Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1142025), страница 62
Текст из файла (страница 62)
1 . В НС «Глонасс-М» дополнительно передается следующая информация. Слово гбрв — поправка на расхождение системных шкал времени БРЪ(Тор~ ) и ГЛОНАСС ( Тглон„сс ) в соответствии с выражением ~аж Тглонлсс = ~Т+ 'сл ° где йТ вЂ” целая часть, а гор~ — дробная часть расхождения шкал времени, выраженного в секундах. Целая часть расхохсдения ЬТ определяется потребителем из навигационного сообщения системы ОРИ. Слово У4 — номер четырехлетнего периода, первый год первого четырехлетия соответствует 1996 году.
Слово ̄— признак модификации п НС; «00» — «Глонасс», «01»вЂ” А <и лонасс-М». Слова В1и В2 — коэффициенты линейного полинома для определения величины МЗТ1 расхождения всемирного (ЗТ1 (время Гринвичского меридиана с учетом движения полюса) и координированного времени УТС(Я.1) государственного стандарта Российской Федерации: зУТ1 = (1Т1 - ИТС(Щ. Слово В1 — величина М1Т1 на начало суток с номером Ж", измеряется в секундах. Слово В2 — скорость изменения параметра М1Т1, измеряется в секундах за средние солнечные сутки (с/ссс): М~Т1 = В1 + В2Ят — Н) Слово КР— признак ожидаемой секундной коррекции шкалы 13ТС на величину+1 с, как показано в табл.
11.6. Таблица 11.6. Значения слова КР Признак КР помещается в навигационный кадр не позднее, чем за 8 недель до проведения коррекции, Однако решение о предстоящей коррекции может быть принято раньше, чем за 8 недель. Поэтому с начала квартала до принятия решения передается признак 10 (решение еще не принято), а после принятия решения передается один из трех перечисленных признаков. 399 Глава 11 Если потребитель определяет дальность до НС и радиальную составляющую скорости НС на основе передаваемой неоперативной информации, то погрешности измерений соответствующим образом зависят от «возраста» этих данных: 1 10 20 возраст НИ, сут погрешность определения (1ст): дальности, км .
радиальной скорости, м/с ...... 0,83 2 3,3 0,33 0,7 4,2 11.4.4. Резервные разряды в суперкадре Дальнейшая совершенствование передаваемых навигационных сообщений в системе ГЛОНАСС может проводится с учетом имеющегося резерва в массиве данных. Он представляет собой запасные разряды в соответствующих строках суперкадра служебной информации. Номера этих строк и разрядов показаны в табл. 11.7. Таблица 11.7.
Резервные разряды 11.4.5. Контроль достоверности навигационных данных Проверка качества навигационных данных может осуществляться различными способами. Рассмотрим способ, заключающийся в контроле достоверности данных, передаваемых в каждой строке. Он основывается на известных свойствах кода Хэмминга и заключается в обнаружении и исправлении одиночных ошибок (неправильный прием одного разряда строки), а также в обнаружении двойных и большего четного числа ошибок. Как известно, каждая строка представляет собой 85-разрядный код, где старшие 77 разрядов содержат информационные символы, а младшие 8 разрядов — проверочные. Для исправления однократных ошибок в вычислителе формируются по определенному закону 15.8— 5.91 контрольные суммы С, (1 = 1 ... 7), а для обнаружения двукратных и большего четного числа ошибок формируется общая контрольная сумма С .
Путем обработки этих сумм по соответствующему правилу принимается решение о нали- 400 Подсистема космических аппаратов чии или отсутствии ошибок и их исправление. Более подробно алгоритм провер- ки достоверности информации в строке описан в (1.31. 11.5. Контроль целостности СРНС ГЛОНАСС Контроль целостности радионавигационного поля СРНС заключается в контроле качества излучаемых НС навигационных радиосигналов и качества передаваемой ими навигационной информации с целью поддержания высокой достоверности навигационных измерений и/или предупреждения потребителей о состоянии системы. Известно несколько способов контроля целостности.
