Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Это предопределяет построение на таких НИСЗ некоординированных систем с измерениями по одному НИСЗ и «ис ~ольэованием как координатных, так и скоростных измерений. Из высоких орбит наиболее характерны стационарные (около 36100 км), при размещении на которых экваториальных НИСЗ последние будут неподвижны относительно земной поверхности, имея угловой радиус зоны радиовидимости примерно 75'. Совонупности таких НИСЗ образуют естественную координированную сеть и благодаря попаданию как П, так и НПП в зону видимости НИСЗ могут использоваться для построения систем иноопределения, в которых, однако, не могут применяться скоростные измерения. Средневысокие орбиты (14..
20 тыс, км) при периодах обращения 8..!2 ч и радиусе зоны обслуживания 65..70' хорошо сочетают достоинства низких и высоких орбит На таких орбитах могут строиться сетевые СРНС как дли самоопределения по нескольким НИСЗ, так и для иноопределения, использующие как координатные, так и скоростные измерения. На классификационной таблице (см. рис, (.2) варианты СРНС с измерениями по одиночным иекоордииированным НИСЗ занимают нечетные строки, а также позицию )8, в то время как четные строки отведены для вариантов СРНС с координированными сетями и измерениями по группе НИСЗ.
(6 Классификация по организации измерений продолжает разделение СРНС по темпу выдачи навигационных решений применительно к вариантам построения аппаратуры П. По этому признаку бортовую аппаратуру П (БАП) можно разделить на одноканальную и многоканальную. При одноканальной БАП измерительный канал настраивается на слежение за сигналом одного НИСЗ, поэтому измерения по нескольким НИСЗ можно выполнять только последовательно во времени.
Такое построение свойственно аппаратуре низкоорбитных СРНС дискретного действия, у которых между навигационными сеансами имеется достаточно времени для перестройки на сигнал очередного НИСЗ Применение же одноканальной аппаратуры в СРНС с координированными сетями средневысоких НИСЗ приводит к удлинению навигационного сеанса, а следовательно, к снижению темпа выдачи координат обьекта.
Такое решение влечет за собой недоиспользование возможностей систем непрерывного действия, но бывает оправданным при необходимости упрощения и удешевления аппаратуры массового П. Многоканальное построение приеиоизмерителей направлено на реализацию параллельного и одноврсмегшого приема сигнала от используемой группы НИСЗ для практически мгновенного определения координат П, что составляет основу функцноиирования систем непрерывного действия. На классификационной таблице варианты сетевых координированных СРНС можно трактовать как многоканальные, имея в виду параллельную работу радиоканалов, и как одноканальные, предполагая последовательное установление радиоконтактов. Следует иметь в виду, что в радиоканале НИСЗ вЂ” П работа может проводиться одновременно на двух частотах (для исключения одного из видов ошибок распространения, см гл.
5), пследствие чего термины «двухканальный» и «одноканальный» употребляют не совсем точно и для обозначения двухчастотных приемоизмерителей с исключением ошибки и одночастотных без ее исключения. По параметричности измерительного канала различают СРНС с координатными и со скоростными измерениями. К координатным относятся дальномерные, угломерные и разностно-дальномерные системы К скоростныи принадлежат радиально-скоростные, разностно-радиально-скоростные, а также угломерно-скоростные.
В зависимости от числа одновременно измеряемых параиетров системы делятся на одно- и многопараметрические. дальности и разности дальностей измеряют путем фиксации времени (разности времен) распространения огибающей простых сигналов нли фазы (разности фаз) модулирующих псевдослучайных последовательностей (ПСП). Углы измеряются пеленгационным способом или большебазовым интерферометрнческим способом с фазовым отсчетом. Радиальные скорости фиксируются по оценке доплеровского смещения несущих частот. В пассивных дальномерных СРНС с хра.
нением начала отсчета бортовым опорным генератором измеряется по сушеству псевдодальность (отличающаяся от фактической дальности на значение, пропорциональное выявленному при обработке смещению фазы опорных колебаний). Аналогично этому в пассивных радиально-скоростных СРНС измеряется радиальная псевдоскорость, поскольку измеряемая доплеровская частота будет включать в себи фиксируемое значение смещения частоты опорных колебаний. По характеру эфемеридного обеспечения спутниковые РНС можно делить на системы с эфемеридным обеспечением по прогнозу и сисгемы с уточнением эфемерид в навигационном сеансе.
В первом случае эфемериды рассчитывают на земле по результатам траекторных измерений и ретранслируют через НИСЗ П, принимающий их в составе навигационного сигнала. При периодичности их обновления ! — 2 раза в сутки П приходится пользоваться устаревшей эфемсридной информапией, что снижает точность навиганионных решений. Во втором случае во время навигационного сеанса на борту НИСЗ выпалниются траекторные измерения по наземным измерительным средствам, результаты которых используются для уточнения орбитальных параметров. При этом решение краевой задачи может проводиться или на борту НИСЗ (если там предусмотрена ЭВМ), или у П, который получает от НИСЗ измерительную информацию вместе с навигационным сигналом.
