Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2-е издание, 2004) (1092039), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Периол обращения НКА цри ш ой высоте орби ~ и равен при верно 12 ч В этом случае, для того чтобы гарантироватьь в любой точке Зомли олноврсмснное наблюдение нс меню 4 НКЛ. в сош.:аве орбитальной группировки дошкна быль нс мены 18 НКЛ, алцака лля по ад увеличить зто число ло 24 Кроме изменения сзрукзуры и гсомьцрии орбщациой группировки, а СРНС второго поколения с самого начала баши заложены срез>с~ »в, гэбеспечиваюизие прецизионную (с ючностьнэ ло елиниц наносекунд) взаимную синхронизацию Ьэртовых шкал (эталонов) времени НКА Бгн~ьшое вииман е б ло уле.
е о а е рювитию средств высокоючного опредпзе~ггш и прогнозировани» параметров орбит (эфсмсрил) НКА, )(остато ~но с»шва ь, по д ш достижения требуемой тоююсти прогноза эфемерид доюкны учитыватьс» тщис факторы, кщ световое лащенис на НКЛ, юияннс реля гивисюьнх эффекэов на граээи~ацноннос поле Земли. неравнамерносп, вращения Земли и сс полюшка в с ю нерва л Р лов покрытия НКЛ Рсшеяие пс(жчнсзснных, а также и многих лругих второ-шпенных зада озволи,ю сшдать, ввести в эксплуатацшо и предоставить в пользование ясену населению Земли лвс сроднсорбитаяьные СРНС второю поколения рсссийск>ю. измучившую название ГЛОНАСС (Глобалышя навигашэоннщ спутниковая система) и амсришнскук, первоиача~ь о названную КАЧЗТАК (Натзбепоп За(айте Типе апб йапщпй), а в настоящее время обы ~но именуемую ОРЗ (0(оцв( Роыбашпб Зуа(сщ) 8.2.
Оснонныа принципы построения и функционирования СРНС 8.2.1. Обобщенная струзггурна» съем» СРНС Принципиавьная особенность СРНС, состоящв» в точ, что роль опорныз то ~ек в ннз и~ реют НКА. совершающие орбнтаяьцое движение, определяет необходимость изменения струк г>ры СРНС по сравнению с РНС наземного базирования В отличие от последн>и, содержащих н ка ц«пэе ос- 8. Соутниковые родиокивиголиокные системы новных звеньев только аппаратуру базовых станций и АП, в составе СРНС необходима подсистема, обеспечияающая контроль траекторий движения НКА, дистанционный мониторинг исправности бортовой аппаратуры и точности бортовых эталонов времени, управление режимами работы бортовой аппаратуры, составом, объемом и скоростью передачи служебной информации и пр.
Поэтому структура СРНС содержит три основные полсистемы: — подсистему (орбитальную группировку) НКА; — подсистему контроля и управления (контрольно-измерительный комплекс, КИК); — подсистему аппаратуры потребителей. Кроме увезенных подсистем в структуру СРНС входят так называемые средства функциональных донценений, т. е. аоецивльная наземная аппаратура, используемая для обеспечения потребителям в определенном регионе или локальной области дополнительных возможностей, например повыцюния точности измерений за счет использования дифференциальных методов измерений (см. 8 8.9).
Общие принципы взаимодействия отдельных подсистем и функциональных дополнений СРНС иллюстрируются структурной схемой, показанной на рис. 8.!. Отличительные особенности построения подсистем НКА и КИК, присущие СРНС ГЛОНАСС и ОР8, описаны ниже, Принципы построения н функционирования третьей подаистемы СРНС вЂ” аппаратуры потребителей— подробно рассматривакпся в 8 8сй П щс летии с НКА4 ФУ 4 ОН ЛЫы« л иелнсннс Отнффкрснинсльиыс опт тоы) Рис 8 ! Структурная схема СРНС 4бб аз О р я р 4у Чсяяр л яСРНГ 8.2.2. Подснстсма НКА Основное назначение НКА — формирование и излучение жестко синкроиизированных сигналов, которые попользуются потребителями для навигационных определений, а назначение КИК вЂ” контрэзь функционирования бортовых систем и оршнизация управления нх рыхлой.
Ссогытшвенно, в аоста бортовой аппаратуры входят передатчики и антенны навигационных сигналов н гслеметрической имформации, антенны и приемники данных и «омана, передаваеьгых гп КИК. бортовой эталон времени и частоты, блоки ориентирования, исючники литани» и рязличнос вспомогательное оборудованиее. Сигнюьь излучаемыс НКА обеих рассматриваеиых СРНС, лслшт в коршковолновой чаоти лецимсгровсго диапазона «слн. При этом с целью у е ывення погрешностей в измерениях, возникающих при распространении сигналоа ат НКА через ионосферу (см 6 8.6), в СРНС ГЛОНАСС и СРБ организована нэпу~ение навигационных сигналов в двух паласах частоз: (,25 и 1,6 ГГц.Минимальный (двя окологоризонтных спутников) энергетический потенциал сигналов, излучаемых НКА, составляет -!60 дБгВт, что позволяет использовать в АП слабонаправленные антенны и умеренно сложные приемники.
