R&S®ESMD Précision accrue de l'horodatage dans les applications TDOA

Vos attentes

Dans un réseau TDOA (différence temporelle d'arrivée), on mesure la différence temporelle d'arrivée d'un signal à au moins trois emplacements de récepteur. Les différences de temps mesurées permettent de déterminer l'origine géographique du signal. En raison de la vitesse de propagation élevée des ondes électromagnétiques, le plus grand défi des récepteurs consiste à insérer l'horodatage de haute précision dans le flux de données I/Q. Cela nécessite une méthode adaptée à la synchronisation de l'heure dans les récepteurs. Les horodatages absolus indépendants des paramètres du récepteur sont nécessaires pour garantir une flexibilité maximale du système.

Solution de surveillance

L'option R&S^®ESMD-IGT ajoute un module GPS interne au R&S^®ESMD. Quand une antenne GPS est connectée, le module fournit l'heure et la position GPS au R&S^®ESMD.

Le signal GPS en impulsions par seconde (PPS) est utilisé pour synchroniser la fréquence de référence interne de 10 MHz dans le R&S^®ESMD. Une boucle commandée par logiciel minimise l'influence de la gigue habituelle du signal PPS, augmentant considérablement la stabilité de la fréquence et la précision de l'heure du R&S^®ESMD.

Cette solution Rohde & Schwarz garantit un horodatage absolu de haute précision dans le flux de données en bande de base sans aucun effort supplémentaire (pour les valeurs détaillées, voir la fiche technique du R&S^®ESMD, PD 5213.9863.22).

Dans les applications TDOA, les moindres erreurs lors de l'insertion de l'horodatage peuvent conduire à des positions incorrectement calculées. Les modifications de divers paramètres (par exemple, fréquence, bande passante, intervalle) influencent le retard du signal dans le récepteur. Ignorer ce fait peut conduire à des erreurs de positionnement importantes causées par des horodatages inexacts. Le R&S^®ESMD prend exactement en compte l'influence temporelle de tous les éléments dans la chaîne de traitement. L'horodatage inséré dans le flux de données I/Q correspond à l'instant précis où le signal atteint l'entrée de l'antenne du R&S^®ESMD. Il est donc possible de configurer un réseau TDOA hétérogène qui inclut plusieurs récepteurs pour les besoins de différents sites (immunité de grand signal, sensibilité, largeur de bande en temps réel, etc.). Les systèmes TDOA classiques doivent être configurés avec des récepteurs identiques ayant les mêmes paramètres au moment de la mesure. Cela complique considérablement la mise en œuvre et la mesure réelle, ce qui limite considérablement la flexibilité.

Application

Si un R&S^®ESMD équipé de l'option R&S^®ESMD-IGT est amené sur un nouveau site au sein de la zone de visibilité d'au moins quatre satellites GPS, le module GPS a besoin d'environ 26 s pour déterminer la position actuelle. Après environ 20 mn de fonctionnement, l'oscillateur à quartz thermostaté (OCXO) du synthétiseur atteint sa température de fonctionnement optimale. Le PPS fourni par le module GPS augmente davantage la précision de la fréquence de référence interne. Le R&S^®ESMD surveille en permanence la précision au cours du fonctionnement. Après la fin de la synchronisation de la fréquence de référence interne avec le PPS, l'utilisateur reçoit un message sur l'interface utilisateur graphique.

Selon les besoins, le module GPS interne peut être utilisé dans trois modes de fonctionnement différents :

Mode libre

En mode libre, la précision de l'heure est la plus faible. La position déterminée par le module GPS est soumise à une gigue considérable, ce qui affecte également le comportement dans le temps. Un temps moyenné n'est toutefois pas nécessaire, et la position ne doit pas forcément être connue.

Mode moyennage

En mode moyennage, le R&S^®ESMD calcule la moyenne des données de position jusqu'à ce qu'une précision de positionnement minimale définie par l'utilisateur et le temps de moyennage soient atteints. Dès que les données de moyennage de position sont aussi précises que requis, le récepteur passe automatiquement au mode fixe.

Mode fixe

En mode fixe, le R&S^®ESMD utilise une position statique comme référence, ce qui signifie que le comportement temporel atteint aussi une précision maximale. Si un récepteur est amené sur un site à des coordonnées connues précisément, elles peuvent être préréglées en mode fixe. Si les données de position ne correspondent pas à l'emplacement réel, le R&S^®ESMD passe en mode libre. Dans tous les cas, une bonne réception du satellite est nécessaire pour les données de position précises et des horodatages exacts.

Interface utilisateur du R&S®ESMD avec un module GPS R&S®ESMD-IGT et une antenne GPS externe

Indicateur graphique

Utilisation d'une fréquence de référence interne (synchronisée avec le PPS), synchronisation terminée. Cet indicateur est affiché après que l'oscillateur à quartz thermostaté OCXO ait atteint sa température optimale et que la boucle de contrôle du PPS ait été paramétrée. Lorsque la synchronisation est terminée, la précision maximale de l'horodatage est atteinte à une position GPS fixe (mode fixe).