Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1142025), страница 90
Текст из файла (страница 90)
Центр глобального мониторинга предназначен для выполнения следующих задач: сбора измерительных данных с пунктов мониторинга соответствующего региона; выполнения функций оперативного мониторинга по формированию индекса целостности «1п»; передачи с помощью станции закладки значения индекса целостности «1п» на борт НС «Глонасс-К»; контроля содержания сообщения целостности, передаваемого с борта НС индекса целостности «1п» в диапазоне 1200 МГц; ведения баз данных измерений, поступивших в ЦГМ, и результатов ОМ; приема команд по управлению и иной информации.
Задача оперативного мониторинга решается в ЦГМ на основании оценок совокупного влияния ошибок эфемерид и ЧВП, получаемых по данным, поступающим от сети ПМ. Результатом оперативного мониторинга является формирование индекса «1п» для каждого НС ГЛОНАСС и ОРИ.
Значения индекса «1п» должны передаваться на станции закладки, откуда они могут закладываться на борт НС «Глонасс-К» или на борт других спутников, предназначенных для пере- 546 Направления совершенствования СРНС ГЛОНАСС дачи информации целостности потребителям. Кроме того, передача индекса «1п» должна производиться по выделенной линии в ЦУС ГЛОНАСС. Центр глобального мониторинга несет на себе основную нагрузку по управлению работой системы мониторинга и обработке данных.
В ЦГМ стекаются все потоки информации от различных частей системы мониторинга. В общей формулировке задачами ЦГМ являются: проведение апостериорного мониторинга; проведение контроля результатов оперативного мониторинга, полученных на ПМ; хранение и предоставление потребителям результатов оперативного и апостериорного мониторинга; обеспечение связи со всеми ПМ в составе системы; обеспечение связи с ЦУС ГЛОНАСС. Задача контроля результатов оперативного мониторинга решается в ЦГМ на основании оценок совокупного влияния ошибок эфемерид и ЧВП, получаемых по данным, поступающим от ПМ. Задача апостериорного мониторинга решается в ЦГМ на основании «сырых» измерительных данных, эфемеридно-временной информации, значений вертикальной тропосферной задержки, поступающих от сети пунктов мониторинга.
По результатам обработки данных сети ПМ в ЦГМ рассчитываются уточненные значения эфемерид и ЧВП и оцениваются их погрешности. «Возраст» таких оценок не должен превышать 15 мин. Кроме того, для решения задач апостериорного мониторинга в ЦГМ следует использовать данные об уточненных эфемеридах и ЧВП НКА, полученные в результате обработки измерений в течение более длительного интервала времени (по истечении суток).
В целях обеспечения глобальности мониторинга в ЦГМ должны использоваться результаты измерений, полученных международной сетью станций 1бК и Н31.0Я, публикуемые в 1п1егпе1. Результаты оперативного и апостериорного мониторинга, полученные в ЦГМ, должны заноситься в базы данных и храниться в течение срока существования системы мониторинга. Часть результатов апостериорного и оперативного мониторинга ЦГМ должен предоставлять потребителям посредством доступа в 1п1егпе1.
Как отмечалось в п. 14.4.1, наилучшие характеристики системы мониторинга могут быть получены при размещении ПМ по поверхности Земли таким образом, чтобы в любой момент времени каждый спутник ГЛОНАСС или бРЯ находился в зоне видимости одного из них. Однако на первой стадии вполне допустимо развертывать систему мониторинга ГЛОНАСС/бРЯ только на территории РФ. При этом на размещение ПМ накладывается ряд дополнительных ограничений.
547 Глава 14 Пункты мониторинга целесообразно размещать в крупных населенных пунктах (в этом случае имеется возможность использовать инфраструктуру этих населенных пунктов для организации работы ПМ); среди крупных населенных пунктов целесообразно выбрать те, в которых имеются открытые пункты РАН или Госстандарта (на базе этих пунктов могут быть организованы ПМ с гораздо меньшими затратами); ПМ должны быть разнесены по территории России максимально широко. Для примера на рис. 14.4 приведена схема возможной структуры системы мониторинга, а также показано предполагаемое расположение ПМ, ЦГМ на территории РФ.
На рис. 14.4 номерами обозначены пункты, относительно которых в настоящее время достигнута договоренность о размещении аппаратуры ПМ. Рис. 14.4. Схематическая структура системы мониторинга: 1 — Москва; 2 — Ловозеро; 3 — Минск; 4 — Кисловодск; 5 — Новосибирск; б — Тикси; 7 — Билибино; 8 — Хабаровск; 9 — Бидары (Забайкалье) Расчеты показывают, что при размещении ПМ только на территории РФ каждый из НС будет находиться под наблюдением около 50% времени, т.
е. примерно каждые 6 ч НС будет выпадать из наблюдения. Если вести речь об обеспечении глобального мониторинга, то необходимо размещать пункты мониторинга за рубежом. В настоящее время наиболее перспективным видится размещение пунктов в Республике Беларусь и Индии. Если планы по размещению ПМ в этих государствах будут реализованы, то вероятность наблюдения НС хотя бы с одного из ПМ возрастет примерно до б5%,'а вероятность наблюдения НС хотя бы с двух ПМ возрастет примерно до 55%. Направления совершенствования СРНС ГЛОНА СС 14.3.4.
