Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Для полностью развернутой системы из 24 НИСЗ над радиогоризонтом П в зависимости от условий (место и высота полета) может располагаться от 5 до ! 1 НИСЗ. Выбор наивыгоднейшего рабочего созвездия может основываться на различных критериях. Один из них состоит в отыскании четверки, образующей тетраэдр наибольшего объема. По этому критерию наивыгоднейшей будет такая конфигурация, при которой один НИСЗ находится в зените П, а три остальных — как можно ближе к горизонту, с максимальными взаимными удалениями.
При пространственном поиске у П должна иметься антенна с независимо управляемыми четырьмя лучами, например фазированная антенная решетка. Если антенна слабонаправленная, поиск проводится только по временной задержке и доплеровской частоте. Кодовый номер НИСЗ позволяет удостовериться в приеме сигналов от нужного спутника. В каналах поиска и измерения используются кольца фазовой и частотной автоподстройки (см. гл, 8). В процессе обработки информации решается главная функциональная задача — определяются координаты (параметры движения) П.
При этом метки времени, переданные каждым из НИСЗ, уточняются с помощью временных поправок, учитывающих смещение данной спутниковой шкалы относительно системного времени. Учитываются также релятивистские смещения принимаемой частоты, обусловленные различием гравитационных потенциалов НИСЗ и П и сравнимостью их относительной скорости перемещения со скоростью света. В измерения вносятся поправки на влияние тропосферы и ионосферы. Эфемериды, относящиеся к ближайшей временной точке, экстраполируются на уточненные моменты проведения измерений.
Процедура решения навигационной задачи может строиться либо как задача первоначального определения координат и скоростных составляющих (при отсутствии априорной информации), либо как задача уточнения априорно известных величин. Статистическая обработка помогает сглаживанию случайных составляющих погрешностей. Все расчеты выполняет специализированная ЭВМ. Определенные координаты, скорости и поправки к бортовому времени либо вводятся в бортовой навигационный комплекс, либо непосредственно используются в процессе навигации или для решения иных прикладных задач. Прибор ориентации ло кунсу магнитомещ ы роггругки мсгобикпб /ганелг есплненнаи ,е батареи Панвж уголкобыг апти= несли» отрпаааелви пни пор ориеюпоции на Оемлю О-глемеитная антенна нобогацивннги аппаратуры приамная слабпнппробленная антенееа ННС ппребпющпя слпбснолрпблвнная антенна Кяс мобули нобигаципнныя лепебатиикпб Переса ющая ненрабленная антенно кяс 1.А.
СОВЕТСКАЯ СЕТЕВАЯ СПУТНИКОВАЯ РНС «ГЛОНАСС» Этапы создания системы. Сетевая СРНС «Глонасс» разрабаты- 70-е го ы на основе опыта создания и успешной валась в -е годы а». Были исатации советской низкоорбитной СРНС «Цикада». пользованы также результаты фундаментальных исслед . ' ований проблем высокоточного прогноза движения ИСЗ, учета релятивистско-г авитационных эффектов, повышения долговременной вистско-гр в стабильности квантовых генераторов, учета рефр кц р еф ак ии адиоволн в тропосфере и ионосфере, повышения достоверности передачи и обработки цифровой информации.
После проведения широкомасштабных теоретических, проектных, конструкторских и экспериментальных работ по созданию элементов системы началось ее планомерное развертывание. Первые ИСЗ серии «Глонасс» («Космос-1413», «Космос- ! 4! 4» и «Космос-! 415» [162] ) были выведены на орбиты 12 октяб я 1982 г. Далее с темпом 1 — 2 запуска в год продолоктя ря жалось наращивание сети ИСЗ. Выводимые н р уна о биты сп тники (рис. 1.3) использовались для отработки элементов и т ы СРНС, предназначенной прежде всего для обеспечеаж анской авиния местоопределения отечественных самолетов гра д ации и судов морского и рыболовного флотов. П .
е азвития спутниковых систем и устройств, средств наземного комплекса и аппаратуры потребителей эта систе. Передающая слабпнопрооленнея вгалюои ) антвинеп кяс стя Проемнпя анабпнапрпбленнпя пнлевннп кяр 24 Рис. 1.З Общий виа ИСЗ «Глонасс» е о а о к в "На конец февраля !993 г. сеть вклюяала !6 соутннков. 27 концу 1988 г. вышла на предэксплуатационный этап, имея сеть из шести эксплуатационных НИСЗ. Первая фаза следующего. эксплуатационного, этапа !187! завершилась в 1991 г, созданием ограниченной сети нз 12 спутников, что позволяет проводить практически непрерывные глобальные двухкоордипатные местоопределения и дискретные глобальные трехкоординатные местоопределения. К !995 г.
