Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Очевидно, что создание АП, рэботэющей по сигнэлэм систем «Глонасс» и «Нэвстэр», может дать потребителям ряд новых качеств, тэких кэк повышение нэдежности и достоверности определения координат, повышение точности определения координат зэ счет выбора рабочих созвездий с меньшими значениями геометрических фэкторов, уменьшение числа зон и их размеров с неблагоприятными значениями геометрических факторов и др. Дальнейшим развитием рассмотренного варианта является рэзрэботэннэя РИРВ интегрированная многокэнэльнэя самолетнэя АП «АСН-21» (рис. 9.9) [2!О) с массой 2,0 кг, полностью удовлетворяющая требованиям стэндэртэ АК1 чС-743А.
Примененные в АП шесть корреляторов в сочетании с мультиплексировэнием позволяют одновременно обрэбэтывэть сигналы от двенэдцэти НИСЗ, которые выбираются из сетей «Глонэссэ» и «Нэвстэрэ» в наивыгоднейшем их сочетании. Такие же хэрэкте- Рис. 9.!О. Самолетная аппаратура РНИИКП ристики имеет энэлогичнэя эппэрэтурв, созданная в Российском НИИ космического приборостроения (рис. 9.!О). Продолжэя рэзрэботки интегрированной многокэнэльной эппцрэтуры, РИРВ предлагает потребителям геодезический вариант АП «Стерлитэмэк-М», который обеспечивэет субметровую точность зэ счет применения фазовых измерений по несущей частоте и дифференциального режима навигационных определений (см. гл. 20).
Р.й. УНИФИИАЦИЯ АППАРАТУРНЫХ РЕШЕНИЙ При разработке АП большое внимание уделяется минимизации стоимости жизненного цикла АП, включая зэтрэты непосредственно нэ рэзрэботку, производство, установку АП нэ объекты, ее эксплуэтэцию и ремонт. Это естественно вызывэет стремление минимизировать число модификаций АП, удовлетворяющих требованиям очень широкого круга потребителей, э также стремление к созданию такой архитектуры АП, которая позволит ее модернизировать с целью расширения функциональных возможностей и улучшения основных хэрвктернстик. Этот процесс нэилучшим образом удовлетворяется при разработке базовых типов АП, преднэзнэченных для рэзмегцения нэ определенных клэссэх объектов, при использовэнии блочно-модульных принципов конструирования этих типов АП с максимальной унификэцией эппэрэтурных решений нэ разных уровнях. Индивидуальные особенности АП и специальные требования, выдвигаемые каждым типом потребителя, учитываются прн рэзработке минимального числа оригинальных модулей.
В табл 9 1 приведены основные типы унифицированных блоков для опьцных образцов АП системы «1!австар», разрапотанных фирмамн Коллинз н Магнавокс для второго агапа развертывания этой системы н проведения нспыта. ний Эта таблица наглядно иллюстрирует стремление к унификации аппаратур- Таблица91 Блок управления антен- ной тип потре- бителя Блок предусили- телей Блок приемников процессоров Антенна А! А2 АЗ БУ А2 БП! БП2 Ы)З А4 Аб БУА! Бпп! БПП2 Ы)ПЗ Пехотинец + 0 Танк М.60 + 0 0 + 0 Авианосец С-59 + 0 + 0 Вертолет ()Н-60А + 0 Истребитель Е-16 + 0 + 0 Бомбарди- ровщик В-52 + 0 + 0 Штурмовик- истребитель А-БЕ + 0 + 0 + 0 Подводная лодка П-700 + 0 + 0 162 ! б» Типы унифицированных блоков АП «Навствр» Прн с л лс Блоки, рлэрлас л л с ф рчлкл Млгллвслс л Ксллллэ.