Предоставление потребителям доступа к результатам работы системы мониторинга Результатом оперативного мониторинга являются значения индекса «1п». Доступ к этой информации должен обеспечиваться в режиме, максимально приближенном к режиму реального времени. Для этих целей можно использовать сигнал НС «Глонасс-К», излучаемый в диапазоне АЗ (см. п. 14.2).
Для получения доступа к этой информации потребитель должен быть оснащен навигационным приемником, обладающим способностью принимать соответствующий сигнал. Такой подход целесообразен, поскольку не требует использования специальных телекоммуникационных ИСЗ, позволяя реализовать в рамках одной системы функции нескольких. Информация, содержащая результаты оперативного мониторинга, должна закладываться на борт НС «Глонасс-К» средствами, входящими в систему мониторинга. Кроме того, доступ к результатам оперативного мониторинга должен предоставляться посредством 1п1егпе1 с помощью специализированного сайта. Доступ к результатам апостериорного мониторинга должен предоставляться посредством 1п1егпе1.
На специализированном сайте потребителям должен быть обеспечен доступ к результатам мониторинга, полученным за весь период работы системы, а также к результатам, получаемым в течение текущих суток. В настоящее время представляется целесообразным размещение на сайте следующей информации: значений индекса «1п» для каждого НС; значений индекса «Я1» для каждого НС; оценок погрешностей эфемерид и ЧВП для каждого НС; значений ионосферной задержки для диапазона П; значений тропосферной задержки; о наличии и характере аномальных ситуаций, возникших за период функционирования системы мониторинга. В дальнейшем возможна корректировка состава предоставляемой информации. Отдельные потребители могут быть подписаны на рассылку с желаемой периодичностью в электронном виде или на бумажных носителях бюллетеней, содержащих сводку необходимых параметров. Состав параметров должен оговариваться отдельно.
При необходимости, в ЦУС ГЛОНАСС должны поставляться результаты мониторинга, оговариваемые отдельным протоколом. 549 Глава 14 14.3.5. Характеристики канала, передающего информацию о целостности с борта НС «Глонасс-К» Для передачи данных о целостности предполагается использовать аппаратуру спутника «Глонасс-К» в режиме ретрансляции данных, т.е. в режиме реального времени. Это означает, что оперативность доставки информации через линию «ПМ вЂ” ЦГМ вЂ” СЗ вЂ” борт «Глонасс-К» — потребитель» зависит в основном от различных временных задержек в каналах передач данных.
Основная задержка будет иметь место при сборе данных от ПМ в ЦГМ, поскольку для этих целей предполагается использовать специализированные 1п$егпеФ-каналы. Задержки передачи информации в этом канале не превышают 1...1,5 с, так что суммарная задержка по доставке информации потребителю не превысит 5/ ..б с. В СТ-сигнале диапазона ЬЗ навигационное сообщение будет передаваться 125 бит/с при использовании дополнительного кода со скоростью 250 бит/с. С учетом этого можно предложить: в нечетных строках передавать навигационную информацию, аналогичную той, которая содержится в СТ-сигнале диапазона Е1 (эфемериды по данному НС и часть альманаха системы); в четных строках передавать информацию мониторинга и информацию для потребителей расширенной (глобальной) дифференциальной подсистемы.
Длительность каждой строки составляет 1 с. Передаваемая информация целостности «стареет» во времени, при этом скорость старения зависит, в первую очередь, от характера самой информации. В задаче мониторинга наиболее важными являются случаи, когда в реальности происходит ухудшение целостности навигационной системы. При передаче данных о целостности можно выделить два типа информации: медленно меняющаяся информация о целостности; быстро меняющаяся информация о целостности.
Под медленно меняющейся информацией понимают изменение оценок ошибок измерения псевдо дальностей вследствие естественных причин, связанных: с ухудшением эфемеридного обеспечения НС (увеличение времени после закладки опорных эфемерид); с ухудшением условий навигационных измерений (НС находится вблизи местного горизонта). Под быстро меняющейся информацией понимают изменение оценок ошибок измерения псевдо дальностей вследствие возникновения какой-либо неисправности на борту НС: сбой в работе бортового цифрового вычислительного комплекса НС; сбой в работе бортового стандарта частоты НС. Изменение медленно меняющейся информации происходит за десятки минут и это не создает особых проблем при доставке данных о целостности по- 550 Направления совершенстпвования СРНС ГЛОНАСС требителю.
Причем сами изменения имеют небольшую величину. В этом случае достаточно обеспечить обновление информации о целостности с темпом один раз в несколько минут. Совершенно другая картина обстоит с быстро меняющейся информацией. Во-первых, само изменение, т.е. неисправность, происходит практически мгновенно или всего за одну или несколько секунд.
Во-вторых, величина скачкообразного изменения может иметь огромное значение. Здесь уже может идти речь о необходимости как можно быстрее информировать потребителя о неисправности спутника. И в этом случае информация о целостности может устареть всего за секунду. 14.3.6. Оценка надежности системы мониторинга Таблица 14.2.
Интенсивность отказов компонентов станции мониторинга Наименование составной части Интенсивность отказов 110 1/ч 0,01 Антенно- нде ное с ойство 0,48 Малош мящий силитель Приемник ГЛОНАСС/ОРИ: радиочастотное устройство устройство цифровой обработки навигационный процессор вто ичный источник питания 8,5 13,0 10,0 5,2 551 Для оценки надежности системы примем следующие исходные данные. В состав системы входят девять пунктов мониторинга и центр глобального мониторинга.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
