Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010)

ГЛОНАСС принципы построения и функционирования Издание четвертое перераб. и доп. Под редакцией А. и. Перова, 8. Н. Харисова ,:-.,;,':. '=-.':-:-:::,.;-:::,-:,;:::,....... издательство ~Радиотехника» Москаа, 2010 УДК 629.78 Г63 ББК 39.67 Авторы Р.В. Бакитько, Е.Н. Болденков, Н.Т. Булавский, В.В. Дворкин, ВС. Ефименко, В.Е. Косенко, В.Я. Нартов, А.И. Перов, А.Е. Перьков, В.В.

Тюбалин, Ю.М. Урличич, В.Н. Харисов, В.Е. Чеботарев, А,Ю. Шатилов Г63 ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования I Под ред. А.о. Пе- рова, В.Н. Харисова. Изд. 4-е, перераб. и доп. — М.: Радиотехника, 2010. 800 с., ил. 15ВХ 978-5-88070-251-0 Изложены принципы построения спутниковой радионавигационной системы (СРНС) ГЛОНАСС, даны ее системные характеристики и основные характеристики подсистем космических аппаратов, наземного контроля и управления, навигационной аппаратуры потребителей, а также дифференциальных дополнений СРНС.

По сравнению с предыдуцтим изданием существенно переработан материал по направлениям совершенствования технологий спутниковой навигации с учетом новых перспектив по введению сигналов с кодовым разделением и материал по интегрированным инерциально-спутниковым навигационным системам. Добавлены материалы по использованию сигналов СРНС для определения угловой ориентации объектов и частотно-временной режекцин узкополосных помех в аппаратуре потребителей, а также приему сигналов в условиях многолучевости, быстрому поиску сигналов и результаты последних исследований в области пространственно-временной обработки навигационных сигналов, принимаемых на фоне пространственно распределенных помех. Дгя широкого круга снег>иа.гг>сп>ов, запил>ак>гиихся разработкой, производствои и эксплуатаиией аппаратуры потребителей СРНС ГЛОНАСС.

Может быть полезна студентам, аспирантам и пре>годавателяи высших учебных заведений при изучении дисииплин радиотехнического профиля. УДК 629.78 ББК 39.67 15В)х) 978-5-88070-251-0 © Авторы, 2010 © Издательство «Радиотехника», 2010 ПРКДИСЛОВИЕ (к четвертому изданию) Спутниковые радионавигационные системы (СРНС), наряду с системами мобильной связи, стали неотъемлемой частью человеческой деятельности.

Технологии спутникового координатно-временного обеспечения используются в различных технических системах, быту, науке и образовании, в экономике и т.д. Для реализации потребностей в высокоточном координатно-временном обеспечении разработаны, созданы и введены в эксплуатацию СРНС ГЛОНАСС (Россия), ОРБ (США), а в настоящее время разрабатываются аналогичные системы бАЫЬЕО (Европейский Союз), Сотразз (Китай).

Важность проблем глобального координатно-временного обеспечения регулярно подчеркивается руководством России. Принято Постановление Правительством Российской Федерации от 9 июня 2005 г. № 365 «Об оснащении космических, транспортных средств, а также средств, предназначенных для выполнения геодезических и кадастровых работ, аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/ОРЯ», издан Указ Президента РФ от 17 мая 2007 г. № 638 «Об использовании глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах социально-экономического развития РФ», а во исполнение этого указа Правительство РФ выпустило Постановление от 30 апреля 2008 г.

№ 323 об утверждении Положения о полномочиях федеральных органов исполнительной власти по поддержанию, развитию и использованию ГЛОНАСС, принято Постановление Правительства Российской Федерации от 25 августа 2008 г. № 641 "Об оснащении транспортных, технических средств и систем аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС~ОРИ". В феврале 2008 г.

в РФ принята <сКонцепция развития навигационных сигналов глобальной навигационной системы ГЛОНАСС», в которой определена необходимость совершенствования системы ГЛОНАСС. Учитывая сказанное, понятен постоянно возрастающий интерес к основам и принципам построения СРНС. Поэтому редакторы и авторы издания книги «ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования» [В.1~ решили подготовить очередное (четвертое) издание книги, переработав и дополнив его рядом новых разделов. Книга состоит из введения и трех разделов основного материала, разделенных на 19 глав.

Во вводной части содержатся исторические сведения о СРНС ГЛОНАСС, характеризующие этапы развития технологий спутниковой навигации. В разделе 1 (гл. 1 — 8) помещены материалы, описывающие общие принципы построения СРНС; законы орбитального движения искусственных спутников Земли; шкалы времени, используемые в СРНС и принципы их синхронизации; методы решения навигационных задач; используемые радиосигналы и навигационные сообщения, передаваемые в них; принципы построения прием- Предисловие ников сигналов СРНС, дополнены главы по перспективным навигационным сигналам, оптимальным алгоритмам обработки сигналов и информации в приемнике. Существенно расширена глава по помехоустойчивости аппаратуры потребителей.

