Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Важной особенностью является допустимость работы в диапазоне УКВ, с чем связаны возможности использования широкополосных сигналов и их пространственной селекции. Орбитальное движение передатчика сигналов позволяет каждым из них обслуживать обширные территории, примыкающие к следу орбиты, ширина которых возрастает с увеличением высоты орбиты. Ввиду суточного вращения Земли эти зоны от витка к витку смещаются по земной поверхности, увеличивая тем самым рабочую область радионавигационной системы.
Несомненными достоинствами СРНС являются: неограниченная дальность действия в приземном слое пространства; высокая точность определения координат и составляющих скорости во всей пространственной рабочей области; однозначность навигационных определений, выдаваемых в единой для всех П системе координат; независимость точности от времени суток, сезонов года и гидрометеоусловий; высокая помехоустойчивость; неограниченность числа обслуживаемых подвижных объектов; возможность при одном и том же радионавигационном поле применять приемоизмерительную аппаратуру разных классов точности и оперативности с различным составом определяемых параметров. Сетевые СРНС (ССРНС), основанные на использовании координированной по движению и излучению сигналов сети ИСЗ, выступают как глобальные системы непрерывного действия и практически мгновенных навигационных определений.
Возросший со временем уровень технических решений позволил в ССРНС существенно повысить точность определения координат и параметров движения П. Поэтому сетевые СРНС представляют собой качественно новый этап в развитии радионавигационной техники. Существующее в настоящее время многообразие радиотехнических средств ближней и дальней навигации вызвано тем, что ни одно из них до сих пор не могло удовлетворить требования к точности и дальности дейстния, которые предьявляются к навигационному обеспечению различных подвижных объектов.
ССРНС вЂ” первые радионавигационные системы, которые обеспечивают высокоточную навигацию в глобальном масштабе. Они поэтому — первые системы универсального примене- !2 ния, способные решать задачи навигационного обеспечения любых подвижных объектов. На такие системы могут возлагаться задачи определения координат и составляющих скорости морских судов, ЛА, КА и наземных транспортных средств. На основе этого может обеспечиваться вождение объектов, управление воздушным движением и судоходством, сохранение безопасности полетов, предупреждение столкновений, заход и посадка самолетов на аэродромы, проведение спасательных операций, географическая привязка гидрометеобуев, рыбопромысловые работы, геологические работы на прибрежном шельфе и т.
п. (117, 141) . Наряду с решением многих прикладных задач ССРНС будут, без сомнения, привлекаться к решению различных фундаментальных научных проблем и прежде всего— проблем геодинамики. Главное, однако, заключается в том, что возможность глобального трехкоординатного местоопределения с точностью до 10 м, предоставляемая сетевыми СРНС, открывает по существу новую эру в одной из древнейших отраслей деятельности человека — в навигации подвижных объектов. Совершенствование навигационного обеспечения в 90-е годы и в начале ХХ! в. будет зависеть прежде всего от развития и внедрения в практику именно этих систем, хотя по соображениям экономики и надежности совместно с ними будут использоваться также РНС с наземным размещением опорных точек.
1.3. КЛАССИФИКАЦИЯ СРИС Рассмотрение классификации СРНС позволяет более четко опрелелить место сетевых СРНС, а также очертить основные способы их построения и использования в интересах навигации и управления движением. Многообразие вариантов СРНС обусловлено отличиями в распределении функций между звеньями СРНС и в выборе технических принципов построения н функционирования этих звеньев и нх элементов, особенностями структурных связей, а также спецификой организации навигационной работы Таким образом СРНС могут различаться, местом решення навигационной задачи, степенью активности (в смысле излучения) Н, темпом выдачи определяемых параметров движения (координат), высотой орбит НИСЗ, организацией измерений (канальность аппаратуры Н), параметричностью измерительного канала, характером эфемерилного обеспечения, размером рабочей области.
Некоторые из этих различий оказывают решающее влияние на техннкоэксплуатацнонные карактернстики СРНС. Именно их полезно принять за классификационные признаки при основных разделениях. Таь, на рис. ( 2 варианты СРНС, упомянутых во введении, разделены на группы по признакам, в наибольшей степени влияющим на структуру н функционирование системы (номе.
ра вариантов указаны в кружках). )з По месту решения навигапионной задачи все СРНС делятся иа системы самоопределения и иноопределения. Первые (варианты 1 — 16) позволяют определять параметры движения (координаты) на борту самого П. В системах второго вида (варианты 17 — 30) навигационная задача решается в ином (по отношению к Г!) месте — на борту НИСЗ или жс в наземном центре навигации (НЦН).
