Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 25
Текст из файла (страница 25)
е. квазидальности и радиальной квазискорости, н выделенные биты и слова служебного информационного сообщения, содержащегося в радиосигнале. Под вторичной обработкой (ВТО) понимают процесс преобразования выходной информации ПО в значения координат и параметров движения объекта (в результате решения навигационно-временной задачи), а также вспомогательные процессы: обратное преобразование априорных и оценочных значений координат и параметров движения в квазндальности и квазискорости, короткий прогноз («размножение») эфемерид НИСЗ, выбор рабочих созвездий НИСЗ, решение сервисных задач и т. и. Обмен информацией в АП происходит между аппаратными и программными блоками ПО и ВТО, между ВТО и автономными навигационными средствами н другими бортовыми средствами и системами объекта, между оператором и ВТО.
Номенклатура циркулирующих потоков информации в АП иллюстрируется рис. 7.2 [ !86[. От НИСЗ с помощью радиосигнала в ПО поступает входная информация в виде кодовых последовательностей (в АП системы «Навстар» коды С/А и Р) и служебной информации, передаваемой кадром радиосигнала (альманах, эфемериды, метки времени, временные и частотные поправки, служебные слова и т. п.). Из блоков ПО в блоки ВТО передаются измеренные значения квазидальности и радиальной квазнскорости, метки шкал времени НИСЗ, кадр служебной информации, сигналы прерываний, данные встроенного контроля, характеристики работоспособности узлов и блоков ПО, характеристики помеховой обстановки.
Блоки ВТО выдают в блоки ПО команды управления и предписания как для начала работы ПО, так и в течение всех последующих этапов работы. Эта информация содержит номера НИСЗ рабочего созвездия, номера запасных НИСЗ, сигналы которых необходимо принимать, данные целеуказаний в виде прогнозируемых значений квазидальности, радиальной квазискорости, фазы ПСП, режимы и подрежимы работы. После обработки принятой информации путем решения соответствующих задач выходная информация ВТО выдается на пульт индикации и в системы объекта. являющиеся непосредственными потребителями информации АП. Так, на самолете это пилотажно-навигационный комплекс, в котором по данным АП ССРНС производится коррекция автономных навигационных систем, в частности инерциальных.
Информация, воспроизводимая на пульте управления и индикации, анализируется и используется штурманом. Состав выдаваемой из АП информации может представлять широкую номенклатуру данных и определяется конкретным типом объекта. Так, для гражданской самолетной АП типовым набором выходных данных считается: дата и текущее время, плановые географические координаты (широта и долгота), ортодромические координаты, составляющие вектора скорости в плане и по высоте, путевая скорость и путевой угол, дальность до очередного ППМ, время прибытия в очередной ППМ, оставшееся время полета. ?.з.
измввввмыв влдионлвиглционныв пдвдмвтвы Сложный ФМ радиосигнал, излучаемый НИСЗ (см. гл. 4), в точке приема приобретает вид э(1 — т) = А,[ Р (1 — т) Щ 0„(1 — т)) сов[( он+ Лыл) (1 — т) + +ЧУ+А[0,(1 —;) Е0,;(1 — )) ейп[(«+Л „)(1 — т)+ф,'), (7А) где А'„н А„'- — амплитуды сигналов соответственно Р и С/А в точке приема; Р,(1 — т,) и 0;(1 — т,) — дальномерные коды ПСП соответственно сигналов Р и С/А 1-го НИСЗ; 0„;(1 — т,) и 0„(1 — т,) -- потоки информационных сообщений 1-го ЙИСЗ; ы, ыо и Лыж — несущая частота и доплеровский сдан~ частоты несущей 1-го НИСЗ; ф,' — начальная фаза несущей 1-го НИСЗ; т, — задержка распространения радиосигнала 1-го НИСЗ. Измеряемыми радионавигационными параметрами радиосигнала (7А) являются т, и Ло>«о причем измерения проводятся относительно ШВ хранителя времени АП и действительного значения частоты опорного генератора АП.
С учетом этого измеряемые радионавигационные параметры можно представить выра- жениями т, (1) = — ", + т. (1) — т;, + Лтр (1) + бро (7.2) о,(б Лоза (1) = со, — ', + Лоз,. (1) + Лыр (1) + 6 „(?.3) где го(1) — геометрическая дальность потребитель — Лй НИСЗ; т.(1) — неизвестный временной сдвиг ШВ хранителя времени АП относительно системного времени; т;„— временной сдвиг ШВ хранителя времени 1-го НИСЗ относительно системного времени; Лт (1) — погрешности, возникающие в канале распространения радиосигнала; бп — погрешности измерительного устройства задержки; о,(1) — скорость движения 1-го НИСЗ относительно потребителя; Лы,р(1) — сдвиг действительного значения частоты опорного генератора АП относительно номинала частоты опорного генератора 1-го НИСЗ; Лы,(1) — частотные сдвиги несущей, возникающие в канале распространения; 6,« — погрешности измерительного устройства частоты АП; с — скорость света.