планируется закончить вторую фазу эксплуатационного этапа; развить сеть до 24 ИСЗ (включая три резервных), что обеспечит глобальные непрерывные трехкоординатные местоопределения*. После этого система перейдет в фазу нормальной (штатной) эксплуатации и последующие запуски ИСЗ на орбиты будут производиться при необходимости восполнения сети спутников, оказавшейся недостаточной из-за выработки каким-либо из них своего ресурса или оказавшегося внезапно неработоспособным.
Программа ввода системы «Глонасс» в постоянную эксплуатацию предполагает ее международное использование совместно с американской системой «Навстар». Соответствующие предложения были внесены 09.05.88 г. советскими представителями в Международную организацию гражданской авиации (1САО), причем одновременно были сообщены все технические характеристики системы «Глонасс», необходимые для производства и эксплуатации ее аппаратуры потребитслей [190, 214). Структура системы.
Структура системы «Глонасс» (рис. 1.4) соответствует рассмотренной общей структурной схеме спутниковой РНС (см. рис. 1.! ). В ее состав входят: орбитальная группировка (навигационные ИСЗ), наземные средства управления, слежения и контроля (КИК), навигационная аппаратура потребителей (потребители) и средства развертывания и восполнения системы (космодром). Орбитальной группировкой считается та рабочая группа спутников, которая используется в конкретном навигационном сеансе, являясь частью всей сети НИСЗ.
Из средств КИК показаны: станции контроля, которые ведут траекторные и временные измерения в интересах определения и прогнозирования пространственного положения спутников и расхождения их шкал времени с временной шкалой системы, а также собирают телеметрическую информацию о состоянии бортовых систем; де~яр управления системой, собирающий информацию от контрольных станций, формирующий массив служебной информации (альманах, эфемериды, частотно-времен. ные поправки), программу управления бортовыми средствами и разовые команды управления; станция управления, закладывающая в бортовое запоминающее устройство служебную информацию и программу управления, а также ведущая оперативное управление работой бортовых средств каждого из спутников.
Рис. ! 5 Сеть спутников системы «Глонасс» на начальном этапе эксплуатации (а) и после полного раэвертывания (6! В качестве потребителей показаны транспортные средства— самолеты, суда, автомобили, однако их набор может быть расширен за счет иных воздушных, морских и сухопутных объектов. Из рис. 1.4 видно, что стартовыс' средства космодрома обес. почивают вывод на орбиты спутников при первоначальном развертывании сети НИСЗ и при ес восполнении. Орбитальная структура системы «Глонасс» (ес баллистичсская структура) характеризуется следующими параметрами: тип орбиты — круговая, высота ! 9 ! 00 км; период обращения ! 1 ч 15 мин, наклонение плоскости орбиты 64,8'. На первой фазе эксплуатационного этапа на двух орбитах будут располагаться до !2 спутников, по шесть на каждой (рис.
!.5, а). После полного развертывания системы 24 НИСЗ будут размещаться на трех орбитах, сдвинутых по экватору на 120", по восемь спутников на каждой из них (рис. 1.5, б) Н авигационный сигнал. Способ раздслсння сигналов, излучаемых различными спутниками системы «Глонасс», — частотный. Сигналы спутников идентифицируются по значению номинала их несущей частоты, лежащсй в отвсденной полосе частот, Предусмотрены две частотные полосы (1=1,2) в диапазонах 51 и т'ь Номиналы частот формируются по общему правилу (,=) +(й),, ( !.1 ) где );г — номиналы литерных частот, Бп — псрвая литерная частота, гэ(; — интсрвал.мсжду литерными частотами, г'=О, 1, 2,, 24 номера литеров в каждом из диапазонов.
Для частот вблизи !600 МГц (диапазон !.~) (пг=1602 МГц, (х(~=0,5625 МГц. Для частот вблизи 1240 МГц (диапачон йэ) (лп = 1246 М Г ц, т'г (е = 0,4375 МГ ц. Литер 1=0 потребителями нс используется и предназначен для проверки резервных НИСЗ при восполнении орбитальной группировки. Распределение остальных литерных частот среди функ|(ионирующих НИСЗ задается альлганахом, передаваемым в кадре служебной информации. Таким образом, частотная полоса рабочих сигналов системы в диапазоне Е~ составит 1602,5625...! 615,5000 МГц, а частотная полоса в диапазоне 1.е — - 1246,4375...1256,9375 МГц, Каждый НИСЗ системы «Глонасс» излучает радиосигналы в обоих диапазонах для реализации двухчастотного способа исключения ионосферной погрешности измерений навигационных параметров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