В разделе 2 (гл. 9 — 13) изложены конкретные сведения о структуре и основных характеристиках СРНС ГЛОНАСС и ее подсистем. Дано подробное описание подсистемы космических аппаратов, наземного сегмента и аппаратуры потребителей. Расширено описание бортовой аппаратуры навигационных спутников, в которое включено описание моделей навигационных спутников и бортовой аппаратуры межспутниковых измерений. В разделе 3 (гл. 14 — 19) рассмотрены вопросы развития СРНС ГЛОНАСС в части перспектив модернизации навигационной системы и излучаемых сигналов, в том числе с кодовым разделением. Добавлена новая глава по использованию сигналов СРНС для определения угловой ориентации объектов.

Существенно переработаны главы по интегрированию аппаратуры спутниковой и инерциальной навигации и по принципам построения и алгоритмам обработки сигналов в адаптивных антенных решетках для приемников спутниковой навигации. Добавлена глава по методам и алгоритмам частотно-временной режекции узкополосных помех. В книге принята нумерация рисунков и формул по главам. Список литературы приведен в конце каждой главы и включает только те источники, на которые даны ссылки в тексте. Предполагается, что материалы книги могут быть использованы при подготовке других изданий (учебников для высших и средних специальных учебных заведений, справочников, руководств по эксплуатации, технических описаний аппаратуры), при разработке вопросов взаимодействия аппаратуры потребителей и других технических средств подвижных объектов, при отработке планов радионавигационного обеспечения стран и регионов, постановке курсов лекций в системе учебных заведений и программ повышения квалификации специалистов.

Книга рассчитана на специалистов в области навигации и смежных дисциплин таких, как штурманское обеспечение, геодезия и картография, землеустройство, мониторинг земной поверхности; аспирантов и студентов соответствующих высших и средних учебных заведений. В написании книги участвовали: Р.В. Бакитько (п. 11.7„14.1 — 14.2); Е.Н. Болденков (п.6.2, гл. 19), Н.Т.

Булавский (п. 6.6, гл. 15); В.В. Дворкин (п. 12.8.2, 14.3); В.С. Ефименко (гл. 18); В.Е. Косенко (п. 11.6, 11.7); В.Я. Нартов (гл. 9, 10); А.И. Перов (гл. 1 — 5, 7 — 13, 16, 17, 19, п. 6.1 — 6.5, 11.1 — 11.5, 11.7, 12.1 — 12.7, 14.1 — 14.2); А.Е. Перьков (п. 15.2 — 15.4); В.В. Тюбалин (п. 9.3, 11.1 — 11.5, п. 14.1); Ю.М. Урличич (п.

11.7, 12.8.2, 14.1 — 14.3); В.Н. Харисов (гл. 6, 8, 15, 18); В.Е. Чеботарев (п. 11.6, 11.7); А.Ю. Шатилов (п.16.1 — 16.2, гл. 17). Редактирование книги выполнено А.И. Перовым, В.Н. Харисовым. Методы решения навигационных задач В организации работы и подготовке материалов книги активное участие приняли следующие организации: кафедра автоматизированных систем радионавигации и радиосвязи ВВИА им. проф. Н.Е.

Жуковского; кафедра радиотехнических систем Московского энергетического института (технического университета); ОАО «Российские космические системы». Авторы будут признательны читателям за предложения и замечания по улучшению содержания книги, которые следует направлять по адресу: 103031, Москва, Кузнецкий мост, д. 20/б. Изд-во «Радиотехника». Е-гпа11: 1пГо®тайтес.гп — Радиотехника; а1ехрфайа.гп — Перов А.И.; чЬаг®~1Ы.гп— Харисов В.Н. Авторы ВВЕДЕНИЕ Исторические сведения Материалы данного раздела во многом заимствованы из [В.21.

4 октября 1957 г. в Советском Союзе был запущен первый в истории человечества искусственный спутник Земли 1ИСЗ) [В.2, В.З]. Измерения доплеровского сдвига частоты передатчика этого ИСЗ на пункте наблюдения с известными координатами позволили определить параметры движения этого спутника [В.31. Решение обратной задачи, т.е. определение координат пункта приема сигнала, излученного с ИСЗ с известными координатами, по измерениям доплеровского сдвига принятого сигнала положило начало развитию спутниковых радионавигационных систем (СРНС) [В.З, В.41.