Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2-е издание, 2004) (1092039), страница 85
Текст из файла (страница 85)
вычислив разность времени приищи сигнала от двух пар пере,тающих станний, найти точку пересечения соответствующих двух гипербол 455 Д Слуш«»ко«мерял«он«эшли«о»яме с«ет«ны Цепочка станций «Лоран-А» состояла из трех передающих станций: ведущей и двух ведомых. Принцип синхронизации системы предусматривав, что ведомые станции излучали сигналы в момент поступяения на них импульса ведущей станции. Таким образом, устранялась неоднозначность измерений, связанная с тем, что в общем случае гиперболы могут иметь несколько точек пересечения. Станции располагались на расстоянии в несколько сот километров и использовали пять фиксированных частотных каналов в диапазоне срелннх волн 154...!72 м.
Дальнск:ть лействия системы «Лоран-А» в зависимости от времени суток составляла 1000...2500 км, а погрешность местоопределения была 1...10 км. Для повышения точности использовался метод, основанный на приеме сигналов более чеч двух пар станций и выборе гипербол, пересекаю~цнхся под углом, близким к прямому. Дальнейшим развитием данного направлении РНС явилась система «Лоран-С» Ее основное отличие аг системы «Лоран-А» состоит в том, что для измерения разнести времени прихода сигназов в ней используется не только огибающая принятого импульсного сигнала, но и фаза колебаний его несущей частоты (100 кГц). Учет фазовой информации позволил уменьшить погрешность местоопределения примерно до 100 м. Дазьность дейсгвия «Лоран-С» при высоте подъема антенн около 200 м достигает 4000 кч.
До появления спутниковой радионавигации система «Лоран» являлась наиболее мвссовым средством радионавигации, и до настоящего времени прнемоиндикаторы этой системы входят в штатный «омпзект навигационного оборудования большинства надводных и воздушных судов. В СССР была создана существуювзая до настоящего времени гиперболическая система навигации «Чай«ми аналогичная «Лоран-С» Нарялу с импульсно-дальномерными системами в послевоенные годы продолжали развиваться фазовые радионавигационные системы: уже упоминавшаяся выше «Дека» и разработанная в конце 60-х годов ХХ в. глобальная система «Омега».
Особенность последней состояла в том, что синхронизация всех передающих сщнций осуществлялась от единого эталона всемирного времени, а это обеспечивало независимость их работы и повышшю ючность фазовых измерений. В состав сисшмы «Омега» вошли восемь станций, распоэюхсенных в США, Японии, Норвегии, Аргентине, Либерии, на Гавайских островах и о. Ршоньон.
Высота мачт антенных систем этих сганций составляла 350...400 м, что обеспечило дальность действия системы до 10 тыс. км. В это же время для обеспечения суловождення в арктических районах в СССР была введена в строй фазовая радионавигационная система высокой точности (РСВТ) с дальностью действия в пределах 1000 км, а также система дальнего действия РСДН-20 («Маршрут»), работающая в сверхдлинноволновом диапазоне. Принципы навигационных измерений, статистические метолы абработки сигналов и другие технические решения, разработанные примени- 456 В ! Весле ке тедьно к РНС наземного базирования «вились научно-техническим фуиламентом лдя проектирования спутниковых радионавигационных систем, в кторых носителем источника навигационного сигнала яызяется искусственный спутник Земли (лакее всюлу — навигационный космический аппарат, НКЛ).
Возможность использования в «ачсстве источника навигационного сигнала объекта, движущегося со скорссп ю порядка нескольких километров е секунду, базируется на том, что орбита ПКА и параметры его движения могу~ прогнозироящься и контролироваться с весьма высокой точностью (см палее), т е они извесгны в любой момент времени. Первые работы в области навигационного использаваии» ИСЗ бьши опубликованы в 1957 г., одновреьюннс с за~гуаном первого ИСЗ В 1958— 1959 гг бьши проведены работы, определившие технический облик первого поколения СРНС, который был реачизоваи в советской низкоорбитальной системе кЦикалва Сходные решения были испсльзоввг в ам р ка ской низкаорбитшьной СРНС «Транзите Снеге на «Цикада» включгша в себя 4 НКЛ, сисюма «Транзит» — 6 НКА, высота орбщ ы НКА этих сиощи составляла около !000 км, период обращения - около 100 мин.