В обеих СРНС оигналы НКА имеют правую круговую поляризацию Навигационные сигналы НКА иодулируются по фазе двумя видами псевдослучайных послсдовательносшй (ПСП). — широкополосной (ллиюльиость символа 0,1 или 1 мкс), используемой в АП лля дальномерных измерений; — узкополосной (длительность символа 20 мс), предназначенной для передачи потребителям иленгаииониого сообщг ия (НС),т с.маосиванавигапнонной и служебной информации, включающей в собя координаты НКА и их производные(зфемеридная информация), частотно-временные поправки лля бортового эталона времени и частоты данного НКА, прогноз погрешностей, связанных с услояиями рюпрсстрансгшя радиоволн, данные сб исправнОсти аппаратуры н, п.
Отметим, что ииформаци» для НС, в основном, фориирусюя н» КИК, а затем транслируется иа НКА для использования бортовыми системами и передачи потребителю Более подробно тип,структура и другие особенности сигналов СРНС, ~сено связанные с используемыьгн методами навигацисинык измерений, описаны в соответствующих параграфах. Структура я параметры орбитальной группировки НКА выбраны так, чтобы была обеспечена заданная «ршность глобального покрытия поверхности Земли зонаин видимости НКА, т.е.
назчшкность круглосуточного 46! 8. Слутяеяетее радеееавиеаяиеелие системы наблюдения в любой тачке Земли числа НКА, необходимого для навигационных измерений (лля используемых в СРНС ГЛОНАСС и ОРБ псевлодаяьномерных методов измерений минимально необходимое число НКА равно четырем; подробнее об этом см.
8 8.4). Кроме того, учитывались соображения, связанные с геометрическим фактором точности (см. 8 8.6), минимизацией интерференции сигналов от разных НКА в точке приема и ряд других. Рассмотрим более полробно структуры орбитаяьных группировок ГЛОНАСС и ОРИ Полная орбитальная группировка в российской среднеорбитальной СРНС второго поколения Г)!ОНЛСС содержит 24 штатных НКА, размещенных на трех круговых орбитах по восемь НКА в каящой (рис. 8.2). Наклонение орбитальных плоскостей составляет 64,8', долгбты восхолящих узлов (точек пересечения экваториальной плоскости с орбитой при движении НКА с юга на север) различаются на 120'.
В каждой орбитальной плоскости восемь НКЛ разнесены по широте на 45', а широты НКА в каждой орбитальной плоскости сдвинуты относительно соседней нв а15' (рис. 8.3,а). Высоте круговых орбит, равной 19 100 км над поверхностью Земли, соответствует номинальный период обрщцения НКЛ Т=.
1 ! ч 15 мнн 44 с (115, ! 16), не кратный периоду суточного вращения Земли. Орбиты с таким периодом, называемые несигетролльгэел, менее чувствительны к возмущениям, обусловленным неоднородностью гравитационного поля Земли, ло сравнению с синхроннымн круговыми орбитами (Т = 12 ч 00 мин), используемыми в системе ОРЯ (см. далее).
Действигельно, след синхронной орбиты НКЛ на поверхности Земли раз в сутки проходит через одни и зе же точки, поэтому картина возмущения орбиты неоднородностями гравитационного поля будет повторяться для каждого НКА, при этом заметно отличаясь от картины возмущений Лля всех других НКА. След же несинхронной круговой орбиты, благодаря вращению Земли, медленно ® (с периодом 8 суэ ок) перемещается относительно поверхности Земли, при этом возмущения орбит лля всех НКА в среднем будут практически одинаковы (116). Полномасштабные летные испытания СРНС ГЛОНАСС нарве 8.2.
Сеть НКА ГЛОНАСС на эзапе пол- чались в 1982 г запуском спутнииого развертывания ка «Космос-1413». Первоначально Хго р р фг ч р вяСРНС рвзрабатывавшаяся «ак система военного назначения, СРНС ГЛО1!АСС в 1999 г, получила гз статус системы Лвойного !военного и гражданского) при!з менсния, ответственными га з ИСПОЛЬЗОВаНИЕ, ПОЛЛЕРжаине Э.м 9 ! ь.--.гз и рювитие которой являются, 'с гс !9 Министерство обороны Рбг и з Российское авиашюнно-кос- 2! чическое вшнгство Соотвег. 22 и р ствующими псстановвсниячи Правительства РФ от 1995 и 1999 и. определено, что СРНС ГЛОНАСС в станаярпюм режиме иожно бесцзатно иси гз позюомп ь в грюкаанскнх, конг! з мерческих и научных целях гз любому пп!)юбигелю.
Основ- 2! 2 ным докуиентом, устанавлива- Р .з,б ! югцим взаимоотношения по- " " ы требнтелей с системой, являстгб зо ся Интерфейсный когнроль- гз ный документ ГЛОНАСС. !с гг ь Развергыва»не орбншпьной группировки до полного состава — 24 НКА — завершилось в 1995 г., однако по причиш выработки ресзрс» НКА иа нвчаяа 2004 г действующий сосгав орбнпинной группировки Г)!ОНАСС составлял 1! НКА. В ближайшие гады цчаннрушс» проигвестм заву~к ннгбхадниою количества НКА н таким образом полностью восстановить н в дачьнейшем полдержинпь рабстоспособность системы )! 14]. Согласно разработанной программе модерн шции СРНС ГЛОНАСС, для воспазнсния орбитюьной группировки буд)т применяться модернизированные НКА )ГЛОНАСС-М), основные гнлнчня которых от НКА первой модификации состоя следующем [117) !.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