В (7.2) и (7.3) значения т,„, Лтр, Лыр, с известны либо из альманаха, либо из расчета, Поэтому оцениваемыми навигационными параметрами являюгся квазидальность гм(1)=г„(1)+ +ггр(1) и радиальная квазискорость ~'~р (') М (О) о,(1) = с Навигационные параметры изменяются непрерывно во времени вследствие взаимного перемещения НИСЗ н потребителя, поэтому го(1) 1 о,(1) можно представить в зависимости от координат НИСЗ и П.
Квазидальность ~р, р = 4«'р — «оя*«1и~о — р«~Игр!р(Ч— -'(14 . (7.4) где х(1~), й(1~), г(А) и х„(1р), у.(1р), гр(1») — прямоугольные гринвичские координаты соответственно 1-го НИСЗ в момент излучения 1, и объекта в момент времени приема радиосигнала 1ъ причем т(1)=1р — 1~ =го(1)/с+т.(1). Из рис.? 3 видно, что за время ы! к! /гг) рг(1~) о гг/1,) Рис. 7.3. Взаимное расположение НИСЗ (точка С) и потребителя (точка П) в енты излучения н прирадиосигнала; момент излучения, !«в ент приема; 㻠— нзмемая геометрическая даль- Лх «л(Гг) д У гл(т) ' распространения сигнала г„(1)/с НИСЗ и П изменили свои координаты.
Это изменение необходимо учитывать при составлении и решении навигационных уравнений. Для синтеза и анализа устройств измерения дальности и скорости удобнее пользоваться представлением (7.4) в виде ряда Тейлора: !2 го (1) = го + го (1) + го, — + .. + г(",) (7 х) Для низкодинамичных объектов (с малыми скоростью и уско е-' нием) члены этого ряда быстро убывают, обусловливая хорош ю скоре-' схо димость ряда на интервалах времени, сравнимых с «временем шу памяти» устройств измерения, и поэтому при практических расчетах производные выше 3-й степени во внимание не принимаются [!64) (рис.
7.4). Глобальность и возможность непрерывного определения координат с помощью ССРНС типа «Глонасс» и «Навстар» увеличат номенклатуру потребителей по сравнению с СРНС «Цикада» и «Транзит». Появилась возможность использовать АП на высокодннамичных самолетах н космических аппаратах. Зто значительно расширило диапазон значений производных дальности н скорости Так, при координированном развороте самолета с углом крена 45' дополнительное постоянно действующее ускорение составляет !0 м/с' (127), при выполнении маневров самолетами типа Е-15 ускорение может достигать 100 м/с' (135).
Нри »том !12 Рис. 7.4. Динамика движения объекта; потребитель неподвижный наземный, высота орбиты 1000 (а) н 20 000 (б) км наряду с ускорениями могут присутствовать последующие производные дальности. Например, 3-я произаоднан при резких маневрах, называемая «рывком», может достигать 100 м/с". По данныи (189] АП гражданских самолетов должна отслеживать НИСЗ ва время маневров с ускорениями до 30 м/с' и скорости изменения ускорения 15 м/с'". С учетом изложенного в (7.5) го, гоч га — случайные величины, характеризующие соответственно начальную дальность, постоянные составляющие радиальной скорости и радиального ускорения Обычно считают, что зти величины являются гауссовскими с известными характеристиками.
В ряде случаев для описания запаздывания радиосигналов, учитывающего взаимную подвижность объектов, целесообразно использовать линейную модель, выражаемую следующей системой уравнений (!53): г(1) = о(1) о(1) = ш(1) нз(1) = — яо ге!(1) + яоп (1), (7.6) где о(1) и ш(1) — случайные процессы, определяюшие соответственно радиальную скорость и радиальное ускорение; яо — величина, обратная постоянной врсмени маневра; п.
(1) — гауссовский стационарный белый шум. При такой модели ускорение рассматривается как случайный процесс с экспоненциальной функцией корреляции /г. (т) = М(ш(1) ш(1+ т)) = от, ехР( — Яо )т)), (7.7) где о.. = ао А/м гг4, М[ и . (1) п. (1+ т)] = А/м б (т)гг2, А/« = сопэ1. Для дальнейшего изложения целесообразно привести матричную форму записи системы уравнений (7.6). Г(олагая 113 г (1) Х(<) = р(1) А— ш (/) О 1 О о о о о получаем )((/) = АХ (1) + В 5[„(1) (7.8) 7.4. ВИДЫ И МОДЕЛИ ПОМЕХ Радиосигналы от ПИСЗ, прнннмаемые АП, всегда в той нлн иной степени нскажаюгся под воздействием адднтнвных н неадднтнвных помех.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