При ззщих параметрах зона радиовидимости НКА лля навечного потребителя имеет радиус порядка 2000 км, а время пребывания НКЛ а жой зоне — 5...15 мин, перерыв мелгду сеансами иаблюлеииа огдальных спутников лежит в пределах от 35 мин (в цриподярнык юнах) до 90 мин (вблизи экватора) Суть исоолюуемою в э~их системах метода навигационных опредслс, олучивщсго название илюггратьлого доллерсасксго, оводкгсн к следующему Пусть в точке приема аппаратура потребителя определяет доплеровский сдвиг несущей частоты сигнюа НКА Еа и вычисляет ившграл )Р (г)йг- — ')нр) йг -(П(г ) - П(г )) - — ЛП с с с где г, — !, — фиксированнмй интервал времени,уе — известнаа несущая частота сигнала НКА; с — с«орогпь света Таким образом, значение иншграла от доплсровской частоты на интервале Лг -г, г, пропарционатьна разности далыюсгей да НКА вмоменты времени г, и гъ Поскольку координаты ПКА на орбите в отсчетные моменты г, и гз известны (они переданггоя с НКЛ потребителю в составе так азы веского лова.
аг(но«ного сообщения; подробнее см. ! 8.2), на основании значений ЛО, можно рассчитать поверхности положения потребителя относительно НКА, имеющие вид гиперболоида. Получив второе значение Л(зъ относящееся к инюрвызу времени Лг = гз — г, рассчитывыот вторую анала- 457 В Снутн «неые раднннаененииснные с«стены гичную поверхность положения, лри этом положение наблюдателя определяется точкой пересечения этих гиперболоилов с земной поверхностью.
Полученная точка, вообще говоря, нс является единственной, т. е. Решение навигационной задачи не является однозначным, нО с учетом имеющихся у потребителя априорных данных о его местоположении может быть выбрано единственное правдоподобное решение. Поскольку периол передачи навигационного сообщения равен 2 мин, за время одного сеанса измерений (1О .15 мин) могут быть получены допоянительные поверхности положения, которые затем усредняются для повышения точности местоопределения Успешный опыт эксплуатации СРНС «Транзит« и «Цикеща» подтвердил перспективность спутниковой радионавигации как основной линии развигия ралионавигацин в целом.
В то же время стали очевилными принципиальные недостатки СРНС первого поколения. Первый недосчигок состоил в том, что щличие перерывов между ссансал~и наблюдения НКА исключало возможность местоопределения в произвольный момент времени или непрерывного местоопределения в течение длительного интервала времени. Уменьшить интерввя между сеансами, увеличив количество НКА, было нельзя, поскольку ясе НКА использовали иденти шые сн~ налы и при их олновременнам наблюдении возникали азаимныс помехи. Второй недостаток связан с тем, что при интегральном доплеровском методе местоопредеяения результаты измерений, соответствующие различным моментам времени, необходимо приводить к олиому моменту.
Технические средства, существовавшие на момент созлания СРНС пернеле поколения, обеспечивали точность синхронизации бортового эталона времени НКА и опорного генератора аппаратуры потребителя, соответствующую погрешности местоопределения неподвижного объекта порядка 50 и (СКО). Для движущихся объектов точность интегрально~о доплеровского метода измерений существенно зависит от точности определения собственной скорости движения потребителя.
Так, погрешность измерения собственной скорости, равная 0,5 м!с, приводит к погрешности местоопределения порядка 500 м, т. е, по сравнению с неподвижным погреби гелем погрешность возрастает примерно а 10 раз. Таким образом, СРНС первого поколения не удовлетворяли требованиям непрерывного высокоточного местоопределения динамичных объектов в любой точке Земли с выдачей резумльткгов измерений в реальном масштабе времени. Рйссматрйвавшиеся на'определенном этапе варианты расширения возможностей этих сист~м за счет увеличения числа спутников при олновременнам увеличении высоты орбиты, а также за счет добавления к доллеровскому каналу дальномерного канала не обеспечивали радикального улучшения ситуации, поскольку перспекгивная СРНС должна предоставлять потребителю возможность в любой момент времени определить три 458 Лэыс р е Л Ф.
В 1 СЛ(Г( оординюы, вскюр скор юти и точное время. Дтя реализации такси возмовгности необходимо провитал измерения не мены чем по четырем спуп~икач, что накладывает соответствующее условие на структуру орбипыьной группировки НКЛ, н любой моменз времени в любой точке земной поверхности должна быль обеспечена возможность наблюлени» не менее четырех НКЛ, при этом общее ~исло НКЛ в группировке лслюзо быль минимальным )(л ре еи к повышенной задачи при прсекгирожшии СРНС второго поколения бьши избраны средиеорбигэльныс НКА с высопэй орбип ~ лорел»а 20 ~ ью км (лалы ~ель»ее увеличение высоты орбипл нецелссосоразно, так «ак не приводит к расширению зоны видимости НКА).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
