trụ tròn

c Tấm phẳng hình tròn: RCS phụ thuộc vào góc chiếu xạ θ và bán kính trụ tròn

d Hình nón cụt: tọa độ z của các đáy, góc nửa đỉnh α và góc chiếu xạ θ

Câu 2:

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Goc chieu xa (do)

Tan so chieu xa = 9.9 GHz

BÀI 3: HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS Câu 1: Lưu đồ thuật toán tính toán tọa độ vệ tinh

Xác định vector

vị trí r của vệ tinh

với tâm của Trái Đất

Xác định giá trị chuyển động trung bình n

Lập quan hệ giữa giá trị thực f, giá trị độ lệch tâm E và giá trị trung bình μ

Xác định tọa độ hình học của vệ tinh k tại thời điểm t

Sử dụng thời gian phụ thuộc tính toán chính xác giá trị quỹ đạo

Câu 2:

 Quỹ đạo elip lý tưởng: hệ tọa độ ECEF (Earth-centered and Earth-fixed) bao gồm 3 trục:

X, Y, Z, trục X là đường thẳng nối tâm trái đât với giao điểm của đường xích đạo với kinh tuyến gốc Trục Z trùng với trục quay của Trái đất Trục Y là đường thẳng vuông góc với mặt phẳng XCZ có chiều theo chiều tay phải

 6 yếu tố Keplerian xác định tọa độ vệ tinh

a Bán kính trục chính Kích cỡ và hình dạng quỹ đạo

ω Argument cận điểm Mặt phẳng quỹ đạo trong hệ biểu kiến

BÀI 4: XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊNH VỊ GPS Câu 1: Lưu đồ thuật toán tính toán tọa độ máy thu:

Lập phương trình tính giá trị giả cự ly

cơ bản P

Tuyến tính hóa phương trình tính khoảng cách hình học p

Viết lại phương trình

P dưới dạng vector

Ax = b

Giải hệ trên ra các số gia, cộng các giá trị này với vị trí xấp xỉ của máy thu

Kiểm tra

số gia đủ nhỏ chưa

Kết thúc

Bắt đầu

Đ S

Câu 2:

 DOP (Dilution of Precision) là sự giảm độ chính xác của phép tính toán tọa độ máy thu

 Các dạng DOP thường được sử dụng:

BÀI 5: XỬ LÝ TÍN HIỆU GPS Câu 1: Phương trình toán biểu diễn cấu trúc tín hiệu GPS phát ra từ vệ tinh k:

PC, PPL1, PPL2, là năng lượng của tín hiệu với C/A hoặc P code

Ck là chuỗi C/A code gán cho vệ tinh thứ k

Pk là chuỗi P(Y) code gán cho vệ tinh thứ k

Dk là chuỗi dữ liệu định vị

fL1, fL2 là tấn số sóng mang tương ứng với L1 và L2

Câu 2:

Tốc độ đồng hồ (Clock rate): Tốc độ cơ bản của đồng hồ là 10.23 Mhz Trên thực tế, tốc

độ đồng hồ vệ tinh được cố ý đặt thấp hơn 4.45 x 10-10

so với giá trị danh nghĩa

Tần số chip mã C/A là 1.023 MHz

Các chuỗi nhị phân giả ngẫu nhiên (PRN) được tạo bởi bộ ghi dịch 10 bit hồi tiếp Xung đồng hồ được đưa vào bit thứ nhất, nội dung mã C/A lấy ở bit 10 Đặc tính của bộ ghi dịch hồi tiếp phụ thuộc cách nhận thông tin tại bit 1

G1 có đa thức 1 + x3

+ x10 , G2 có đa thức 1 + x2

+ x3 + x6 + x8 + x9 + x10 Phương pháp lấy dữ liệu ra là tạo mã C/A cho vệ tinh có mã nhiễu giả ngẫu nhiên PRN1

Câu 3: Sơ đồ khối khâu xử lý tín hiệu trong bộ thu GPS