Оборудование НИСЗ в подобных системах усложняется по сравнению с системами, работаюшнми по прогнозу, однако точность решения навигационных задач возрастает. Построение СРНС с уточнением эфемерид в сеансе иллюстрируется на рис. !.2 в колонке самоопределения позициями 2, 3, б, Г, !О, ! ! и !4, !б. Системы иноопределения на борту НИСЗ (варианты !? и !З) можно также развить на случай уточнения эфемерид в навигапионном сеансе, хотя допускается, чтобы такие системы были менее точными, нежели системы самоопределения. По размерам рабочей области СРНС бывают глобал~ными и региональными.
Глобальные системы создают радионавигапионное поле над всей поверхностью Земли, используя наиболее полно возможности космической техники для глобального навигационного обеспечения !1. Региональные системы, создавшие радионавнганионное поле на ограниченных территориях и акваториях, лучше отвечают задачам контроля координат подвижных П при арганизаиии управления ими в районах интенсивного морского или воздушного движения.
Сд. СОГЛАСОВАНИЕ НАЧАЛ ОТСЧЕТА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ И ВРЕМЕННОЙ КООРДИНАТ В ССРНС Измеряемые навигационные параметры и определяемые параметры движения потребителя отсчитываются в различных системах пространственных координат: измерения ведутся в системе НИСЗ, в то время как результаты определений фиксируются в системах, связанных с Землей (ее центром в геоцентрической системе или с ее поверхностными точками в топоцентрических). Необходимо приводить используемые данные к единой системе отсчета или, иными словами, согласовывать начала отсчета пространственных координат.
Ввиду орбитального движения НИСЗ начала отсчета расходятся непрерывно, поэтому согласование необходимо проводить в каждом навигационном сеансе. Требование это реализуется путем снабжения П даннымн об эфемеридах всех НИСЗ, задаваемых в геоцеитрической !8 системе отсчета. Одновременно считается, что к этому же началу отсчета используемые П топоцентрические системы методами высшей геодезии могут быть привязаны с требуемой точностью. Возможны различные способы обеспечения навигаторов эфемеридной информацией !70, 117, 135].
Наиболее удобным был бы такой способ работы, когда рассчитанный заранее весь набор эфемерид на требуемый отрезок времени выдавался бы в виде таблицы, данные которой могли бы вводиться в память навигационной ЭВМ до начала движения. Но такой способ пока еще не может использоваться, так как нельзя дать прогноз с высокой точностью (-1 м) на интервалы времени, исчисляемые неделями и даже месяцами. По необходимости применяется передача на борт П эфемеридной информации последовательными порциями. В этом варианте сам НИСЗ выступает в качестве ретранслятора эфемерид, переносимых с задержкой. Рассчитанные на Земле эфемериды сообщаются на борт НИСЗ, где закладываются в блок памяти и затем во время последующего движения НИСЗ посылаются в соответствии с текущим временем с его борта всем П, находящимся в зоне приема навигационных сигналов.
Хранимые эфемериды с периодичностью, обеспечивающей учет их изменения, корректируются на основе свежих данных прогноза. Для передачи одного эфемеридного комплекта может потребоваться до 380 дв. ед., поэтому для формирования массива эфемеридной информации на одни сутки с дискретностью 1 мин потребуется около 550 1Оз дв. ед. При дискретности (1 мин и для больших сроков прогноза объем эфемеридной информации составит миллионы дв.
ед. Естественно поэтому стремление избежать закладки в память НИСЗ столь большо!о объема цифровой информации. К этому ведет несколько путей. Первый, наиболее радикальный путь состоит в возложении задачи расчета эфемерид для моментов навигационных измерений непосредственно на ЭВМ П. В этом случае с Земли достаточно периодически передавать только начальные условия движения НИСЗ, а решение соответствующих уравнейий его движения будет проводиться иа борту П совместно с решением самой навигационной задачи. В будущем такие возможности, вероятно, и откроются, но в настоящее время далеко не все П располагают бортовыми ЭВМ с требуемыми характеристиками. Второй путь связан с использованием для расчета эфемерид бортовой ЭВМ НИСЗ. Здесь также по начальным условиям, переданным с Земли, могут решаться уравнения движения с выдачей эфемерид на требуемые моменты времени.
Правда, эти моменты теперь не будут соответствовать моментам реальных измерений, выполняемых на различных П в зоне !ч приема сигналов данного НИСЗ. Однако при правильно выбранной дискретности выдачи эфемерид на борту П путем интерполяции можно получать эфемериды, приведенные к моментам измерений. Понятно, что при такой схеме работы аппаратура НИСЗ существенно усложняется, что не может не 'сказаться на ее надежности. Вследствие этого и данный способ не предполагается реализовать в ССРНС ближайшего будущего. Остается путь, являющийся по существу компромиссным, который предусматривает наземный расчет эфемерид с некоторой дискретностью и ретрансляцию их с задержкой через НИСЗ на борт П с последующим перерасчетом эфемерид на моменты измерений в пределах интервала дискретности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
