Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2-е издание, 2004) (1092039), страница 90
Текст из файла (страница 90)
Метод основан на измерении разности дальностей от потребителя до одного или нескояьких НКА. По своей сути этот метод аналогичен псевдодальномерному, так как его целесообразно использовать только при наличии в дальномерных измерениях неизвестных сдвигов БЯ, т. е. когда фактически проводатся измерения псевдопальностей. Разиостно-дальномерный метод использует три разности Лв, = Я, — Я до четырех НКА, так как при постоянстве БЯ эа время навигационных определений разности псевдодальнсстей равны разностям истивных дальностей, для опредеяения которых требуется лишь трн независимых уравнения. Навигационным параметром являегоя АЯт.
Поверхности положения в разиостно-дальномерном методе определяются нз условия ЛЯ, = сопэ1 и представляют собой поверхности двухполостного гиперболоида вращения, фокусами которого являются координаты опорных точек 1 и) (центров масс 1-го и )тго НКА). Расстояние между этими опорными точками называют базой измерительной системы.
Ясли расстояния от опорных точек (НКА) до потребителя велики по сравнению с размерами базы, то гиперболоил вращения в окрестности точки потребителя практически совпадает со своей асимптотой — конусом, вершина которого расположена в середине базы. Точность определения координат потребителя разностно-дальномерным метопом не отлнчаегся от точности определения псевдодальномерныы методом (1!5, 116).
Недостатком разностно-дальномерного метода является то, что в нем не может быть измерено смещение БЯ, а следовательно, н смещение шкалы времени потребителя. Радиально-скоростной (доплеровский) метод. Метод основан на измерении трех радиальных скоростей перемещения потребителя относительно трех НКА. Физической основой радиально-с)гороствого метода является зависимость радиальной скорости точки относительно НКА от координат н относительной скорости НКА. Дифференцируя (8.1) по времени, получаем Я, = [(х„— х)(х„— х) э (у„— у)(у„— у) ь (зн - э)(з„— э)])Я„ ! = 1, 2, 3. (8.3) Здесь компоненты [(хн — х),(у„ -у),(зч — з)] характеризуют вектор атноситеяьной скорости; Я, — дальности до г-го НКА.
Из соотношения (8.3) следует, чю лля определении компонент [х, г,з] вектора скорости потребителя необходимо знагь векюры координат 478 84 ЬМ одм и грея ая ая о ы р стром (х„, уч, »ч) и скорости (хчс уч, »„) трех НКА, а также координаты потребителя (х,у,г). Последние можно получить, если измерить радиальные скорое~и Я, в течение некоторого времени Лг, азатом вы испить интегркч =) (8.4) где»,— т, т лт В результате итгшгрирования определяютса «новые эквивелснтныеа измерения Л»ч соогвеютвующие разностно-дальнаьюрному методу с той лишь разницей, по рюности дальностей формируются»шя одного и таге же НКА, но в различныс моменты времени. Пействнтеоьно, если за время Лт перемещением потребителя мож о пренебречь, то из(8 4) слелует ЛО,.-([хч(ттдг) х]»т[»П(тьлт)-у] ь[»„(т+Л»)-»)»('— .
~[х„(г ) — «]' + (уч (т ) — у]» т [т„(т ) — я ]» ~ (8 5) Отсюлж зная коорлинаты трех НКА в чаменть» врез»ени г и т Л н проведя измерения Л(, можно определить координаты точки потребителя Недостатком ланиого метода измерения координат потребителя является невозможное»ь их проведения в реа»ьном масштабе времени. Кроме юго, в средневысатньж СРПС реализация ралиально скорое~ного метода затруднена авилу медленного юменения ралиальной скорости, что приводит ь малым значениям разноси:й ЛП, в (84) Это обусловило применение данного ме о»ш а шкнх СРНС только для определения сосшвляюших скорости потребителя.
Другой но»нежностью получении информации о координатах [х,у,с) является нсполюование радиально.сксрссгного метода совнестно с одним из аписы»ных выше вариантов дальномерного метода. Недос~атком рааиачьно-скорссгнпго метода при о ределенни скорости потребителя являетоя необходимость наличия высакосгабилыюго эталона час»оты,тик «ак любая нестабильность частоты приводит к неконтролируемому.
изменению лспэеровского смешения частоты, а следовательно, к лопалннтельным ошибкам измерения составляющих скорости потребителя. Псесдгтюомиьнс-скорое»ля» ме од, Псевдоралиально.скортстной (псевдодоплеровокий) метод позволяет определять векюр снорсстн потребителя а присутсшии неизвестною смешения частоты сигнала, например авилу нестабильности »галопа частсты.
При наличии шкота смещения ЛЯ, выражение ддя радиальной скорости можно прсдсшвить в виде двух слагаемых. 479 8 Спутниковые родиоиовигоциоииые системы Я, = Я, »БЯ, = ((хо, — к)(хо — х)» (уи — у)(у„— у) .. (ги — г)(ги — гЦ/Я, » бйс (8.6) По своей сущности метод анщюгнчен псевдодазьномерному методу определения координат потребителя. Для нахождения вектора скорости потребителя (х,у,г) и поправки 8Я, = згзуд, необходимо провести измерения по четырем НКА и решить систему четырех уравнений вида (8.6) Для ее решения потребуются знания лальностей Я, и координат (х, у, г) потребителя.
