Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Основным недостатком данного метода является возможность ухудшения точности эфемеридно-временного обеспечения НИСЗ системы при нарушении функционирования одного из НИСЗ. Сочетание неавтономного и автономного методов синхронизации ШВ позволит устранить недостатки, присущие каждому из них в отдельности. ГЛАВА 12 ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕТЕВЫХ СПУТНИКОВЫХ РНС 42.С ПРИМЕНЕНИЕ ССРНС вЂ” ОСНОВА КООРДИНАТНО-ВРЕМЕННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ Развитие радионавигационных средств на протяжении всей истории их существования неизменно стимулировалось расширением области применения и усложнением задач, возлагавшихся на них, и прежде всего ростом требований к их дальности действия и точности.
Если в первые десятилетия радионавигационные системы обслуживали морские корабли и самолеты, то затем состав их потребителей значительно расширился и в настоящее время охватывает все категории подвижных объектов, принадлежащих различным ведомствам. Если для первых РНС вЂ” амплитудных радиомаяков и радиопеленгаторов — была достаточна дальность действия в несколько сотен километров, то затем постепенно требования к дальности возросли до 1...2,5 тыс, км (для внутриконтинентальной навигации), до 8...!О тыс. км (для межконтитентальной навигации) и, наконец, превратились в требования глобального навигационного обеспечения. Что касается точности, то поначалу устраивала точность в несколько километров, затем оказалось возможным реализовать точности в сотни , метров и, наконец, с появлением технических возможностей для создания сетевых СРНС удалось удовлетворить требованиям на уровне десятка метров. Но требования продолжают ужесточаться, возникает необходимость в дециметровых и сантиметровых точностях, которые можно обеспечить, совершенствуя сетевые СРНС и применяя в них дифференциальный режим работы.
К настоящему времени в арсенале радионавигационной техники скопилось немало РНС, отличающихся между собой дальностью действия и точностью, что предопределяет различие их в принципах действия. Средства ближней навигации (РСБН) в диапазоне УКВ используют импульсные дальномеры и фазовые или частотные угломерные устройства на примерах системы «ВОР», «ДМЕ», «РСБН». Из средств дальней радионавигации шт (РСДН) можно отметить длинноволиовые «Чайку» и «Лоран-С», работающие в импульсно-фазовом режиме, и сверхдлинноволновые «Омегу» и «РСДН-20» с фазовыми измерениями.
Находят также применение амплитудные многолепестковые радиомаяки типа «ВРМ-5» и «Консол». Низкоорбитные спутниковые РНС «Цикада» и «Транзит», основанные на доплеровских (частотных) измерениях, широко обеспечивают кораблевождение. Наконец, находятся в стадии интенсивного развертывания средне- орбитные сетевые СРНС «Глонасс» и «Навстар», обладаюГцие самыми высокими показателями: глобальностью, высокой точностью, непрерывным обслуживанием неограниченного числа потребителей.
Возникает естественный вопрос: по какому пути пойдет дальнейшее развитие радионавигационной техники и какое место займут сетевые СРНС? Обшая схема дальнейшего развития средств навигационно- временного обеспечения может представляться в следующем виде. Сетевые СРНС «Глонасс» и «Навстар» к !995 гг. должны быть развернуты до полного состава своих сетей НИСЗ.
При этом внедрение дифференциального режима навигационных определений повысит точность местоопределения, а возможная реализация угловых измерений по сигналам спутников расширит область их применения на определение ориентирных направлений. Должна существенно возрасти эксплуатационная надежность этих систем, в частности, за счет автоматизации процессов выработки эфемеридной информации и синхронизации ШВ сети НИСЗ.
Значимость наземных разностно-дальномерных РНС длинноволнового и сверхдлинноволнового диапазонов (при импульсно- фазовых и фазовых измерениях) заметно снизится, Системы эти сохранятся в основном как дублируюшие средства. Правда, сверхлинноволновые ФРНС по-прежнему останутся единственными системами, сигналы которых можно принимать под слоем воды (льда). Наряду с глобальным использованием наиболее универсальных РНС «Глонасс» и «Навстар» могут найти развитие высокоточные РНС локального действия, работаюшие в пределах прямой видимости. Они будут дополнять сетевые СРНС в тех районах, где в глобальном навигационном поле обнаружатся зоны недостаточной точности. Синхронизация излучения всех радионавигационных средств с помошью сигналов СЕВ будет способна объединить частные радионавигационные поля в Единое радионавигационное поле, что позволит более гибко предоставлять навнгационно-временное обеспечение различным потребителям в необходимых районах.
