Спутниковые навигационные системы. Раздаточный материал (1015459)
Текст из файла
1.Спутниковая радионавигационная система ГЛОНАССОктябрь 1982 г. - запущен первый навигационный спутник «Космос-1413»1995 г - завершено развертывание системы запуском 24-го спутника – навигационногокосмического аппарата (НКА).Параметры орбитТри орбитальные плоскости, разнесенные на 120º. Высота круговых орбит -19100 км.Наклонение орбит – 64.8º. Узлы положения НКА в каждой плоскости разнесены на 45º.Номинальный период обращения НКА – 11 ч. 15 мин. 44 с.Состояние орбитальной группировки ГЛОНАСС на 5 сентября 2016 г.№№точки пл.№лит.НКУДатаДатаДатаввода в вывода иззапускасистему системыФакт.сущ.(мес.)Пригодность КА посообщениямПримечаниеальманаха эфемерид (UTC)110173014.12.09 30.01.1080.8++ 21:28 05.09.16Использ.
по ЦН21-474726.04.13 04.07.1340.4++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН310574404.11.11 08.12.1158.1++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН410674202.10.11 25.10.1159.2++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН510173414.12.09 10.01.1080.8++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН61-473314.12.09 24.01.1080.8++ 21:28 05.09.16Использ.
по ЦН710574504.11.11 18.12.1158.1++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН810674304.11.11 20.09.1258.1++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН92-670201.12.14 15.02.1621.2++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН102-771725.12.06 03.04.07116.4++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН1120075329.05.16 27.06.163.3++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН122-173702.09.10 12.10.1072.2++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН132-272125.12.07 08.02.08104.4++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН142-771525.12.06 03.04.07116.4++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН1520071625.12.06 12.10.07116.4++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН162-173602.09.10 04.10.1072.2++ 21:28 05.09.16Использ.
по ЦН1730475107.02.16 28.02.166.9++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН183-375424.03.14 14.04.1429.5++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН1930372026.10.07 25.11.07106.4++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН2030271926.10.07 27.11.07106.4++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН2130475514.06.14 03.08.1426.8++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН223-373102.03.10 28.03.1078.2++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН2330373202.03.10 28.03.1078.2++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН2430273502.03.10 28.03.1078.2++ 21:28 05.09.16Использ. по ЦН203-570126.02.1166.3На этапе ЛИ11272325.12.07 22.01.08 24.06.16104.4Резерв17371425.12.05 31.08.06 24.02.16128.4Резерв2.Навигационные сигналыДиапазон L1.Диапазон L2.f1,k = f1,0 + kf1 ; f1,0 = 1602 МГц, f1 = 0.5625 МГц, k = 1,2,…12f2,k = f2,0 + kf1 ; f2,0 = 1246 МГц, f1 = 0.4375 МГц, f1,k /f2,k = 9/7.Сигнал L1 – двухкомпонентный: синфазная компонента – узкополосный (F =1.022 МГц),квадратурная компонента – широкополосный (F =10.22 МГц).Сигнал L2 – однокомпонентный: только широкополосная компонента (в НКА второймодификации будет добавлена узкополосная компонента).Узкополосный радиосигнал L1 есть сумма по модулю 2 трех сигналов:1) псевдослучайная М-последовательность дальномерного кода длиной 511 дискрет,соответствующая характеристическому полиному Gд(x)=1+x5+x9, передаваемая соскоростью 511 кбит/с (период дискретизации – 1 мс) - код низкой точности2) цифровая информация (ЦИ) – навигационное сообщение, передаваемая со скоростью50 бит/с, состоящее из 85 двоичных символов общей продолжительностью 1.7 с3) меандр, используемый для символьной синхронизации, с частотой 100 бит/с.Метки времени (МВ) – М-последовательности длиной 30 дискрет длительностью 10 мс схарактеристическим полиномом Gд(x)=1+x3+x5.