При самоопределении на борту П должна размещаться приемоизмерительная аппаратура и ЭВМ, ведусдая обработну информации. При иноопределении на борту П достаточно иметь тольио излучатель (либо псреизлучатель) навигационных сигналов. Когда СРНС применяется для навигации подвижного объекта и результаты определений непосредственно используются для управления его движением, сисгема строится по принципу самоопределения (варианты 1--16). При этом определенные на борту П координаты могут одновременно выдаваться и в НЦН (варианты 4, 8, 12, 16).
Если координаты П требуются какой-либо наземной службе, то и решение навиганионной задачи может выполняться в НЦН, для чего удобно применять иноопределение (варианты 19 — 30). По такому варианту можно строить СРНС для управления воздушным движением или судоходством, для географической привязки гидрометеобуев, для определения координат терпящих бедствие, для слежения за передвижением экспедиций в безориентирной местности и т. п. В случае, когда П нуждается в результатах навигационных определений, но на его борту нельзя установить сложное оборудование, можно также применять иноопределение.
но в варианте решения навигационной задачи с помощью ЭВМ НИСЗ, При этом результаты определений могут одновременно передаваться как на П, так и в НЦН (варианты 17, 18). По признаку наличии у П навигационного передатчниа различают активные и пассивные СРНС. В пассивных системах навягацианные сигналы в своем темпе излучает передатчик НИСЗ, а на борту П эти сигналы принимаются и обрабатываются (варианты 1 — 8). С объектов, лишенных сложного оборудования, эти сигналы ретранслируются для последующей обработки в НЦН (варианты 19 — 22). Активные системы располагают бортовым навигационным передатчиком. При самоопределении эгот передатчик излучает запросные сигналы (варианты 9 в 16), а при иноопределении — либо запросные (варианты 17, 23— 26), либо ответные (варианты 18, 27 — 30).
В активном режиме самоопределения НИСЗ выступает иак ретранслятор навигационных сигналов, посылаемых с раз. личных П, что ограничивает пропускную способность системы Пассивные системы могут обслуживать неограниченное число П. Кроме того, навигационная работа пассивных систем не демасинрует П.
Активные системы яноопределения с запросом НИСЗ (варианты 18, 27, 29) или ат центра навигации (варианты 28, 30) имеют то преимущество, что опросы контролируемых П производятся синхронно, в то время как в системах, где запрос посылает П (вариангы 17, 23 — 26), такой синхронности нет, Весьма важным показателем является темп выдачи навигационных решений. По этому признаку СРНС делятся на системы дискретного и непрерывного действия. В дискретных системах навигационные определения могут проводиться лишь через известные интервалы времени, обусловленные перноличностью появле. ния очередного НИСЗ над радиогоризонтом П. Системы непрерывного действия допускают непрерывную выдачу определяемых параметров, поскольку в таких ® О ® О О ~е П ь Ого О "ь ь ь ~ну)поп ооон о ообоог) пжннобхнпб (о шо ообооо,) Пк'ШзббГНПОО Ою .ь ® .
~П ьь фьь $ь м ОО ~~ еП йу() О О О .Ь~~~ О О .Ь ц(эл$- ь ь ь" ь ь ь ь ь ьф ьь 4 х ь Рис. 1.2. Классификация СРНС 14 снстеиах в зоне радиовидимости П всегда располагается нужное число НИСЗ. Дискретные системы должны применяться поэтому в комплексе с другими средствами для их периодической коррекции. Системы непрерывного действия могут выступать как саместоятельные средства высокоточной нанн гадин. Непрерывность навигационных определений основывается на таком построении системы НИСЗ, при котором все НИСЗ движутся с определенной взаимной координацией, так что постоянно обеспечивается прохождение в зоне видимости П необходимого их числа.
Такая координированная сеть НИСЗ поддержиааегси периодической коррекцией положения каждого НИСЗ, создающей нужную их фазировку. В связи с этим системы непрерывного действия могут называться также сетевыми или корректируемыми. При отсутствии координации движения система НИСЗ лишается сетевых свойств, НИСЗ будут обращаться на своих орбитах обособленно, регулярность появления их в зоне видимости П будет определяться тол~ко периодичностью их орбитального движения. Соответственно этому навигационные определения можно будет выполнять только по мере прихода НИСЗ в зону видимости П, т е. дискретно. Поэтому дискретные системы можно называть также некоординированными или некорректируемыми.
Следует заметить, что в принципе и в некоординированных системах можно добиться практически непрерывной навигационной работы, ио только за счет значительного избытка числа вводимых в систему НИСЗ, что по технико-экономическим соображенияи представляется вряд ли целесообразным. По высоте орбиты СРНС разделяются на низкоорбитные, средневысокие (среднеорбитные) и высокоорбитные системы. Такое разделение не просто формально-количественное, оно связано с существенными особенностями структуры и рабочих процессов СРНС. При низких орбитах (примерно (00)) км над поверхностью Земли) период обращения невелик ((05 мин),мал и угловой радиус зоны радиовидимости (около 25'), а скорость относительного движения НИСЗ и П наибольшая.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
