Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2-е издание, 2004) (1092039), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Используемый в настоящее время бортовой эталон времени, имеющий СКО среднесуточных значений частоты порялка )2 . 4)10 !г булат заменен на более совершенный. имеющий СКО не более 1О ", что б Р с. ал. Рвз ш» ИКА СРНС в срана — 1ЛОНЛСС, б ОРЗ 4б) В. С»умника«и « ридианавшавиаллые светкин позволит (при соответствующем снижении методических погрешностей) обеспечить величину погрешности полусуточного прогноза бортовой шкалы времени в пределах 5 нс (СКО), а суточного прогноза — в пределах 7 нс (СКО). 2.
Открытый (коммерческий) дальномерный код будет передаваться как в диапазоне Е, = 1,6...1,62 ГГц, так и в диапазоне Ет = 1,25...1,27 ГГц (в настоящее время сигнал диапазона Е, модулируется только высокоточным Лальномерным кодом, не доступным для коммерческого использования; подробнее об этом см. 8 8 3). В состав навигационного сообщения будет включена информация о разнице аппара|урных задержек дальномерных кодов в диапазонах Е, и Еь а также признак ожидаемой секундной коррекции шкал времени 3. Будут приняты меры по снижению уровня возмущений орбиты НКА. Первый НКА! ЛОНАСС-М был выведен на орбиту в конце 2003 г.
Перечисленные н другие изменения позволят повысить точность и надежность навигационных измерений СРНС ГЛОНАСС. В США разработки концепции среднеорбитазьной СРНС второго поколения были начаты в 70-е годы ХХ в. Полномасштабные работы по созданию и испытанию СРНС, в то время называвшейся НАЭЕБТАК, начались в 1978 г. запуском четырех НКА. Полное рювертывание СРНС, в настоящее время официально именуемой ОРБ, завершилось в 1995 г.
Так же, квк и СРНС ГЛОНАСС, ОРБ имеет статус системы двойного применения, за ее военное использование ответственность несет Министерство обороны, а за коммерческое — Министерство транспорта США. Осионным документом, регламентирующим использование системы, является Интерфейсный контрольный документ ОРБ (118], распространение которого возложено на компанию АВВ4С. Штатная орбитальная группировка СРНС ОРБ состоит из 24 основных ! !КА, располохсенных на 6 круговых орбитах.
Дополнительно на некоторых орбитах может находиться один резервный НКА, предназначенный для сохранения параметров системы при выходе из строя основных НКА (рис. 8.3, 6). Наклонение орбитальных плоскостей составляет 55', долготы восходящих узлов различаютсв на 60'. Высоте орбит около 20 тыс, км соответствует период обращения Т = !2 ч 00 мни, т. е.
орбиты ПКА ОРЗ лел»ются сишранлыми. В процессе создания и эксплукгщии СРНС ОРБ НКА ~юдвергавись неоднократной модернизации. Опытные НКА №1 — 12 («Блок-1») были сконструированы так, чтобы обеспечивать в течение 3-4 дней заданную точность месюопределенив без контакта с контрояьио-измерительным комплексом. Навигационные космические аппаршь!, предназначенные для регулярной эксплуатации, получили наименование «Блок-!1», «Блок-ПА», «Блок-!Ж». Лэ О елрюв и т ярое мифу«тв с р и щСРНС Навигационный касиичсский аппарат «Блок-Пв (№ 13 — 21) должен был обеспечивать местоопределение без контакта с КИК втечение !4 дней.
Перспективный НКА «Ьлак-!(Ка (№ 41 — 66) должен обеспечивать местоопрсдсаснис без коищкщ с КИК по крайней маре в течение 14 дней при работс совместно с НКЛ «Блок-ПЛа и в течение, как минимум, 180 дней с рабатаюшей системой юпономной навигщии (Ащопат) при рабою только спупгнков «Блок-Пйв Дщ этого на борщх НКА «Блок-ПК» будут размещены средства межспугникоаой связи, обмена даюгычи и намерения взаимнык рассюяннй, позеспяюшие проводить ввюномную синхронимцию бортовых нкап времени (ШВ) и автономное угочнение парамсгров орбит Именно эти средшва обсспсчииист «ьтомзмнузо работу СРНС в течение 180 днсй без существенного ухудшения точности определения координат (СКО не более 16 м) с сохрансмнем характеристик по устойчижюти функпионнроюпия. Заметим, по режим Ап!олан может быть реализован лиюь после запуска необходимою чщла НКА ггбло«-ПП».