Длительность МВ – 10 мс ×30 = 0.3 с. Спомощью МВ осуществляется строчная и символьная синхронизация ЦИ.Широкополосный радиосигнал L1 – сумма по модуля 2 М-последовательности с оченьбольшим периодом и частотой следования дискрет 5.11 МГц – дальномерный код высокойточности – и цифровой навигационной информации.Широкополосный радиосигнал L2 – сигнал, промодулированный такой же М-последовательностью без добавления ЦИ.Узкополосный сигнал – открытый и предназначен для гражданских потребителей.Широкополосный сигнал предназначен для санкционированных потребителей. Параметрыего кодирования являются закрытой информациейДиаграмма направленности передатчика НКА направлена вертикально вниз, имеет ширину38º и захватывает всю поверхность полушария Земли и приземное пространство высотой до2000 км.
Номинальная мощность навигационного радиосигнала, принимаемого наземнымпотребителем на всенаправленную антенну составляет от - 57 до - 161 дБВт .3.Навигационное сообщениеЦИ формируется на основе данных, передаваемых на борт НКА наземным комплексомуправления (НКУ), и состоит из строк, кадров и суперкадров.Строка ЦИ состоит из 85 символов общей длительностью 2 с, передаваемых в относительном двоичном коде. Последние 8 символов – проверочные, позволяющие исправитьодиночный ошибочный символ и обнаружить две ошибки в строке.
Кадр состоит из 15 строк(30 с), суперкадр – 5 кадров (2.5 мин).В составе каждого кадра передается полный объем оперативной информации и частьальманаха. Полный альманах передается в пределах суперкадра.Оперативная информация содержит: 1) признаки достоверности ЦИ в кадре, 2) времяначала кадра tk, 3) эфемеридную информацию (ЭИ) – координаты и производные координатНКА в прямоугольной геоцентрической системе координат на момент времени t0,4) частотно-временные поправки на момент времени t0 (поправки к несущей частотерадиосигнала и бортовой шкале времени – БШВ). Время t0 привязки ЭИ и БШВ кратно30 мин с начала суток.Альманах системы содержит информацию о всех штатных НКА орбитальной группировки: 1) время последнего обновления альманаха, 2) параметры орбит каждого НКА,3) номер пары несущих частот и поправки к несущей частоте, 4) поправки к БШВ каждогоНКА.
Альманах необходим для планирования сеанса навигации (выбора наиболееподходящего созвездия НКА и определения доплеровских поправок к несущей частоте дляускорения поиска и захвата сигнала).Наземный комплекс управленияНКУ обеспечивает: 1) эфемеридное и частотно-временное обеспечение НКА, 2)мониторинг радионавигационного поля, 3) радиотелеметрический мониторинг НКА,4) командное и программное управление функционированием НКА.4.Принципы определения координат потребителяПо временным задержкам дальномерных псевдошумовых сигналов Ti определяется времяраспространения радиосигнала от i-го НКА до потребителя и рассчитываютсяпсевдодальности (ПД) Di = cTi. Предварительно проводится компенсация тропосферных иионосферных ошибок.
Тропосферная поправка находится по формуле:DTi = 8.8 cosec(i), где I – угол возвышения (угол места) i-го НКА.Компенсация ионосферной ошибки в двухчастотной (L1 и L2) дальномерной аппаратуреосуществляется на основе зависимости этой ошибки от квадрата несущей частоты:DИi = k/f2, где k – коэффициент пропорциональности.Тогда уточненное значение псевдодальностиDD1 D 2,1 где = (f2 / f1)2 = (7/9)2, f1, f2 – частоты диапазонов L1 и L2, D1 и D2 – ПД, измеренные наэтих частотах.Определенные таким образом псевдодальности могут быть записаны в видеDi (X Xi ) 2 (Y Yi ) 2 (Z Zi ) 2 cT' Di ,где (X, Y, Z) – прямоугольные координаты определяющегося объекта в геоцентрическойсистеме координат, (Xi, Yi, Zi) – такие же координаты i-го НКА (определяются изнавигационного сообщения);T’ – расхождение шкал времени НКА и потребителя (одинаковое для всех НКА),Di – погрешности определения псевдодальностей.Для определения X, Y, Z и T’ решается система как минимум из 4-х уравненийDi (X Xi ) 2 (Y Yi ) 2 (Z Zi ) 2 cT' Di , i = 1,2,..NN – количество НКА, участвующих в измерениях.Обычно в поле видимости потребителя находится от 5 до 8 НКА.