Зта информация может быть получена„например, из псевлодальномерных измерений (8.2). Ризиостно-родиальнтскоростиой метод. Сущность данного и~стада заключается в определении трех разностей Ь)(в =-Я, — Я двух радиальных скоростей НКА.
При этом разнооти можно вычислять относительно алного или относительно различных НКА. По существу, при вычислении разностей могут использоваться и пссвдорадиальные скорости Яо так как при таком вычитании компенсируется неизвестное смещение БЯ, (в предположении, что это смещение одинаково для различных спутников).
Навигационные параметры ЬЯ, = [(хи — г)(го — х)» (уо — у)(уо — у)» (го — г)()о — 8)1! Я,— — '((гч — х)(хв — «)» (уч — у)(уч — у)» (гв — г)(гч — г) ~ ! Я,. Поверхности положения представляют собой поверхности тела вращения, фокусами которого являются координаты центров масс г-го и /-го ()КЛ. Так х<е, как н для «дальномерных» методов, точность определения составляющих вектора скорости в разносзно-радиально-скоростном методе совпадает о точностью определения тех же составляющих в псевдорадиальна-скоростном методе. Достоинством разностно-радиально-скоростного метода является ега нечувствительность к нестабильностям эталонов частоты и другиье неконтролируемым смещениям частоты, а его недостатком — невозможность оценки нестабильности эталонов частоты.
Комбинированные методы. Помимо перечисленных основных методов определения компонент вектора потребителя возможны комбинированные методы, использующие кроме СРНС дополнительные измерители координат, имеющиеся у потребителя. Так, в дальномерном методе при наличии у потребителя измерителя высоты Ь можно вместо измерений трех дально- 480 85 Пя, г Е си»»р»мур» сиде»ямим сюй до НКА аграничнтьс» измерением двух даль»остен В »там случае систсча уравнений, описывающая навигационную функцию, будет включать два уравнения вила (8,1), а трет~с уравнение испощпует независимые изморения высоты; (язч.й) — х .ьуч ьт, гле йз — радиус Земли Другой валек~ использования комбнни!юаанных методов заключмнся в замене совокупности одновременных измерений на «омбинацию олновремснных и последовательных измерений нлн на совокупность толька последоватечьиых измерен й, например определение координат потребителя разнгютнс-скоростным методом (8.5) В качестве другого примера можно привести псевлолальномсрный мщод, который мпжно регщизоаать, заменив чеп ре одноврсмогпгых измерения по чеп |ром НКЛ на два псюледовательных измерения по двум НКА или на четыре послелователызых измерения до одно~о НКЛ Аназогичныс конбинщгии возможны и лла других мсюлов.
8.5. Наннгационнав аппаратура потребителя 8.5.1. Обобщенна» струмгурнва схем» АП Полсистема ЛП предназначена для приема сигналов от НКА, измерения навигационных нар»нюре», выделения служебной информации (включающей эфемерилы и врем»миме поправки) и решения задачи НВО. По измеренным НП вЂ” пссвдодальности и радиальнои псевдоскорости — относи~ел~но четырех НКА определяютс» три пространственные координаты потребителя, три составл»ющие его скорости и поправки к фазе и чащц~с его борювого генератора В состав АП вхоляг антенное устройство (анюина, блоки предварительного усилителя и управлени» антенной), приемное устройство (блоки преобразования н усиления, поиска сигналов, навигационных измерений и выделения навигационного сообщения, а также блек опорного генератора (ОГ) и синтезатора част гт), вычислительмос устройства (процессор и блок связей — интерфейс), блок уира»лени» и индикации н блек литвина. В зависимости от назначени» и конструк~ивно~о исполнения конкретных мо.
делей современней АП в ее составе могут отсутствовать антенное устройство, блек питания, блок управления н индикации Обязательными функциональными блоками »вляются приемнос устройство и навигационный процессор. 481 Д Саутнякояма раоконавигачисянне системы Как уже было отмечена (см.
б В.4), для однозначного решения навигационной задачи необходимо получить оценки РНП по сигналам, как минимум, четырех НКА. В первых образцах АП, использовавших одноканальные приемники, эта задача решалась методом последовательной настройки приемника иа соответствующие литерные частоты ГЛОНАСС, либо методом перебора опорных последовательностей дальномерных кодов ОРИ. Однако оперативность н точность таких измерений не удовлетворяет совремеггныь~ требованиям. Поэтому в наогоящее время приемники АП строятся исюючительно как многоканальные, причем число параллельных канатов, реализующих процедуру согласованной фильтрации, колеблется от б — 12 в несложных ОРБ-приемниках, ло 24 и более в совмещенных (ГЛОНАСС ь СРБ) образцах АП.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