сасэл лю сл сс г с . сгссллс -1- гг р ных решений Лля восьми типов военных потребителей фирмы разработали три основных типа АП: одно-, лвух- и пятикаиальную. Четыре из пяти типов антенн (коническая спиральная А 1, одноэлемеитная конформная А2, ножевого тина АЗ и для подводных лодок А4) имеют неуправляемую диаграмму направленности (ЛН) . Сечиэлементная антенна Аб имеет адаптивную ЛН, управляемую блоком управления антенны БУА2 на наземных потребителях и БУА! на остальных.
Блок предусилителей БП( предназначен для работы с антеннами А) и Аб, БП2 — с антеннами А2 и АЗ н БПЗ вЂ” с антеннами А2. Разработаны три типа блоков радиоприемников — процессоров. для мало(БПП1), средне- (БПП2) и высокодинамичных (БППЗ) потребителей соответственно для одна-, двух- и пятиканальнай АП Наибольшая номенклатура блоков, которая как раз и характеризует индивидуальные особенности потребителя и, следовательно, соответствующую модификацию АП, имеет блок связей (БС) или интерфейса. Большинство этих блоков обеспечивают обмен информацией с лругими системами потребителя по соответствуюшич стандартам.
Лля обмена с системами, не удовлетворяющими этим стандартам, используются специально разработанные блоки связи. Этим объясняется широкая номенклатура БС. Следует отметить, что аналогичный подход и стремление к унификации проявляются и при создании програимного обеспечения процесгоров АП. ГЛАВА 10 КАДР НАВИГАЦИОННОГО СИГНАЛА 10.1.
ОРГАНИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ ИЗМЕРЕНИЙ И ФОРМИРОВАНИЕ ЗФЕМЕРИДНОЙ ИНФОРМАЦИИ Существуют разнообразные методы и средства измерения параметров движения НИСЗ [47~. Нвиболее распространены двльномерные и доплеровские методы измерений, при использовании которых приходится прибегать к многократным одновременным или разновременным наблюдениям из нескольких пунктов земной поверхности. При этом точность определения орбиты зввисит не только от точности одиночных измерений, но и от взаимно-' го положения наземных пунктов, выбранной системы параметров орбиты, выбора мерных интервалов траектории и т.
д. Орбиты НИСЗ определяются командно-измерительным комплексом (КИК), взаимодействие средств которого с сетью НИСЗ было показано на рис. 1.4, 1.7. Станции слежения, оснащенные радиотехническими активными и пассивными измерительными устройствами, производят измерения, результаты которых передаются в КВЦ для обработки данных.
Рассчитанная эфемеридная информация передается затем на борт НИСЗ. Возможны различные способы выбора измерительных средств, организации и обработки измерений. Приведем один из них, описанный в (11!). Станции наблюдения оснащены приемниками того же типа, что и у П. Псевдодальности и интеграл от псевдодоплеровской частоты (дельта-псевдодальность) измеряются каждые 6 с. Эти данные привязываются ко времени и записываются в массив исходных данных, а затем обрабатываются на интервалах в 15 мин. Исходные данные подвергаются предварительной обработке с целью коррекции, отбраковки и сжатия информации. После внесения коррекций на систематические аппаратурные погрешности, смещения фазового центра антенны, иоиосферные и тропосферные возмущения, общие релятивистские эффекты из измеренных значений функций вычитаются их расчетные значения, вычисленные иа основе априорной эфемеридной информации, для исключения динамики орбиты. Эти разности аппроксимируются полиномом на интервале в 15 мин.
Полиномиальные коэффициенты используются для получения сглаженного значения в любой момент времени внутри этого интервала. Со сглаженными значениями суммируются значения возмущений орбиты. В результате подобной первичной обработки образуется сглаженный массив данных за время одного сеанса измерений. Следуюгцим этапом предварительной обработки является формирование из этого массива сжатой обобщающей информации.
