Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1142025), страница 54
Текст из файла (страница 54)
9.4 [1.5]. Таблица 9.4. Точностные характеристики СРНС ГЛОНАСС, гарантируемые разработчиком В отличие от системы бРБ, в СРНС ГЛОНАСС не предполагается использования каких-либо методов загрубления точности (режим селективного доступа в бРЯ). Кроме того, Россия принимает все меры для обеспечения целостности и надежности обслуживания и полагает, что она будет в состоянии представить уведомление по крайней мере за б лет до прекращения обслуживания. Система ГЛОНАСС с полностью развернутой группировкой НС характеризуется вероятностью обеспечения навигационных определений не хуже 0,947 в непрерывном навигационном поле с точностью, указанной в табл.
9.4 (в Российском радионавигационном плане 1994 г. [9.5] приведены несколько отличающиеся данные; точностные характеристики определения плановых координат, высоты и времени (1 ст) равны соответственно 30 м, 30 м и 1 мкс, а доступность системы — 0,98). Значение НРОР в этом случае для 93 % потребителей будет менее двух. 354 Общие сведение о СРНС ГЛОНАСС Расчетный ресурс спутников «Глонасс» первой модификации составлял не менее трех лет. Запускаемые в настоящее время НС «Глонасс-М» имеют ресурс не менее 5 лет, что позволяет повысить надежность системы в целом.
За счет использования на НС «Глонасс-М» технологии межспутниковых измерений значительно повысится время автономной работы орбитальной группировки и другие ее характеристики. Точностные характеристики определения плановых координат, высоты и времени (1о ) составят соответственно 10 м, 10 м и десятки наносекунд (более подробно о «Глонасс-М» см. гл. 11).
9.3. Система координат, используемая в СРНС ГЛОНАСС Эфемеридная информация, передаваемая потребителям ГЛОНАСС в составе служебной информации конкретного НС, содержит координаты фазового центра передающей антенны данного НС в геоцентрической системе координат ПЗ-90 (см. гл. 3). Эта система координат, как и принятая в СРНС ОРИ система координат %ОБ-84 18.11, является декартовой системой координат, связанной с Землей, т.е. ее центр «О» находится в центре масс Земли, ось ОУ направлена к Северному полюсу, плоскость ХОУ лежит в плоскости экватора, о ось ОХ лежит в плоскости Гринвичского меридиана. До 1993 г.
в СРНС ГЛОНАСС использовалась система координат СГС-85 19.6~. Несмотря на схожесть систем координат ПЗ-90 (ОХИ) и %ОБ-84 (АУЛР), они различаются в некоторых важных параметрах. Принято сводить эти различия к некоторому повороту системы относительно оси У или У и смещению начала координат (рис. 9.1). Рис.
9.1. Системы координат П3-90, %08-84 Соотношения, характеризующие переход от координат в системе ПЗ-90 к системе %бЯ-84, можно представить в виде 19.1~ 355 Глава 9 О 1 -3 10 О 0 4310 1 0 4м 0 0 1 1 -3,1998 10 4-1,6968 10 +3,1998 10 ~ 1 0 -1,6968 10 0 1 -141 У + г СК-42 — 80 ПЗ-90 Преобразование координат из референцной системы СК-95 в систему ПЗ вЂ” 90 25,0 — 130,94 — 81,76 ПЗ-90 СК-95 Преобразование координат из системы координат %08 — 84 в систему ПЗ вЂ” 90 1 +0,9696 10 в 0 -0,9696 10 ~ 1 0 1,10 0,30 .
0,90 =(14-0,12 10 ~) У + г 5908-84 0 0 1 ПЗ-90 356 Смещение координат точки на земной поверхности в двух указанных системах координат оценивается по результатам измерений как не превышающее 15 м (в среднем 5 м). В 2008 году в системе ГЛОНАСС была введена модернизированная версия системы координат: ПЗ-90.02 (Распоряжение Правительства РФ от 20.06.07 № 797/Р). При модернизации общеземной системы координат ПЗ вЂ” 90 были максимально использованы данные об установлении общеземных систем координат, полученные отечественными и международными научными организациями из многолетних наблюдений искусственных спутников Земли и космических объектов.