8.2З, Контрольно.измерительный комплекс Подсистема КИК рсшасг следующие осиовныс задачи — контроль параметров движения НКЛ, прогнозирование параметров орбит (эфемерид) и передача эфемсридной информации на борт НКА дтв ввела в бортовой компькпер чю е и в навигациан гое сообщение, передаваемое потребитеяям; — опрелсление и прогноз для каждого НКА отклонений бортовой пгкалы времени, формируемой бортовым эталоном,опюсительно общесистемной ШВ, форчируемой назеиным эталоном, и передача их иа борт ддя коррекции бортовой ШВ и вьлк кения в навигационное сообщение; — мониторинг качества радионавищциоиных сигналов, излучаемых НКА, с целью выявления возможных неисправностей и отклонений в работе бор~осой аппаратурах — ралиотслеметрический контроль и диагностика состояния бортовой аппаратуры НКА; — программное и командное управление полетои НКА и обеспечение функционирования бортовых систем.
Для решения перечисленных и других задач в состав КИК входят с юлующие элсментьг — центр управления системой; — центральный синхронизатор; — станции слежения; — радиозехнические контрольные станции; — клантоео-оптические контрольнмс станции; — аппаратура конзраля псля. 465 К Слу вико«ые рад«а»авижшчслнме с«ст«чн Остановимся более подробно на методах решения задач эфемеридного и частотно-временного обеспечения, которые непосредственно влияют на точность навиищионных измерений с помощью сигншюв СРНС ГЛОНАСС [116[.
Эфемеридное обеспечение включает процедуры опрелслеиия и прогноза параметров движения НКА и трансляцию соответствующей информации на борт НКА для передачи в составе навигационного сообщения. Частотно.временное обеспечение включает процелуры определения, прогноза и передачи иа борт НКА частотно-временных поправок бортовой ШВ относительно ШВ сне<ем»<. Определение и прогноз параметров движени» НКА осуществляет Баллистический цент'р системь< на основе результатов траекторных измерений лаяьности н радиальной скорости НКА, поступающих от сети наземных радио<схнических «запросных» контрольно-измерительных станций [КИС). При расчетах используются данные ие менее трех контрольно-измеритель<ш<х станций, расположенных на территории России [западная, центральная, восточная) в пределах 50...60' северной широты При таком расположении станций на каждом витке орбиты НКЛ наблюдается при углах возвышения не менее 5' в течение сеансов длительностью 1...5 ч.
Сформированная в Бщ<листическом центре эфемеридная информация передается на борт НКА через сеть контрольно-измерительных станций ежесуточно Срелнсквадратическая погрешность эфемерилных данных ллв наименее бяш оприятных условий составляет по высоте 5 м, вдоль орбиты— 20 м, по нормали к плоскости орбиты — 1О м.
При блш опрнятных условиях погрешности по высоте н вдоль орбиты приблизительно в два раза меньше. Подсистема частотно-временного обеспечения содержит"< — наземный центральный синхронизатор на основе водородного стандарш частоты с относительным среднеквадратическим отклонением срелнссугочных значений частоты не более 3 . 1О "; — радиотехническую «беззапросную» измерительную станцию; — рапиотехиическую «запросную» измерительную станцию. Центральный синхронизатор формирует ШВ системы и опорные сигналы для «беззапросной» измерительной станции.
Принцип определения поправок бортовой ШВ состоит в следующем [117Б Па «бсззапросной» измерительной станции двя <-го НКЛ производится измерение сдвига по времени т, широкополосной ЦСП, модулируюшей навигационные радиосигналы 1600 МГц и 1250 МГц„относительно опорного сигнала. На основании этих измерений определяют леев<7<»5<в<»ноешь К = сг, это<о НКА, отличающуюся от истинной дальности Я, на неизвестную, но постоянную за время определения навигационных параметров величину б)7, = сб,, где б, — олвиг ШВ <-го НКА относительно ШВ системы. 466 82 Гтся е р «н мр гифу Ш р ахшСРГП2 «Запросная» измери~ыьг~ая станция, вычисляя интервал времени ть между излучением запросного сигнала и приемом сигната бортового о~не~- чика г-го НКА, опрсдс.жег расстояние да НКА й« = стя, пшреншость кото.