Кратко рассмотрим некоторые из них применительно к системе ГЛОНАСС. Самоконтроль бортовых систем НС. На спутниках системы ГЛОНАСС осуществляется непрерывный автономный контроль (само-контроль) функционирования основных бортовых систем. При обнаружении непарируемых нарушений нормального функционирования этих систем, влияющих на качество излучаемого спутником навигационного радиосигнала и достоверность передаваемого навигационного сообщения, на спутнике формируется признак его неисправности, который передается потребителю системы в составе оперативной информации навигационного сообщения. Дискретность передачи такого признака составляет 30 с. Максимальная задержка от момента обнаружения неисправности до момента передачи соответствующего признака не превышает 1 мин.
В НС «Глонасс-М» предусмотрено уменьшение данной задержки до 10 с за счет введения признака 1„и увеличения оперативности изменения признака В„. Недостатки этого канала контроля заключаются в его неполноте. Например, средства самоконтроля рассчитаны на обнаружение не всех возможных нарушений в работе каждой бортовой системы НС; неисправности самих средств контроля не обнаруживаются и не сопровождаются передачей соответствующего сообщения потребителям; искажение эфемерид не может быть обнаружено на самом НС и т.
д. Наземный контроль Качество навигационного поля ГЛОНАСС контролируется специальной аппаратурой, входящей в состав ПКУ, — аппаратурой контроля поля (АКП). После соответствующего отказа бортовой аппаратуры спутника АКП обеспечивает формирование признака его неисправности в альманахах системы всех НС не позднее, чем через 16 ч. Дискретность передачи данного признака в служебных сообщениях НС «ГЛОНАСС» составляет 2,5 мин. В соответствии с этими двумя способами контроля навигационного поля ГЛОНАСС в служебных сообщениях каждого НС передаются два типа признаков исправности (неисправности): „— его нулевое значение означает пригодность данного НС для проведения навигационных определений потребителями системы; ф— совокупность (и =1,24) этих обобщенных признаков отражает состояния всех НС системы на момент закладки НИ (альманахи орбит и 401 Глава 11 фаз).
Значение признака С„= О указывает на непригодность спутника с системным номером п для проведения навигационных определений потребителями системы. Значение признака С„= 1 указывает на пригодность этого спутника. Признаки первого типа передаются каждым НС в составе оперативной информации, а признаки второго типа — в составе неоперативной информации, Время, необходимое для формирования и доставки потребителям признаков В„ (до 1 мин) значительно меньше, чем для признаков С„(до 1б ч), но формирование признаков С„основано на более глубоком анализе качества навигационного поля системы ГЛОНАСС. В связи с этим потребители системы должны при принятии решения об использовании сигналов конкретного НС анализировать значения обоих признаков.
Решающее правило приведено в табл. 11.8, Известны подходы к решению проблемы контроля целостности, свободные от недостатков, связанных с неприемлемой задержкой в оповещении потребителей. Они, в частности, предусматривают использование дифференциальных измерений и своевременного оповещения потребителей об отказах НС с помощью каналов связи (например, через дополнительные геостационарные ИСЗ). Таблица 11.8. Решающее правило при анализе контроля целостности Автономный контроль целостности в приемнике (КА1М).
Потребители СРНС могут использовать избыточность навигационной информации, получаемой в НАП СРНС от сети НС, для контроля качества навигационного поля, т. е. для обнаружения и идентификации отказавшего НС, например, принимая сигналы от пяти спутников ГЛОНАСС, можно организовать процедуру навигационных определений только по четырем из них. Выбирая разные комбинации четырех рабочих из пяти видимых спутников, можно получить пять наборов координат потребителя, которые позволяют с высокой достоверностью судить о наличии отказавшего НС, а при большем числе спутников — и о его номере.
