Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Для когерентности этих сигналов они формируются от общего эталонного генератора при соблюдении отношения рабочих частот )ь(') и = 7г'9. Для массовых потребителей системы «Глонасс» все НИСЗ излучают радиосигналы, модулированные дальномерным кодом и служебной информацией, только в диапазоне (.о Наряду с этим по радиолиниям в диапазонах (.~ и с.э передаются также радиосигналы, модулированные специальным кодом (аналогичным коду Р системы «Навстар»), не предназначснныс для международного использования. При навигационных определениях с использованием этого кода исключаются ионосфсрныс погрешности.
Однако и массовые потребители способны бороться с ионосфсрными погрсшностями, хотя их дальномерный код не излучается в диапазоне (.ь Для этого следует во втором диапазоне реализовать бсскодовый способ приема сигналов. Энергетика системы характеризуется эффективной мощностью излучаемого сигнала, которая в направлении на центр Земли равна 25 дБВт, а при углах ~15' от направления на центр Земли — 27 дБВт. Учитывая, что угловос положение и удаленность используемых в данном ссансе спутников от потребителя неодинаковы.
мощность сигнала в точке приема на изотропную антенну составляет — 156,. — 161 дБВт. Считается, что потери на пути распространения сигналов составляют — ! 84 дБ. Излучаемые сигналы имею~ круговую црнвостороннюю поляризацию. Навигационное сообщение передается в виде потока цифровой информации со скоростью 50 символов в секунду. Применяется фазовая манипуляция несущей дальномерным пссвдошумовым кодом, период повторсния которого составляет ! мс при символьной частоте 51! кГц, так что за один период повторения формируется 5!1 символов Подробнее структура сигнала системы «Глонасс» анализируется в гл.
4. Служебная информация, содержащаяся в навигационном сигнале, включает оперативную н нсопсративную части. Оперативная информация относится к характеристикам того спутника, в сигнал которого она заложена; нсоперативная .— к характеристикам системы в целом. Важно, что несущая часгота, дальномерный код и элементы служебной информации формируются от общего бортового эталона частоты рэ Оперативная информация содержит: эфемериды спутника — три координаты, три составляюгцие скорости и три сосгавляющие ускорения, обусловленные притяжением Солнца и Луны, на определенный момент времени; оцифровку меток времени спутника; сдвиг шкалы времени спутника относительно шкалы времени системы; относительное отличие несущей частоты излучаемого радиосигнала от опорной частоты центрального хранителя времени.
Неоперативную информацию образует альманах системы, содержащий; параметры орбит всех спутников системы; округленные значения сдвигов шкалы времени каждого спутника относительно шкалы времени системы; поправки к шкале времени системы относительно шкалы ()ТС (5П); признак работоспособности всех 24 спутников системы. Г1олный объем оперативной и неоперативной информации скомпонован в виде суперкадра длительностью 2,5 мин (рис.
1.6). Суперкадр состоит из 5 кадров по 30 с каждый, причем кадр содержит !5 строк. Длительность каждой строки 2 с, из них первые 85 дв. ед., занимающие 1,7 с, отведены для цифровой информации, передаваемой кодом Хэмминга, а последние 0,3 с предоставлены для передачи метки времени (МВ).
Рис. !.6. Ггруктура суперкадра наииганионного сигнала системы «Глонасс» ЗО В каждом кадре оперативная информация, относящаяся к данному спутнику, занимает первые четыре строки, остальные строки с 5-й по 15-ю отведены для неоперативной информации, касающейся системы в целом и очередной группы из пяти НИСЗ (в последнем кадре — из четырех НИСЗ).
Таким образом, полный объем альманаха можно набрать, приняв один суперкадр по сигналу какого-либо спутника, т. е. за 2,5 мин Более подробно структура кадров с разъяснением смыслового содержания передаваемой информации будет дана в гл. 10. Аппаратура потребителей.
В качестве навигационной аппаратуры потребителей в системс «Глонасс» в настоящее время используется авиационная аппаратура АСН-16 и морская аппаратура «Шкипер», а также готовятся к применению новые модификации АП. В связи с предложением правительственных органов о передаче СРНС <Глонасс» в международное пользование должны появиться модификации АГ1, предназначенные для работы одновременно и по системе «Глонасс», и по системе «Навстар».
Такая АП будет создаваться в нашей и в других странах как на национальной основе, так и на основе международного сотрудничества различных фирм. Первая советская модификация такой объединенной АП вЂ” авиационное устройство «АСН-21» [210). Аппаратурой потребителей системы «Глонасс» в навигационном сеансе проводятся беззапросные измерения псевдодальности и радиальной псевдоскорости минимум до четырех НИСЗ (при решении плоскостной задачи — до трех), причем в зависимости от числа каналов прием сигналов от различных НИСЗ проводится либо одновременно, либо последовательно во времени. По результатам измерения радионавигационных параметров и по извлеченной из кадра служебной информации определяются пространственные (плоскостные) координаты П, составляющие его скорости движения и поправка местной шкалы времени (ШВ) к системной ШВ «Глонасс». На этой основе рассчитываются различные навигационные величины, необходимые для воздушной и морской навигации (пройденное расстояние, оставшееся расстояние до поворотного пункта маршрута (Г!ПМ), оставшееся время до прибытия в ППМ, рекомендуемый курс следования, коммерческие задачи и т.
