Интерфейсный контрольный документ ГЛОНАСС (1141991), страница 2
Текст из файла (страница 2)
ТРЕБОВАНИЯВ данном разделе рассматриваются наиболее общие характеристикинавигационных сигналов, излучаемых НКА системы ГЛОНАСС, приводятсятребования, определяющие качество навигационных сигналов, и даетсяописание их структуры.3.1 Определение интерфейсаИнтерфейс между подсистемой космических аппаратов (ПКА) инавигационной аппаратурой потребителей НАП (АСН) состоит из радиолинийL-диапазона частот (см.
рис. 3.1).Каждый НКА модификаций «Глонасс» и «Глонасс-М» системы ГЛОНАССпередает навигационные радиосигналы на собственных частотах в двухчастотных поддиапазонах. НКА, находящиеся в противоположных точкахорбитальной плоскости (антиподные НКА), могут передавать навигационныерадиосигналы на одинаковых частотах.НКА модификации «Глонасс» в поддиапазоне L1 излучаютнавигационные сигналы 2-х типов: сигнал стандартной точности (СТ),доступный любым потребителям и сигнал высокой точности (ВТ), доступныйтолько специальным потребителям, а в поддиапазоне L2 только один сигнал ВТ.НКА модификации «Глонасс-М» в поддиапазонах L1 и L2 излучаютнавигационные сигналы 2-х типов: СТ и ВТ.Сигнал ВТ модулирован специальным кодом и предназначен дляиспользования в интересах Министерства обороны Российской Федерации.Использование сигнала ВТ спецпотребителями должно быть согласовано сМинистерством обороны Российской Федерации.В настоящем документе рассматриваются структура и характеристикинавигационного радиосигнала СТ в поддиапазонах L1 и L2, передаваемого НКАмодификаций «Глонасс» и «Глонасс-М»3.2 Структура навигационных радиосигналовНавигационный радиосигнал, передаваемый каждым НКА системыГЛОНАСС на собственной несущей частоте в поддиапазонах L1 и L2, являетсямногокомпонентным фазоманипулированным сигналом.
Фазовая манипуляциянесущей осуществляется на π радиан с максимальной погрешностью не более±0,2 радиана.12Редакция 5.1 2008ИКД L1, L2 ГЛОНАССРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯФаза несущего колебания поддиапазона L1 передаваемого НКА «Глонасс»и фазы несущих колебаний поддиапазонов L1 и L2 передаваемого НКА«Глонасс-М» модулируется двоичной последовательностью, образованнойсуммированием по модулю два псевдослучайного (ПС) дальномерного кода,цифровой информации навигационного сообщения и вспомогательногоколебания типа меандр.Основой для формирования всех перечисленных компонентов сигналаявляется бортовой стандарт частоты.3.2.1 Дальномерный кодПсевдослучайныйдальномерныйкодпредставляетсобойпоследовательностьмаксимальнойдлинырегистрасдвига(Мпоследовательность) с периодом 1 мс и скоростью передачи символов511 кбит/с.3.2.2 Цифровая информацияЦифровая информация навигационного сообщения подразделяется наоперативную и неоперативную информацию.Оперативная информация относится к тому НКА, с борта которогопередается данный навигационный радиосигнал.
Неоперативная информация(альманах системы) относится ко всем НКА, входящим в состав ПКА.Цифровая информация передается со скоростью 50 бит/с.Состав и характеристики цифровой информации навигационногосообщения приведены в разделе 4.3.3 Описание интерфейса3.3.1 Характеристики навигационного радиосигнала3.3.1.1 Частотный планНоминальные значения несущих частот навигационных радиосигналовНКА «Глонасс» в частотных поддиапазонах L1 и L2 определяются следующимивыражениями:13Редакция 5.1 2008ИКД L1, L2 ГЛОНАССРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯf K1 = f01 + КΔf1,f K2 = f02 + КΔf2, гдеК – номера несущих частот навигационных радиосигналов, излучаемыхНКА в частотных поддиапазонах L1 и L2, соответственно;Δf 1 = 562,5 кГц, для поддиапазона L1;f 01 = 1602 МГц;Δf 2 = 437,5 кГц, для поддиапазона L2.f 02 = 1246 МГц;Распределение номинальных значений несущих частот fK1 и fK2 пономерам К приведено в таблице 3.1.Распределение номеров К между НКА отображается в альманахе системы(неоперативная информация в навигационном сообщении - см.
