НИР: Методы и средства повышения точности спутниковых навигационных систем

АННОТАЦИЯ
В данной работе дается информация о структуре спутниковых навигационных систем, принципах построения, основные методы определения местоположения объекта с помощью спутников, структуры навигационных радиосигналов спутников, а также расчет координат спутника GPS на момент предшествия, учитывая шкалу эфемеридного времени в системе GPS.
ВВЕДЕНИЕ
По-видимому, открытие навигации произошло рано в истории человечества. Согласно устным китайским преданиям, компас был открыт и использовался в войнах во время туманной погоды перед началом письменной истории человечества. Было много различных навигационных методик, используемых при морских и воздушных путешествиях. Основанная на использовании спутников навигация открылась в начале 70-ых годов XX века. Три спутниковых системы исследовались перед программами GPS: американская Морская Навигационная Спутниковая Система (также называемая Транзит), Timation американского Флота (навигация ВРЕМЕНИ), и американский проект Воздушных сил 621B. В Проекте Транзита используется непрерывная волна (по часовой стрелке) для сигнализации. Самый близкий подход спутника может быть найден, измеряя максимальную норму допплеровского смещения частоты. Программа Timation использовала атомные часы, которые улучшают предсказание спутниковых орбит и уменьшают норму обновления наземного управления. Воздушные силы в проекте 621B использовали псевдослучайный шум (PRN), т.е. сигнал с модулированной несущей частотой. Программа GPS была одобрена в декабре 1973. В 1978 был запущен первый спутник. В августе 1993, у GPS было 24 спутника в орбите и в декабре того же самого года, начальная эксплуатационная способность была установлена. В феврале 1994, Федеральное авиационное агентство (FAA) объявило GPS готовой к использованию для нужд авиации. В Российской Федерации (РФ) действует аналогичная система спутниковой навигации ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система). Данной системе уже более 40 лет, т.е. с запуском первого в истории человечества искусственного спутника Земли в Советском Союзе 4 октября 1957 года. Принцип работы системы ГЛОНАСС во многом подобен принципу работы американской системе GPS. Цель работы является исследование всех возможных методов и средств, существующих на данный момент, структуры навигационных, радиосигналов спутников, а также провести расчет координат спутника GPS на момент предшествия, учитывая шкалу эфемероидного времени в системе GPS направленных на повышения точности бортовой аппаратуры спутниковой навигации, применение различных доступных средств и математических методов для аппроксимации данных полученных со спутниковых навигационных систем.