Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Так, в системах «Глонасс» и «Навстар» интервал дискретности равен 30 или 50 мин, что возлагает на ЭВМ П задачу вести краткосрочный прогноз движения НИСЗ в этих временных пределах, принимая за начальные условия эфемериды ближайшей точки. Поскольку в сетевых СРНС измерения проводятся одновременно по нескольким НИСЗ, которые выбираются из числа НИСЗ, находящихся над радиогоризонтом, П должен располагать априорной информацией о положении и движении всех НИСЗ, входящих в систему.
Для этого каждый НИСЗ наряду с собственными эфемеридами ретранслирует на П эфемериды всех остальных НИСЗ системы. Эту информацию называют эфемеридами 2-го рода, или альманахом, Эфемериды 2-го рода нужны не для собственно навигационных расчетов, а для выбора НИСЗ, поиска их и вхождения в радиосвязь, поэтому требования к их точности могут быть понижены. В связи с этим для передачи одного их комплекта предусматривают всего !80 дв.
ед., гарантируя при этом действенность прогноза до 5 недель. Альманах заготовляет информацию впрок, вследствие чего может передаваться частямн от кадра к кадру, распределяясь, например, в системе «Глонасс» по 5 последовательным кадрам сигнала, а в системе «Навстар» — по 25 последовательным кадрам. Применение самоопределения НИСЗ на основе бортовых измерений по наземным и внеземным РНТ и обработки траекторной информации в спутниковой ЭВМ [70, 117) откроет новые возможности для повышения эффективности эфемеридной службы (см.
гл. 10) . ССРНС функционирует в собственном системном времени. Все процессы в ее звеньях развертываются и фиксируются в этой временной шкале. Периодически начала отсчета местных временных шкал принудительно согласовываются с системной шкалой, синхронизируются с ней. Необходимость взаимной синхронизации бортовых шкал се- 20 ти НИСЗ с высокой точностью связана с избранным спосо омн в б .
авигационных измерений — применением пассивного дальоеа. Поомера с хранением начала отсчета (псевдодальномера). ономера с скольку по бортовой и~кале П одновременно измеряютс я псевдодальности до нескольких НИСЗ, необходимо, чтобы временные шкалы группы используемых НИСЗ были согласованы между собой. Это достигается независимой привязкой каждой из шкал к системному времени. При измерении псевдодальности погрешность из-за смещения временной шкалы НИСЗ непосредственно входит в погрешность измерений.
Для того чтобы эта погрешность не превышала, например, 0,3 м, смегцение не должно превышать 1 нс. Если принять, что каждый из НИСЗ синхронизируется один раз за период обращения (12 ч), для хранения системного времени на борту НИСЗ потребуются генераторы со стабильностью 10»743200ж2 10 '4.
Для повышения точности реализации системного времени сетью НИСЗ желательно сокращать период между последовательными синхронизациями, а также давать прогноз ухода частоты каждого из генераторов НИСЗ. Что касается синхронизации временной шкалы П, то она проводится в сеансе навигационных определений, когда наряду с координатами и составляющими скорости П оценивается уход фазы бортового генератора относительно фазы генераторов НИСЗ. В связи с этим можно считать, что ССРНС являются также глобальными системами единого времени. Установленная в любом пункте аппаратура П позволяет привязывать к системному времен меня с указанной точностью местные временные шкалы.
Системная шкала времени задается координационным центром (142), где она хранится главным синхронизатором системы. Этот наземный хранитель времени поддерживает ее с точностью более высокой, чем бортовые хранители времени каждого НИСЗ. Однако системное время может расходиться со всемирным или каким-либо региональным.
Подстраивать системное время ССРНС под временную шкалу более широкого использованйя не требуется. Достаточно знать расхождение этих систем времени. Соответствующая поправка к системному врсмсни может передаваться в виде постоянной величины в каждом кадре навигационного сигнала или публиковаться в специальных бюллетенях (см. гл. !О). С$.
ОВЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ ССРНС Сеть НИСЗ, Система координированно обращаюгдихся на своих орбитах спутников может развертываться постепенно: вначале создается часть сети, обеспечивающая периодически региональное покрытие, затем по мере наращивания ее образу- 2! ется глобальное непрерывное покрытие. Так, вначале можно разместить п<> три НИСЗ на двух орбитах (1-я фаза развития), затем добавить еще три НИСЗ на третью орбиту (2-я фаза развития) н, наконец, доводить на каждой из орбит число спутников до их полного состава. Сеть НИС ИСЗ выбирается из соображений обеспечения заданной кратности глобального покрытия зонами видимости, мости, заданной точности местоопределения и минимальной взаимной интерференции принимаемых сигналов. Лля СРНС второго поколения одной из наивыгоднейших конфигураций признана [143, 187] система из 24 НИСЗ, размещенных равномерно в трех плоскостях, наклоненных на 63' к экваториальной плоскости и разнесенных по долготе на !20', на круговых орбитах, высотой около 20 000 км.