параграф 4.5).Подсистема космических аппаратов (ПКА)Программноеобеспечениебортовой ЭВМНавигационныйкосмическийаппарат (НКА)L1, L2 – диапазоныПодсистемаконтроля иуправления (ПКУ)НавигационнаяаппаратурапотребителейРис. 3.1. Интерфейс НКА и НАП(АСН)Для каждого НКА рабочие частоты поддиапазонов L1 и L2 когерентны иформируются от общего стандарта частоты. Номинальное значение частотыэтого стандарта, с точки зрения наблюдателя, находящегося на поверхностиЗемли, равно 5,0 МГц.
Для компенсации релятивистских эффектов частота,формируемая бортовым стандартом частоты, с точки зрения наблюдателя,находящегося на НКА, смещена относительно 5,0 МГц на относительнуювеличину Δf/f = –4,36∗10-10 или Δf = –2,18∗10-3 Гц, то есть, равна14Редакция 5.1 2008ИКД L1, L2 ГЛОНАССРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ4,99999999782 МГц (величины даны для номинального значения высоты орбитыНКА, равного 19100 км).
Отношение рабочих частот L1 и L2, излучаемыхопределенным НКА составляет:fK2 / fK1 = 7/9Фактические значения несущих частот радиосигналов каждого НКА могутотличаться от номинальных значений fK на относительную величину, непревышающую ±2×10-11.Таблица 3.1 Распределение несущих частот поддиапазонов L1 и L2.№частотыНоминал частоты вподдиапазоне L1,МГц№частотыНоминал частоты вподдиапазоне L2,МГц06050403020100-01-02-03-04-05-06-071605,3751604,81251604,251603,68751603,1251602,56251602,01601,43751600,87501600,31251599,75001599,18751598,62501598,062506050403020100-01-02-03-04-05-06-071248,6251248,18751247,751247,31251246,8751246,43751246,01245,56251245,12501244,68751244,25001243,81251243,37501242,9375В соответствии с рекомендациями Международного Союза Электросвязи(МСЭ) в системе ГЛОНАСС предусмотрено изменение частотного диапазонадля сигнала стандартной точности с номеров частот К = 0...+24 на номераК=(-7...+6).15Редакция 5.1 2008ИКД L1, L2 ГЛОНАССРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯВсе НКА системы ГЛОНАСС, запускаемые после 2005 г.
будут использоватьномера частот К = (-7...+6).3.3.1.2 Корреляционные потериКорреляционные потери обусловлены неидеальностью модулятора иограничением спектра радиосигнала в передатчике навигационного сигнала. Длянавигационного сигнала стандартной точности корреляционные потерипренебрежимо малы.3.3.1.3 Фазовые шумы несущейСпектральная плотность фазовых шумов немодулированной несущейтакова, что схема слежения, имеющая одностороннюю шумовую полосу 10 Гц,обеспечивает точность слежения за фазой несущей частоты не хуже 0,1 радиан(среднеквадратическое значение).3.3.1.4 Нежелательные излученияУровень мощности нежелательных излучений от каждого НКА запределами полосы частот, отведенной для навигационных радиосигналовсистемы ГЛОНАСС(1598,0625…1605,375) МГц ± 0,511 МГц,(1242,9375…1248,625) МГц ± 0,511 МГц(см.
п. 3.3.1.1), ослаблен не менее, чем на 40 дБ относительно мощностинемодулированной несущей.НКА«Глонасс-М»оснащаетсяфильтрами,уменьшающиминежелательные излучения в диапазонах частот:(1610,6…1613,8) МГц;(1660,0…1670,0) МГц,До уровня, приведенного в Рекомендации МСЭ-R RA.769.НКА3.3.1.5 Внутрисистемные радиопомехи16Редакция 5.1 2008ИКД L1, L2 ГЛОНАССРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯВнутрисистемные радиопомехи определяются взаимокорреляционнымисвойствами используемого в составе навигационного радиосигналадальномерного ПС кода с учетом частотного разделения сигналов.