и,). Г1одробнее об АП «Глонасс» можно прочитать в гл. 9. Радионавигационное поле. Полностью развернутая система «Глонасс», .сеть которой содержит 24 НИСЗ (включая три резервных), образует географически непрерывное радионавигационное поле с возможностью навигационных определений (НО) в любой момент времени. Точность определения координат оценивается погрешностью (предельной) порядка 100 м, точность определения составляющих скорости !5 см/с.
Аналогичная поз! грешность временной привязки ! мкс, То зки мкс. Точное ные характ ри«лонасс» могут быть зна и использовании ифф значительно улучшены при нии дифференциального ежима н ( б 20! На первой фазе развития системы, ког а чена наличием всего !2 когда сеть ее ограни- географически глобал спутников, зона ей а ьной, а составит лишь оп е е д . ствия не будет от полной поверхности 3 . Пр м во . сти емли.
При этом во . МО б натного (для которого треб ется п ивг удут предпочтительнее, нежели морскими судами рабочее сочв НИСЗ м рать из большего чи созвездие можно будет выбио числа спутников, так как с на высоту горизонт П ра к с подъемом б олее благоприятные условия. расширяется, и это соз ае д ет для них Поэтом на пе у рной фазе развития системы п ри 12 спутнинах относи- ности 3 м е ли! может характернзов' ния системой «Глонасс» (в он шн от выше 50' пл плоско««наги копра н: нп... о ше ' при определении пл с траиствениых ноордкнат: 60..
92 о' ов; . »8 для мо ских с о, судов; но для самолетов, 55.,90 он» для морских для широт ниже 50' при оп еделеиии и для ши ' ! р, ии плоскостных коордии т. 88...98 9' Р пределе"нн прог«ран«твен о для морских судов; п и о ат. „для самолетов; 23.. 50 е' з е кани«-то районах к пере ыв негло альность рабочей обч. .
асти системы приводит в рывам в навиганиониых сеаи графичесиим широтам и по высоте П. Если сеть п н сли сеть имеет 12 НИС3, то прн га ионных сеаи~ы ыоб б с« ти максиматьные перерггаы пе не удет. В более низ и. не превысят для судов 3 ч, а для самолеПо мее а р дальнейшего наращивания сети НИСЗ ниониых сеансах в каждо развертывании сети снеге ' Г м из районов б д т со ма « лонасс» янится для у,у кращаться, и при полн ом бальаым по пространству и любых потребителей глоточных иавнгапионно.време и непрерывным по в ем нных определений. р меии средством высоно- СС НИС Нпмаяды, ираенпмр-' ные ианереноя„теяе- СССИ НСТ( Рис 1.7.
СтРУктУРа спУгниковой РНС «Навстар» Структура системы «Навстар» иллюстрируется рис ! 7. В его верхней част е" части показано используемое созвездие Н о-изме- внизу справа изо р б ажены средства наземного команднрительного комплекса, а слева представлены возможные потребители навигационно-временной инф р~~~ы.
С НИСЗ пе аоначально предполагалось построить из еть п р ий пе ешли спутников, однако з ко затем из экономических соображен р ® о Нспспы енсе сапдеп ип яуса чодигацопнныг Есмгв согнаны, спумедмтя иядгармация опдогацопнные сигналы спужедная инрссмаииЯ, теягнетроя, сигналы пдратяпи сдяги ЕИВ Служедяая инфсрмацоя 1.Т. АМЕРИКАНСКАЯ СЕТЕВАЯ СПУТНИКОВАЯ РН С «НАВСТАР» Сетевая спутниковая РНС «Навста» в н «австар» (в настоящее время ча- Г 70 разрабатывалась так же, как атации низкоорбитной СРНС Т д на основе предшеств ю ег риментального сгрст Н о" « ранзит».
Зап ск пе серии «Навстар» состоялся в !978 г., г. эта спутниковая система п но с системо Г й «лонасс» вступила в п е эк а практически одновремен- своего развития, р дэксплуатационную фазу я, располагая сетью из семи НИ увеличилась до (6 НИСЗ П едполаг состава к (995 г., редполагается развить ее до полного г., после чего перейти к но использованию.
р. ормальному штатному Рис 1.8 Полностью разверну~ая сеть спутников системы «Навсгар» 32 2 3»«. 1«»г таили т оотууиьуьт зароете 7У 7ост гау' гг' 77 туг' гуг' 7зу' зп' угретое уооеотдекуе уескоуящеео узла Рис. 69. План распределения спутников «Навстар» по плоско- стям к усеченному варианту из !8 рабочих и 3 резервных спутников. Такая сеть не гарантирует глобальных трехкоординатных высокоточных НО в любой момент времени. Особенностью сети является размещение спутников на шести орбитах, по три-четыре спутника на каждой. Представление о 21-спутниковой сети «Навстар» дает рис. 1.8, из которого можно понять, что шесть круговых орбит высотой около 20 000 км распределены своими узлами равномерно в экваториальной плоскости.
К 1991 г. от усеченного варианта вернулись к 24-спутниковой сети с включением в нее трех резервных НИСЗ. План такой полностью развитой сети НИСЗ показан на рис. 1.9, где видно, что в каждой плоскости всего по четыре спутника, причем в первой, третьей и пятой плоскостях установлено по одному резервному спутнику, подготовленному к переводу при необходимости в рабочий режим [226). Каждый спутник системы излучает два кода: легко обнаруживаемый С/А, предназначенный для гражданских потребителей, и защищенный Р, используемый военными потребителями. Оба кода передаются на общей частоте /~=1575,42 МГц (длина волны )с, =19 см), но двумя несугцими, сдвинутыми на л/2 для удобства их разделения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
