Просмотр исходного текста страницы Blog:Korogodin/28.06.2011, Оптимальный прием сигнала в угломере в условиях многолучевости

<summary [ hidden ]>
[[File:20110705_Interface.png|thumb|Интерфейс модели]]
# Синтез алгоритма фильтрации первых разностей фаз в условиях приема многолучевого сигнала 
# Моделирование полученных алгоритмов в статике при отражении от вертикального экрана конечных размеров
</summary>

== Синтез алгоритмов ==

Проведен [[Перов А.И.|Александром Ивановичем]]. Получены алгоритмы дискриминаторов: первой разности фаз для прямого и отраженного фронтов, разности хода лучей.

Затем аналогичный синтез провел [[Корогодин И.В.]], взяв за модель наблюдений стат.эквиваленты корреляционных сумм. Результаты практически совпадают.

== Моделирование ==

Пишется модель: [[Модель многолучевого распространения сигналов для угломера]].

=== Алгоритм без компенсации ошибки многолучевости ===
Характерное поведение ошибки оценки первой разности фаз при наличии переотраженного сигнала при использовании простого дискриминатора разности фаз, синтезированного в отсутствии отраженного сигнала:
[[File:20110701_ErrPsiOld.png|center]]

Ошибка напоминает биения - результат действия двух ошибок, вносимых многолучевостью в фазу - в первой и второй точке.

=== Синтезированный алгоритм при отсутствии ошибок по смежным параметрам ===
Использование нового дискриминатора при известных <math>\psi_m</math>, <math>\phi_{m,0}</math>, <math>k</math> дает отличные результаты (<math>2\sigma = 0.9</math> град., что совпадает с погрешностью в случае отсутствия многолучевости (SNR 45 дБГц, полоса СС 1 Гц)):
[[File:20110701 ErrPsiNew Potential.png|center]]

Данный результат можно интерпретировать как потенциальную точность слежения: ошибки по остальным направлениям пространства состояния равны нулю, погрешность определяется информацией Фишера и полосой фильтра. Точность порядка единицы градуса.

=== Синтезированный алгоритм: три связанных следящих системы ===
При совместной работе трех синтезированных СС погрешность определения первой разности фаз увеличивается примерно в полтора раза. Полосы СС: 1 Гц для <math>\psi</math>, 0.05 Гц для <math>\psi_m</math>, 0.2 Гц для <math>\phi_{m,0}</math>. Точность слежения за первой разностью фаз составила примерно 1.3 градуса (две сигмы) против 23 градусов при использовании алгоритма без компенсации ошибок многолучевости и 0.9 градуса при отсутствии многолучевости. Параметр k = 0.2, расстояние от экрана - 20 метров:
[[File:20110703_Multipath_Model1.png|800px|thumb|center|Условия моделирования (слайдер установлен на начальную точку)]]


[[File:20110603_ErrPsiNew.png|center|746px|thumb|Ошибки слежения за первой разностью фаз в сравнении: новые алгоритмы против старого]]

[[File:20110703_ErrPsiNew1.png|center|746px|thumb|Ошибка слежения за первой разностью фаз при использовании синтезированных алгоритмов на всем интервале видимости спутника]]

Алгоритм достаточно нестабильно работает. Вероятны периодические срывы слежения по вспомогательным параметрам <math>\psi_m</math> и <math>\phi_{m,0}</math>. Скорее всего дело в неконтролируемом изменении полосы их следящих систем: крутизна дискриминатора может заметно меняться при изменении смежных параметров. Этот вопрос достоин своего исследования. 

Например, на приведенном графике ошибки слежения видны выбросы до 4 градусов. На этом интервале произошел срыв слежения по параметру <math>\phi_{m,0}</math> с последующим перезахватом. 

Ещё несколько двухчасовых реализаций ошибки слежения за первой разностью фаз:
[[File:20110703_ErrPsiNew2.png|center|763px]]
[[File:20110703_ErrPsiNew3.png|center|733px]]
[[File:20110703_ErrPsiNew4.png|center|733px]]
[[File:20110703_ErrPsiNew5.png|center|733px]]
[[File:20110703_ErrPsiNew6.png|center|733px]]

'''Итого, на 2 июля остались нерешенными проблемы:'''
# Требуется более аккуратный выбор полос СС, контроль за их значением
# Открыт вопрос с дискриминатором параметра <math>k</math>
# Не завершено оформление программы, пока она разбита на отдельные скрипты

== 5 июля 2011 ==

Существенно доработан интерфейс модели. Добавлен удобный вывод дискриминационных характеристик и представлений сигнала на комплексной плоскости.

[[File:20110705_Interface.png|center|800px]]

Искажение дискриминационных характеристик приводит к достаточно нестабильной работе следящих систем. Дело усугубляется при внесении погрешности в оценку <math>k</math>. Даже изменение значения k из-за корреляционной функции (задержка от прямого луча порядка нескольких десятков метров) приводит к неработоспособности системы. 

{{wl-publish: 2011-06-28 11:09:21 +0400 | Korogodin }}