При приеменавигационного радиосигнала с литером частоты К = n, помехи, создаваемыерадиосигналом с номером частоты K = n-1 или K = n+1, ослаблены не менее, чемна 48 дБ относительно мощности радиосигнала с литером частоты К = n приусловии нахождения НКА, излучающих эти сигналы, в зоне видимости.3.3.1.6Мощностьпотребителемрадиосигналов,принимаемыхМощность радиосигнала, принимаемого потребителем от НКА «Глонасс»,на выходе приемной линейно поляризованной антенны с коэффициентомусиления +3 дБ и при угле места НКА более 5° составляет не менее минус 161дБВт для частот поддиапазона L1.Мощность радиосигнала, принимаемого потребителем от НКА«Глонасс-М», на выходе приемной линейно поляризованной антенны скоэффициентом усиления +3 дБ и при угле места НКА более 5° составляет неменее минус 161 дБВт для частот поддиапазонов L1 и L2.
Дополнительнаяинформация о мощности радиосигналов, принимаемых потребителем, приведенав Приложении 1.3.3.1.7 Групповая задержка навигационного радиосигнала вбортовой аппаратуре НКАГрупповая задержка навигационного радиосигнала в бортовой аппаратуреданного НКА определяется как задержка между излучаемым радиосигналом(измеряется в фазовом центре передающей антенны НКА) и выходным сигналомбортового стандарта частоты. Групповая задержка навигационногорадиосигнала в бортовой аппаратуре включает детерминированную инедетерминированную составляющие.Детерминированная составляющая групповой задержки радиосигнала неважна потребителю, поскольку не влияет на определение системного времени.Максимальное значение недетерминированной составляющей групповойзадержки навигационного радиосигнала в бортовой аппаратуре НКА «Глонасс»не превышает ±8 нс, для НКА «Глонасс-М» ± 2 нс.17Редакция 5.1 2008ИКД L1, L2 ГЛОНАССРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ3.3.1.8 Когерентность передаваемых НКА сигналовВсе составляющие передаваемого данным НКА навигационногорадиосигнала когерентно сформированы из частоты единого бортовогостандарта.3.3.1.9радиосигналаПоляризацияизлучаемогонавигационногоИзлучаемый каждым НКА системы ГЛОНАСС навигационныйрадиосигнал в поддиапазонах L1 и L2 имеет правую круговую поляризацию.Коэффициент эллиптичности по полю в секторе углов излучения ±19°относительно оси симметрии диаграммы направленности бортовой передающейантенны НКАне хуже 0,7 в поддиапазоне L1;не хуже 0,7 в поддиапазоне L2.3.3.2ХарактеристикипоследовательностимодулирующейМодулирующая последовательность, используемая при формированиисигналов стандартной точности для модуляции несущих частот поддиапазоновL1 и L2 для НКА «Глонасс» и НКА «Глонасс-М», образуется сложением помодулю два трех двоичных сигналов:- псевдослучайного дальномерного кода, передаваемого со скоростью511 кбит/с;- навигационного сообщения, передаваемого со скоростью 50 бит/с;- вспомогательного меандрового колебания, передаваемого со скоростью100 бит/с.Данные последовательности используется для модуляции несущих частотподдиапазонов L1 и L2 при формировании сигналов стандартной точности.3.3.2.1 Формирование ПС дальномерного кодаПС дальномерный код представляет собой ПС последовательностьмаксимальной длины регистра сдвига с периодом повторения 1 мс и скоростьюпередачи символов 511 кбит/с.18Редакция 5.1 2008ИКД L1, L2 ГЛОНАССРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯПС дальномерный код снимается с 7-го разряда 9-ти разрядного регистрасдвига.
Код начального состояния регистра сдвига соответствует наличию "1" вовсех разрядах регистра. Начальным символом в периоде ПС дальномерного кодаявляется 1-ый символ в группе 111111100, повторяющийся через 1 мс.Образующий полином, соответствующий регистру сдвига, формирующему ПСдальномерный код, имеет следующий вид (см. рис.
3.2):G(х) = 1 + х5 + х9Упрощенная структурная схема формирования ПС дальномерного кода исинхроимпульсов для навигационного радиосигнала приведена на рис. 3.3.3.3.2.2 Формирование навигационного сообщенияИнформация навигационного сообщения, формируется в виде непрерывноследующих строк длительностью 2 с. В первой части каждой строки в течение1,7 с передается информация навигационного сообщения. Во второй частикаждой строки в течение 0,3 с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