Последняя представляется в виде расширенного вектора состояния НИСЗ с соответствующей ему корреляционной матрицей на момент траверзного положения НИСЗ. Цель этого решения— исключить погрешность определения начальных эфемерид и систематические погрешности измерительных средств. В процессе итерационной работы этой программы производится отбраковка аномальных измерений и определяется среднеквадратическая погрешность измерений, необходимая для получения корреляционной матрицы оценки вектора состояния НИСЗ, В конечном итоге оставшиеся после отбраковки хорошие наблюдения используются для составления нормальных уравнений для определения параметров вектора состояния НИСЗ и параметров смешений по одному сеансу измерений.
Дальнейшая обработка результатов измерений сводится к вычислительной процедуре взвешенных наименьших квадратов (см. $ 3.2), в которой полученные раннее векторы состояний 164 НИСЗ рассматриваются как результаты модифицированных многопараметрических измерений, взятые с весами в соответствии с отвечающими им корреляционными матрицами. Предварительно устраняются смещения и определяется начальное приближение к траектории движения. Процедура строится в виде итерационных линейных уточнений. Частные производные, используемые при составлении нормального уравнения, фактически представляют матрицу перехода вектора состояния спутника и применяются для линейного их пересчета к одному моменту времени, на который уточняют параметры движения.
Использование линейной процедуры оценивания важно для эффективной работы всей программы, поскольку программа избегает, где это возможно, дорогостоящей операции повторного инте~рирования траекторий спутников. Завершаюшая программа, моделирующая траекторию движения, вычисляет координаты положения и скорости НИСЗ на моменты измерений, необходимые для получения расчетных значений измеряемых параметров.
Одновременно вычисляются и частные производные, необходимые для формирования матриц перехода состояний и нормальных уравнений. Первые получают численным интегрированием уравнений движения с заданными начальными условиями, а вторые — интегрированием уравнений в вариациях. Узлы интегрирования используются для интерполяции на моменты измерений. Эфемеридную информацию, передаваемую с НИСЗ, можно представлять в различной форме в зависимости от выбранного алгоритма прогнозирования движения НИСЗ на борту П. Для этого можно использовать прямоугольные координаты и скорости в гринвичской системе координат, либо кеплеровские элементы орбиты, либо то и другое вместе.
Для упрощения алгоритма прогнозирования в состав эфемеридной информации может включаться некоторое избыточное ее количество (сверх минимально необходимого объема): значения производных в дополнительные моменты времени, либо дополнительные поправки к оскулируюшим элементам. Выбор формы представления эфемеридной информации будет обсуждаться в $ 10.2. Рассмотрим результаты выбора для системы «Навстар» состава оперативной эфемеридной информации, передаваемой в кадре навигационного сигнала. На момент времени представления эфемерид („, П сообщаются 6 кеплеровских элементов орбиты: средняя аномалия Мм эксцентриситет е; корень квадратный из большой полуоси орбиты х(а; долгота восходяшзго узла 14, наклонение орбиты пм аргумент перигея ы.
Кроме того, передаются коэффициенты вековых уходов: возмущенное значение среднего движения Лп и скорости ухода восходящего узла орбиты Й и ее наклонения (1). Наконец, передаются амплитуды синусной и косинусной гармоник удвоенной невозмушенной частоты обращения, которыми аппроксимируются гвв Ф = Т~ (' ~т Тэ1+ Те)тт Тш, (67 (66 три составляющие возмущения относительно невозмущенной орбиты: вдоль орбиты С„„С„, по геоцентрическому радиусу С,„, С„,; по боковому уклонению Ссю См. Г!риведенных значений параметров эфемеридной информации оказывается достаточно, чтобы выполнить краткосрочный прогноз с погрешностью в несколько единиц метров в интервале ! ч, серединой которого служит момент (эг, на который рассчитаны эфемериды. Альманах -- эфемеридная информация для расчета поисковых эфемерид ввиду пониженных требований к точности прогноза— включает шесть кеплеровских элементов, перечисленных выше на некоторую эпоху („и ьз как наибольшее из возмущений, подлежащих учету.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