Важно подчеркнуть, что основу Единого поля составит глобальное поле сетевых СРНС, которое при успешном развитии международного сотрудничества будет образовано полями обеих систем «Глонасс» и «Навстар». В бортовой аппаратуре навига- гэв ционно-временного обеспечения подвижных объектов, создаваемой в виде комплексов соответствующих средств, основным радионавигационным каналом явится канал сетевых СРНС, позволяюший определять полный вектор состояния подвижного объекта — три его координаты, три составляющие вектора скорости, поправки к бортовой ШВ и к частоте местного эталонного генератора. Поскольку потребителями ССРНС будут не только подвижные объекты, но и стационарные, нуждаюшиеся в высокоточном определении их координат и поправок к местной ШВ, речь может идти ие только о навигационно-временном обеспечении, но и о более широкой задаче — координатно-временном обеспечении.
Применительно к такой постановке вопроса можно также утверждать, что основу координатно-временного обеспечения составит именно применение сетевых спутниковых РНС. 12.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ, ИХ ПРОИЗВОДНЫХ И НАВИГАЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НАЗЕМНЫХ И ПРИЗЕМНЫХ ОБЬЕКТОВ Сетевые спутниковые РНС разрабатывались прежде всего для обеспечения навигационных потребностей таких подвижных объектов, как самолеты и корабли. Их основная задача -- определение координат, производных от координат и навигационных элементов движения.
Обратим внимание на то, что текущие координаты навигационных ИСЗ задаются в геоцентрической прямоугольной системе координат, а по результатам навигационных измерений положение объекта привязывается к ИСЗ, поэтому наиболее естественно определять искомые координаты именно в той же геоцентрической прямоугольной системе. Так собственно и формулируется первичная координатная задача. В то же время потребителей интересуют иные координаты — те, которыми они пользуются в процессе практической навигации: географические, прямоугольные Гаусса-Крюгера, ортодромические, относительные и т.
п. И АП должна иметь возможность выдавать координаты в любой необходимой форме. В соответствии с этим матобеспечение АП должно строиться так, чтобы после решения первичной координатной задачи решалась задача преобразования координат в удобную для применения систему. Поэтому составляющие скорости первично рассчитываются по направлениям осей геоцентрической системы, а затем пересчитываются в составляющие, ориентированные по осям местных (топоцентрических) координатных систем, удобных для штурманских расчетов.
Кроме того, для самолето- или кораблевождения штурманам нужно располагать рядом вспомогательных величин, облегчаю1цих процесс управления движением. К ним относятся: отклонение 199 от линии заданного пути (угловое или линейное), путевая скорость, угол сноса (ветром или течением), оставшееся расстояние и время движения до очередного поворотного пункта маршрута или пункта прибытия, угловое положение относительно выделенных ориентиров и т. п. Сюда же примыкают некоторые коммерческие показатели, связанные с режимом движения и способные влиять на выбор этого режима. Определяются эти величины в результате решения соответствуюших сервисных задач, что предусматривается матобеспечением АП (подробнее см.
в гл. 22), зз.з. ОЛРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОКОЛОЗЕМНЬ$Х КА В связи с развитием космического землеведения околоземные КА широко привлекаются для метеонаблюдений, гидрологических исследований, изучения геологических процессов, для сельскохозяйственного и лесоводческого анализа. Собираемую информацию необходимо привязывать по координатам, и требования к точности такой привязки неизменно возрастают. Это, естественно, приводит к необходимости совершенствовать бортовой навигационный комплекс КА. Одним из путей повышения точности и оперативности навигационных определений околоземных КА является применение бортовых измерений по сети НИСЗ [70].
В определении параметров движения по навигационным ИСЗ заинтересованы не только экипажи долговременных орбитальных станций типа «Скайлэб», но и штурманы транспортных космических кораблей многоразового действия типа «Спейс шаттл» (196]. На борту этих КА будет установлена АП ССРНС «Навстар», которая обеспечивав~ высокоточное определение координат и скорости КА как в орбитальном режиме, так и при маневрировании. В такой же АП нуждается «Буран». Навигационные определения околоземных КА по сети НИСЗ имеют свои особенности по сравнению с другими видами П.
По отношению к приземным П КА отличаются большей детерминированностью их движения на длительных временных интервалах полета, Траектория их движения в пассивном полете представляется возмущенной кеплеровской орбитой со специфическим составом характерных для нее возмушений. Зависимость точности определения параметров орбитального движения от продолжительности интервала измерений приводит к новой задаче организации измерений на интервале навигационного сеанса. В то же время определение положения КА по сетевой СРНС имеет особенность по сравнению с определением орбиты средствами наземного КИК, заключаюшуюся в возникающей в данном случае новой возможности непрерывных многопараметрических измерений, позволяюших в каждый момент определять положение и скорость КА с высокой степенью точности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