На основании этих данных в модернизированной системе координат ПЗ вЂ” 90.02 изменены долготная ориентировка и линейный масштаб. Они приближены к значениям, принятым в системе координат Международной земной сети (1ТЙР). Ниже приведены формулы преобразований между различными системами координат (значения координат даны в метрах). Преобразование координат из референцной системы СК-42 в систему ПЗ вЂ” 90 Общие сведение о СРНС ГЛОНАСС Преобразование координат из системы координат !ТКИ вЂ” 2000 в систему ПЗ вЂ” 90.02 0,36 — 0,08 2 г — 0,18 Пз-90.02 1ткг — 2000 Преобразование координат из системы ПЗ вЂ” 90 в систему ПЗ вЂ” 90.02 ! -0,6303 10 0 =(1 — 0,22 10 ) +0,6303 ° 1О 1 0 — 1,07 у + — 003. 0 1 г ПЗ-90 0,02 ПЗ-90.02 Обратное преобразование координат из системы ПЗ вЂ” 90.02 в систему ПЗ вЂ” 90 1 +0,6303 10 0 — 0,6303 10 ~ 1 0 0 0 1 — 1,07 -0,03 .
0,02 =(1»0,22 10 в) у + г ПЗ-90.02 ПЗ-90 9.4. Частотно-временное обеспечение. Шкалы времени системы ГЛОНАСС 357 Частотно-временное обеспечение реализуется системой синхронизации ГЛОНАСС, которая обеспечивает формирование единой системной шкалы времени, синхронизацию бортовых шкал времени каждого НС с СШВ, расчет частотно-временных поправок, определение расхождения СШВ относительно шкалы Государственного эталона координированного всемирного времени УТС 18П), расчет поправок БШВ к СШВ, закладку поправок на борт НС !дважды в сутки) для передачи их потребителям в составе навигационного сообщения. !Общие сведения о единицах мер времени, системах отсчета и шкалах времени приведены в гл.
2.). Система синхронизации включает в свой состав [1.31: 1. Цезиевые БЭВЧ НС, обеспечивающие формирование и хранение БШВ НС. Суточная относительная нестабильность частоты составляет 5.10 'з для НС «Глонасс» и 1 10 'з для НС «Глонасс-М». Точность взаимной синхронизации бортовых шкал времени НС «Глонасс» составляет 20 нс !!о. ), а спутников «Глонасс-М» — 8 нс. Глава 9 2. центральный синхронизатор (цС) системы, обеспечивающий формирование СШВ с помощью водородных стандартов частоты с суточной нестабильностью частоты не хуже 1...5 1О и относительной нестабильностью частоты — 14 не хуже 1.10 'з.
Для системы ОРИ эти параметры имеют значения 3.10 ' и 1 10 '2 соответственно (для одного из этапов использования системы). 3. Аппаратуру привязки, обеспечивающую определение расхождения СШВ и 11ТС(Я!), которое не должно превышать 1 мс (1 сг). Погрешность привязки этих шкал не должна превышать 1 мкс (1 о.). 4. Систему контроля фаз (СКФ), осуществляющую активные и пассивные измерения дальности до всех НС и передачу результатов измерений на центр управления системой (ЦУС) для сверки БШВ и СШВ. 5.
Контрольные станции, обеспечивающие контроль и управление БШВ и передачу ЧВП на НС. 6. Программные средства вычислителей ЦУС, обеспечивающие согласованную работу подсистем, периодическое определение ухода БШВ относительно СШВ, расчет и прогнозирование ЧВП для НС. При этом учитываются влияние релятивистских и гравитационных эффектов на формирование БШВ (см. п. 7.4). Частотно-временные поправки рассчитываются на каждом витке НС и закладываются на борт НС два раза в сутки. ЧВП представляют собой два параметра линейной аппроксимации смещения БШВ относительно СШВ (см.
и. 7.7), при этом погрешность прогноза БШВ на 12 ч составляет в среднем 14 нс. В НС «Глонасс-М» используются более стабильные цезиевые стандарты частоты, которые обеспечивают погрешность прогноза БШВ на 12 ч, равную 5 нс. Шкала системного времени ГЛОНАСС корректируется одновременно с плановой коррекцией на целое число секунд шкалы Координированного всемирного времени 1!ТС. Коррекция шкалы 1!ТС на +1с проводится Международным бюро времени (В1Н/В1РМ) по рекомендации Международной службы вращения Земли (1ЕКЯ).
Коррекция шкалы 1!ТС производится, как правило, с периодичностью один раз в год (в полтора года) в конце одного из кварталов: в 00 ч 00 мин 00 с в полночь с 31 декабря на 1 января — 1-й квартал (или с 31 марта на 1 апреля — 2-й квартал, с 30 июня на 1 июля — 3-й квартал, с 30 сентября на 1 октября — 4-й квартал) и осуществляется одновременно всеми пользователями, воспроизводящими или использующими шкалу (1ТС.