Каждый НИСЗ такой сети дважды в сутки пересекает экватор в северном направлении так, что узлы сдвинуты на 180'. Под" кривой, две волны спутниковая точка переме<цается по замкнутой кривой, ве которой охватывают все долготы. Спутники в каждой плоскости идут с интервалом в 1,5 ч, следы их орбит пересекают экватор со сдвигом по долготе на 22',5. Все НИСЗ сети излучают сигналы одинаковой стру используемые для измерений дальности и радиальной скорости. Индивидуальным для'каждого НИСЗ является содержание пер'- д ваемой им служебной информации. Наряду с этим применяются различные способы доступа к используемым сигналам.
Универсальная СРНС, по мнению американских специалистов [141[, должна обслуживать наряду с гражданскими П также военные П (корабли, самолеты, КА, наземные транспортные средства, десантные группы и т. п.). Требуется, чтобы к сигна. гналу, имели доступ еспечивающему предельно точную навигацию, имели только военные П, а для других П он был затруднен. Гражданские П заинтересованы, напротив, в легком доступе к используемому сигналу. Поэтому в ССРНС «Навстар» предусмотрено применение двух различающихся кодированных сигналов: кода Р (рго1ес(с<1 — защи>ценный) и С/А (с1еаг ас<)ц)э)1(оп -- легко обнаруживаемый).
Войти в слежение за сигналом более точного кода Р (имеющего недельную длительность) можно лишь с помощью пароля (ключевого слова), передаваемого менее точным кодом С/А (с длительностью около ! мс). С одержанием служебной информации являются: частотно- временные поправки для данного НИСЗ и <чо эфемериды, альманах, телеметрическая (ТЛМ) информация, ключевые слова, р вки на распространение радиоволн и иная информация, повы, пошающаяся точность и надежность навигационного сеанса. Вся эта информация компонуется определенным образом в виде кадра, распадающегося на строки, и передается с известной периодичностью. Наземный командно-измерительный комплекс (КИК). Служит для управления полетом и работой бортовых систем всех НИСЗ как носителей навигационных сигналов и в первую очередь для снабжения их информацией, необходимой для проведения высокоточных и надежных навигационных сеансов.
В число задач комплекса входят; проведение траекторных измерений для определения орбит всех НИСЗ и временных измерений для определения расхождений бортовых шкал времени всех НИСЗ с системным временем; предсказание для каждого НИСЗ его будущих эфемерид и ухода бортового времени; формирование массива служебной информации с включением в него спрогнозированных эфемерид, альманаха и поправки бортовой шкалы времени, а также прочих поправок для каждого НИСЗ; закладка массива служебнои информации в память каждого НИСЗ для модуляции ею навигационных сигналов; контроль по телеметрическим каналам за работой систем сети НИСЗ и диагностика их состояния; управление по командному каналу полетом всех НИСЗ и работой их бортовых систем. Высокая точность расчета эфемерид обеспечивается соответствующей точностью измерительных средств, внесением поправок на выявленные методические погрешности и вовлечением в обработку результатов как свежих траекторных измерений, так и накапливаемых за недельный срок.
Прн планировании работы средств комплекса наивысшим приоритетом пользуются операции по закладке служебной информации. Передаваемые с НИСЗ данные, содержап<иеся в навигационном сигнале, постоянно контролируются для выявления сбоев. По оценкам, проведенным применительно к первому этапу испытаний системы «Навстар» [142[, погрешности предсказания эфемерид на несколько часов не превысят 6 м, а погрешность предсказания сдвига временной шкалы лежит в пределах 8 нс, что дает погрешность местоопределения около 10 м. Навигационная аппаратура потребителя.
Выполняет следующие операции: выбор из всей совокупности видимых НИСЗ рабочего созвездия; расчет для выбранной группы НИСЗ ожидаемых значений угловых координат, дальности и радиальной скорости; поиск в каждом из каналов сигналов НИСЗ по пространству, временной задержке и доплеровскому смещению частоты, а также по кодовому номеру НИСЗ; вхождение в слежение за кодом С/А, а через него — за кодом Р; выделение и декодирование эфемеридной информации; измерения временной задержки сигнала и его доплеровского сме<цения; обработку измерительной и эфемеридной информации от всех НИСЗ для определения координат и составляющих скорости П; набор из последовательных кадров сигнала одного из НИСЗ полного сборника альманаха; оценку точности проведенного навигационного решения. 23 Рабочее созвездие выбирается по полученш>му ранее и хранящемуся в памяти альманаху, позволяющему на любой момент вычислить координаты всех НИСЗ системы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
