tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТ10.31854/1813-324X-2026-12-3-26-34ZPZGVLtuzsut-804Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬELECTRONICS, PHOTONICS, INSTRUMENTATION AND COMMUNICATIONSПрием и обработка сигналов в перспективных образцах навигационной аппаратуры потребителей ГЛОНАССReception and Processing of Signals in Prospective Models of User Navigation Equipment for GLONASShttps://orcid.org/0009-0009-7037-3383КозловА. В.KozlovA. V.

кандидат технических наук, начальник отдела Военного Института (научно-исследовательского) Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского 

https://orcid.org/0009-0007-9130-4382ПетушковА. М.PetushkovA. M.

кандидат военных наук, старший научный сотрудник, старший научный сотрудник отдела Военного Института (научно-исследовательского) Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского

https://orcid.org/0009-0002-1667-7246СаковскийЕ. А.SakovskyE. A.

старший научный сотрудник лаборатории Военного Института (научно-исследовательского) Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского

vka@mil.ruhttps://orcid.org/0009-0001-7125-6009СоловьёвД. А.SolovyovD. A.

кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой подготовки и повышения квалификации педагогических работников образовательных организаций Министерства Обороны РФ Военно-космической академии им. А.Ф.  Можайского

Военно-космическая академия им. А.Ф. МожайскогоРоссияMilitary Aerospace AcademyRussian Federation2026010720261232634Copyright © Козлов А.В., Петушков А.М., Саковский Е.А., Соловьёв Д.А., 20262026Козлов А.В., Петушков А.М., Саковский Е.А., Соловьёв Д.А.Kozlov A.V., Petushkov A.M., Sakovsky E.A., Solovyov D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/804

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки программно-определяемых приемников, способных динамически адаптироваться к изменениям в навигационных системах без модификации аппаратной части, поскольку традиционные приемники на основе жестко заданных алгоритмов обладают ограниченной адаптивностью к изменениям структуры сигналов и появлению новых сервисов. Цель исследований: разработка алгоритма совместной обработки навигационных сигналов с частотным и кодовым разделением, обеспечивающего универсальность программного приемника в условиях разнообразия сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. Научная задача заключается в экспериментальной верификации алгоритмов цифровой обработки сигналов, позволяющих унифицировать обработку различных типов навигационных сигналов в единой программной среде.

Методы исследования

Методы исследования: алгоритмическое моделирование, корреляционная обработка на основе быстрого преобразования Фурье, а также экспериментальная отработка на макете программного приемника.

Результаты

Результаты: представлены возможные подходы к совместной обработке сложных сигналов с частотным и кодовым разделением; изложена концепция развития технологии построения навигационной аппаратуры потребителя; приведены результаты экспериментальной отработки алгоритма приема и обработки навигационных сигналов с кодовым разделением; предложен алгоритм совместной обработки сигналов с частотным и кодовым разделением в едином программном приемнике. Научная новизна работы заключается в экспериментальном подтверждении возможности унификации алгоритмов приема для сигналов с частотным и кодовым разделением в рамках единого вычислительного ядра.

Теоретическая значимость

Теоретическая значимость: получение нового знания о принципах построения универсальных алгоритмов обработки навигационных сигналов.

Практическая значимость

Практическая значимость: предложенный алгоритм позволяет создавать универсальные навигационные приемники с программной адаптацией к изменениям в глобальных навигационных спутниковых системах, что снижает затраты на модернизацию аппаратуры, а его реализация на базе высокопроизводительных процессоров позволит обеспечить обработку в реальном масштабе времени в перспективных образцах аппаратуры.

Relevance is driven by the necessity to develop software-defined receivers capable of dynamically adapting to changes in navigation systems without hardware modifications, as traditional hardware-defined receivers based on fixed signal processing algorithms possess limited adaptability to evolving signal structures and new services. The research aim is to develop an algorithm for the joint processing of navigation signals with frequency and code division multiple access, ensuring the universality of a software receiver under diverse Global Navigation Satellite System signal conditions.

The scientific objective is the experimental verification of digital signal processing algorithms that facilitate unified processing of multiple navigation signal types within a single software environment.

Methods employed in the study include algorithmic modeling, correlation processing based on the Fast Fourier Transform, and experimental validation using a software receiver prototype.

Results are as follows: possible approaches for joint processing of complex signals with frequency and code division in a GLONASS software receiver are presented; a concept for the development of user navigation equipment technology is outlined; experimental results for the reception and processing algorithm of code-division signals are provided; an algorithm for joint processing of frequency-division and code-division signals in a unified software receiver is proposed.

The scientific novelty lies in the substantiation and experimental confirmation of the feasibility of unifying reception algorithms for signals with frequency and code division multiple access within a unified computational core.

Theoretical significance lies in obtaining new knowledge about the principles of constructing universal processing algorithms for navigation signals.

The practical significance is that the proposed algorithm enables the development of universal navigation receivers with software-defined adaptability to Global Navigation Satellite Systems updates, significantly reducing hardware modernization costs. Its implementation on high-performance processors will provide real-time processing capabilities in prospective receiver designs.