Следовательно, между СШВ ГЛОНАСС и 13ТС (Я!) не существует сдвига на целое число секунд. Благодаря этому сокращается объем информации при передаче потребителям величины расхождения СШВ и 1!ТС(Я1). Между системным временем ГЛОНАСС и 1)ТС(Я1) существует постоянный сдвиг на целое число часов, обусловленный особенностями функционирования ПКУ: гглод сс —— 1!ТС(Я1) + 03 ч 00 мин. 358 Общие сведение о СРНС ГЛОНАСС В перспективе предполагается снизить погрешность взаимной синхронизации фаз сигналов НС до 15 нс за 24 ч, а также провести согласование СШВ ОРЯ и ГЛОНАСС.
Согласование этих ШВ основывается на высоких характеристиках шкалы УТС (Я1) [8.10~. Спутники «Глонасс-М» передают два коэффициента (В1 и В2) для перехода к шкале всемирного времени УТ1 (см. п. 2.2) и поправку торя для перехода к шкале времени системы ОРБ. Точность определения поправки торя не хуже 30 нс (СКО). Литература 9.1. 1СО-ОРЯ-2000. 9.2. Шебшаевич В.
С. Этапы становления и проблемы развития спутниковых РНС в СССР// Вопросы радиоэлектроники. Сер. ОВР, вып. 8, 1991. 9.3. вюв.д1опавя-сеп1ег.гн (Интернет). 9.4. Письмо министра транспорта РФ Президенту Совета ИКАО/ Компьютерный бюллетень ВВЯ КНИЦ ВКС РФ. 9.5. Российский радионавигационный план. — М.: НТЦ «Интернавигация», 1994. 9.6. Характеристики системы ГЛОНАСС: качество измерений и функционирование системы/ Пер. П. Мишра и др. 10М ОРИ-96. Компьютерный бюллетень ВВЯ КНИЦ ВКС РФ. 359 Глава 10 Глава 10 НАЗЕМНЫЙ СЕГМЕНТ ПОДСИСТЕМА КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ 10.1.
Назначение и состав подсистемы контроля и управления 10.1.1. Общие сведения Наземный сегмент СРНС ГЛОНАСС вЂ” подсистема контроля и управления, предназначенная для контроля правильности функционирования, управления и информационного обеспечения сети спутников системы и состоящая из следующих взаимосвязанных стационарных элементов 11.3, 9.3, 10.Ц: центра управления системой ГЛОНАСС; центрального синхронизатора; контрольных станций (КС); системы контроля фаз; квантово-оптических станций (КОС); аппаратуры контроля поля (АКП).
Схема наземного сегмента ГЛОНАСС приведена на рис. 10.1. и - измерения — -и - команды — - время — — — — — -н - телеметрия — — - - — — - -и - измерения Рис. 10.1. Схема наземного сегмента с направлением движения потоков информации Наземный сегмент выполняет следующие функции: проведение траекторных измерений для определения, прогнозирования и непрерывного уточнения параметров орбит всех НС; временные измерения для определения расхождения бортовых шкал времени всех НС с системной шкалой времени ГЛОНАСС, синхронизация шкал времени НС с временной шкалой центрального синхронизатора и службы единого времени путем фазирования и коррекции БШВ НС; формирование массива служебной информации (навигационных сообщений), содержащего спрогнозированные эфемериды, альманах и поправки к бортовой шкале времени каждого НС и другие данные, необходимые для формирования навигационных кадров; 360 Наземный сегмент (подсистема контроля и управления) передача (закладка) массива служебной информации в память ЭВМ каждого НС и контроль за его прохождением; контроль по телеметрическим каналам за работой бортовых систем НС и диагностика их состояния; контроль информации в навигационных сообщениях НС, прием сигнала вызова ПКУ; управление полетом НС и работой их бортовых систем путем выдачи на спутники временных программ и команд управления; контроль прохождения этих данных; контроль характеристик навигационного поля; определение сдвига фазы дальномерного навигационного сигнала НС по отношению к фазе сигнала центрального синхронизатора; планирование работы всех технических средств ПКУ, автоматизированная обработка и передача данных между элементами ПКУ.
В автоматизированном режиме решаются практически все основные задачи управления НС и контроля навигационного поля. ,'Подсистема связи, Реэервиыб ~ с абоиеитами КС , 'травт связи а) Г Группа общего оперативного управления АРМ адмииистратора базы даидыя Сервер печати Рис. 10.2. Схемы локальной вычислительных сетей ЦУС (а) и КС ® 361 Глава 10 С использованием специального математического обеспечения в сетях ЭВМ решаются следующие задачи ~10.2, а, б): планирование работы ПКУ с НС и формирование программы работы для средств ЦУС и других элементов; расчет баллистической информации для планирования и управления НС; командно - программной информации; обработка телеметрической информации; контроль навигационного поля; обработка траекторных измерений и прогнозирование пространственного положения НС и расхождение их шкал времени с временной шкалой системы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