При решении системыиз N>4 уравнений c 4-я неизвестными используется итеративный метод взвешенныхнаименьших квадратовk k 1 (H T R 1 H) 1 H T R 1 (Dизм D k 1 ) ,где k = (X, Y, Z, T),Dизм = (D1,… DN) – вектор измеренных псевдодальностей,H – матрица составленная из частных производныхD, R – ковариационная матрицаошибок измерения, учитывающая неравноточность некоторых измерений.Для перехода от прямоугольных геоцентрических координат X, Y, Z к геодезическимкоординатам В- широта, L – долгота, h – высота над поверхностью эллипсоида Землинеобходимо решить нелинейную систему уравненийX = (N + h) cosB cos L,Y = (N + h) cosB sinL,Z = [(1 - 2) N + n] sinB,где N = a (1 - 2 sin2B)-1/2, 2 = 2 - a,a = 6378245 м - большая ось эллипсоида, = 1/298.3 – относительное сжатие Земли.5.Точностные характеристики ГЛОНАСС6.Спутниковая радионавигационная система GPSПервые 4 НКА Блок-I запущены в 1978 г.
К 1995 г. система полностью развернута. Внастоящее время в системе 29-30 НКА Блок II-A, Блок II-R и Блок II-MПараметры орбитШесть орбитальных плоскостей A, B,… F, разнесенных на 60º. Высота круговых орбит 20180 км. Наклонение орбит – 55º. Номинальный период обращения НКА – 12 ч.Состояние орбитальной группировки GPS на 5 сентября 2016 г.№пл.ABПСП23129486IIR-M25.09.0613.10.06118.84732711IIR-M15.03.0824.03.08101.552438833II-F04.10.1214.11.1245.763039533II-F21.02.1430.05.1427.311627663II-R29.01.0318.02.03162.722536585II-F28.05.1027.08.1072.432826407II-R16.07.0017.08.00192.841229601IIR-M17.11.0613.12.06116.852640534II-F25.03.1520.04.1516.6104.26CDEFНомерТип КАNORADДатазапускаДата ввода в Дата выводасистемуиз системыФакт.сущ.(мес)№точки34661IIR-M24.03.0912932384IIR-M20.12.0702.01.0822739166II-F15.05.1321.06.1338.531928190II-R20.03.0405.04.04149.141728874IIR-M26.09.0513.11.05129.85840730II-F15.07.1512.08.1512.81228474II-R06.11.0422.11.04141.52137753II-F16.07.1114.10.1158.832127704II-R31.03.0312.04.03160.951125933II-R07.10.9903.01.00200.26639741II-F17.05.1410.06.1426.912026360II-R11.05.0001.06.00195.322228129II-R21.12.0312.01.04151.93535752IIR-M17.08.0927.08.0984.441826690II-R30.01.0115.02.01186.861041019II-F30.10.1509.12.158.91340294II-F29.10.1412.12.1420.811426605II-R10.11.0010.12.00189.021532260IIR-M17.10.0731.10.07106.331324876II-R23.07.9731.01.98223.342328361II-R23.06.0409.07.04146.053241328II-F05.02.1609.03.165.96940105II-F02.08.1417.09.1423.6Примечания7.Навигационные сигналыСигнал L1 - двухкомпонентный (две квадратурных фазоманипулированных составляющих) на несущей 1575.42 МГц.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