Известно много способов реализации концепции КА1М, отличающихся, например, алгоритмом формирования достаточной статистики, выбором решающего правила, минимально необходимым числом НС, степенью использования априорных сведений, достоверностью полученных результатов, использованием избыточности измерений и т. д. 402 Подсистема космическик аппаратов Требования к вероятности правильного обнаружения Р„, наличия отказа НС алгоритмом КА1М весьма разнообразны. Так, в соответствии с одним из существующих стандартов (ТЯО С-129), введенным в США, в случае превышения погрешности определения местонахождения с помощью аппаратуры потребителей СРНС типа ОРИ некоторого предельного значения (защитный порог АС ), алгоритм КА1М должен обнаружить отказ НС с вероятностью Р„, =0,999. Учитывая значение частоты существенных (погрешность местоопределения превышает 500 м при РРОР < 6) отказов (Х=З в год) и полагая, что треть потребителей пострадает от этого отказа, можно определить вероятность Р„, появления у потребителя в течение одного летного часа необнаруженной с помощью КА1М погрешности, превышающей значение защитного порога, Р„, =8 ~Л/(3.365.24)] (1 — Р„,).
Эксплуатационная готовность устройства, реализующего алгоритм КА1М, зависит от многих факторов (числа используемых НС, угла маски спутников, координат потребителя и т. д.). Самая высокая степень готовности (=99 ',4) обеспечивается при полете по маршруту, когда защитный порог ЛЕ = 3,6 км, а самая низкая (90 ... 95 ',4 на средних широтах) — при некатегорированном заходе на посадку, когда ЛЕ = 0,55 км. Эти данные соответствуют случаю использования вспомогательных данных от баровысотомера.
Как видно, даже в этом случае эксплуатационная готовность не достигает 100',4. Поэтому такое оборудование должно использоваться в качестве дополнительного. Бортовая автономная система контроля целостности (АА1М). Потребители СРНС могут использовать и избыточность навигационной информации, получаемой от различных бортовых навигационных датчиков (радиотехнических и нерадиотехнических), для контроля качества навигационного поля ГЛОНАСС, т. е. для обнаружения и идентификации отказавшего НС. Трудность реализации такой концепции часто связана со сравнительно большой погрешностью измерений с помощью типовых бортовых навигационных датчиков и необходимостью соответствующих аппаратных и/или программных доработок бортового оборудования.
Заметим, что иногда с грубыми ошибками в дальномерных измерениях, вызванными соответствующими отказами НС, целесообразно бороться не исключением сигнала отказавшего спутника, а использованием избыточных навигационных определений. 11.6. Навигационные спутники системы ГЛОНАСС Навигационные спутники являются основным элементом системы ГЛОНАСС и предназначены для выполнения следующих функций: 1) навигационное обеспечение: 403 Глава 11 - непрерывное излучение высокостабильных навигационных радиосигналов в дециметровом диапазоне волн ( Е диапазон); - прием, хранение, формирование и передача навигационной информации (данных); - формирование оцифрованной высокостабильной бортовой шкалы времени, хранение и передача в навигационном сигнале; 2) автономное эфемеридно-временное обеспечение: - проведение межспутниковых измерений и обмен результатами измерений; - обработка результатов межспутниковых измерений, расчет и прогнозирование эфемерид и частотно-временных поправок; - информационный обмен между КА результатами межспутниковых измерений и навигационными параметрами; - прием данных о параметрах вращения Земли; 3) управление, контроль и баллистическое обеспечение: - ретрансляция или излучение сигналов для радиоконтроля орбиты спутника и определения поправок к бортовой шкале времени; - прием, квитирование, дешифрирование и отработка радиокоманд; - прием, запоминание и отработка временных программ управления режимами функционирования спутника на орбите; - формирование телеметрических данных о состоянии бортовой аппаратуры и передача их в наземный комплекс управления; - прием и отработка кодов коррекции и фазирования бортовой шкалы времени; - выработка и передача сигналов «Вызов наземного комплекса управления» при сбое или выходе важных контролируемых параметров за пределы нормы; - анализ состояния бортовой аппаратуры (совместно с наземным комплексом управления) и выработка управляющих команд; ретрансляции запросных лазерных сигналов наземных квантовооптических средств.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