рого не зависит от бо(павой ШВ Результаты одновременных измерений бптзапрооной и а~ ~росной измеришльньж станций поступают в Баллист« ~сский центр, гле определяется значение сленга ШВ г-го НКА гттносигельно Шбснотемы: 8, =(Я, Я.,))с Опьп зксплу нации СРНС ГЛОНАСС показал, что при собственгюй срсдншуточной нестабильности бортовой ШВ порядка 3.10 " погрсшносп, (СКО) взаимной синхронизации бортовых ШВ вюбых лвух НКА равна 20 нс (более подробно об атом см. 6 8.6).
Контрольно-измсрителызыи «омплекс ОРЗ состоит из сети наземньж станций слежения, расположенных о ему миру Сеть включает ~ ~явную (ведущую) станцию, контрольные станции и три земньге станции ввода ланных на НКЛ Главная станция контроля н управлен я нахо,антс« на авиабазе Фалкон Пйривер) ВВС СШЛ в районе г. Колорало-Спрингс, штат Колорадо Основу главной станции сошавянет центр управления с вьшнслитшзьным качплексом и средства передачи данных иа земную станцию связи с НКЛ [117) Коитрольтше стшшии в настоящее «рема ршиещены на атолле Диш а- Гарсиа (архип«аа Чв~ ос в Индийском океане), на а Вознесения (в Атчаитичещсом океане), на Гавайях и атолле Кваджатейн (в Тихом океане), одна контрольная станция совмещена с главной станцией [117) Тгп факт, что станции расположены сравнишльно равномерно по Земному шару вбл зи экватора, создаег благоприятные условия дл» наблитдеиий НКА Перечисленные с~вицин принииают сигнгшы спутников СРБ и осуществяя~ат спеггиан ые прецизионные измерения дальности ло НКА, па которым на глаанои станпии осушес~вляют точимо расчшы параметров орбит, иоиасферной модели и корректирующих поправок для борювых часов Дтя гочного определения орбит НКА используют беззапросный мегол Па соответствующимм изиерениям задержки дальномерных сигнгщов НКА осушсси влас ~с« точное определение парамс гров орбит и параметров движения ПКЛ Через зеиныс станции связи (атолл Диего-Г«рона, о Вознесения, атолл Кваджвлеин) главная станция передает на борт квжлого НКЛ зги параметры совместно с данными обработки метеорологической информации, позволяющей уточнить параметры мод«ли тропасфсры Произ«одигся также мониториш состоани» НКА и управление их работой.
Сегмент управления устанавливает шкалу времени ОРБ, которая привязана к шкале времени ОТС (шкала Универсального координированного времени), подаер киваеиой Военно-морской обсерваторией С)НА. Начшто отсчета времени устало«лспо в полночь с 5 иа 6 «ивара 1980 г Самой крупной единицей времени ОРБ «властов одна недеяя, которве состоит из 604 800 с Отсчет времени в ОРБ может 467 Л. Спумиииииые радиоиавигияииниие сисааиы отличаться от 11ТС, ппскольку ШВ ОРИ является непрерывной, а ШВ 1)ТС может корректироваться иа целое число секунд. В результате между ними имеется некоторое постоянно растущее расхождение.
Передаваемые с НКА навигационные данные содержат следующую информацию о расхождениях шкал времени: — накопленное расхождение в целых секундах межлу ОРБ и 1)ТС; — данные для вычисления текущих поправок к бортовой ШВ НКА. Точность этих данных такова, что погрешность алгоритмической привязки шкапы времени ОРЯ к ОТС находится в пределах 90 нс 1СКО). 8.3. Структура сигналов и сообщений СРНС При выборе типов и параметров сигналов, используемых в СРНС, необходимо учитывать комплекс требований и условий, подчас противоречащих друг другу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