цифровая обработка сигналовнавигационные сигналынавигационная аппаратура потребителейнавигационный приемникпрограммный приемниксистема ГЛОНАССглобальные навигационные спутниковые системыdigital signal processingnavigation signalsuser navigation equipmentnavigation receiversoftware receiverthe global navigation satellite system GLONASSGlobal Navigation Satellite SystemsReferencesTsui J.B.Y. Fundamentals of Global Positioning System Receivers: A Software Approach. Hoboken: Wiley-Interscience, 2005. 352. p.Tsui J.B.Y. Fundamentals of Global Positioning System Receivers: A Software Approach. Hoboken: Wiley-Interscience; 2005. 352. p.Kaplan E.D., Hegarty C.J. Understanding GPS/GNSS: Principles and Applications. Artech House, 2017. 1062 p.Kaplan E.D., Hegarty C.J. Understanding GPS/GNSS: Principles and Applications. Artech House; 2017. 1062 p.Borre K., Akos D.M., Bertelsen N., Rinder P., Jensen S.H. A Software-Defined GPS and Galileo Receiver: A Single-Frequency Approach. Boston: Birkhäuser, 2007. 176 p. DOI:10.1007/978-0-8176-4540-3Borre K., Akos D. M., Bertelsen N., Rinder P., and Jensen S. H. A Software-Defined GPS and Galileo Receiver: A Single-Frequency Approach. Boston: Birkhäuser; 2007. 176 p. DOI:10.1007/978-0-8176-4540-3Morton Y., van Diggelen F., Spilker Jr. J.J., Parkinson B.W. Lo S., Gao G. (eds.). Position, Navigation, and Timing Technologies in the 21st Century: Integrated Satellite Navigation, Sensor Systems, and Civil Applications. Hoboken: Wiley-IEEE Press, 2021. Vol. 1. 1136 p.Morton Y., van Diggelen F., Spilker Jr. J.J., Parkinson B.W. Lo S., Gao G. (eds.). Position, Navigation, and Timing Technologies in the 21st Century: Integrated Satellite Navigation, Sensor Systems, and Civil Applications, vol.1. Hoboken: Wiley-IEEE Press; 2021. 1136 p.Енин С.В., Меняйлов Д.Е., Дугаев В.М., Панин Г.А., Вишин Д.Ф., Петричкович Я.Я. и др. Устройство для приема сигналов системы спутниковой навигации. Патент на полезную модель № RU 109872 U1 от 26.05.2011. Опубл. 27.10.2011. EDN:WSEGWSEnin S.V., Menyailov D.E., Dugaev V.M., Panin G.A., Vishin D.F., Petrichkovich Ya.Ya., et al. Device for Receiving Signals from a Satellite Navigation System. Patent RF, no. 109872, 26.05.2011. (in Russ.) EDN:WSEGWSБахолдин В.С., Гаврилов Д.А., Герасименко И.С., Добриков В.А., Иванов В.Ф., Симонов А.Б. и др. Программный приемник сигналов спутниковых навигационных систем на базе СБИС К1879ХК1Я // Труды Института прикладной астрономии РАН. 2012. № 23. С. 230–235. EDN:PHSJFVBakholdin V. S., Gavrilov D. A., Gerasimenko I. S., Dobrikov V. A., Ivanov V. F., Simonov A.B., et al. Software-Defined Receiver for GNSS Signals Based on SBIS K1879HK1YA. Proceedings of the Institute of Applied Astronomy of the Russian Academy of Sciences. 2012;23:230–235. (in Russ.) EDN:PHSJFVHobiger T., Gotoh T., Amagai J., Koyama Y., Kondo T. A GPU based real-time GPS software receiver // GPS Solutions. 2010. Vol. 14. PP. 207–216. DOI:10.1007/s10291-009-0135-2. EDN:QTDPOXHobiger T., Gotoh T., Amagai J., Koyama Y., Kondo T. A GPU based real-time GPS software receiver. GPS Solutions. 2010; 14:207–216. DOI:10.1007/s10291-009-0135-2. EDN:QTDPOXSeo J., Chen Y.-H., De Lorenzo D.S., Lo S., Enge P., Akos D., et al. A Real-Time Capable Software-Defined Receiver Using GPU for Adaptive Anti-Jam GPS // Sensors. 2011. Vol. 11. PP. 8966–8991. DOI:10.3390/s110908966Seo J., Chen Y.-H., De Lorenzo D.S., Lo S., Enge P., Akos D., et al. A Real-Time Capable Software-Defined Receiver Using GPU for Adaptive Anti-Jam GPS. Sensors. 2011;11:8966–8991. DOI:10.3390/s110908966Huang K.-Y., Juang J.-C., Tsai Y.-F., Lin C.-T. Efficient FPGA Implementation of a Dual-Frequency GNSS Receiver with Robust Inter-Frequency Aiding // Sensors. 2021. Vol. 21. PP. 4634. DOI:10.3390/s21144634. EDN:WRUQFZHuang K.-Y., Juang J.-C., Tsai Y.-F., Lin C.-T. Efficient FPGA Implementation of a Dual-Frequency GNSS Receiver with Robust Inter-Frequency Aiding. Sensors. 2021;21:4634. DOI:10.3390/s21144634. EDN:WRUQFZMajoral M., Fernández-Prades C., Arribas J. A Flexible System-on-Chip Field-Programmable Gate Array Architecture for Prototyping Experimental Global Navigation Satellite System Receivers // Sensors. 2023. Vol. 23. PP. 9483. DOI:10.3390/s23239483. EDN:KAUYXUMajoral M., Fernández-Prades C., Arribas J. A Flexible System-on-Chip Field-Programmable Gate Array Architecture for Prototyping Experimental Global Navigation Satellite System Receivers. Sensors. 2023;23:9483. DOI:10.3390/s23239483. EDN:KAUYXU

The authors declare that there are no conflicts of interest present.