Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2003) (1151848), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Полная орбитальная группировка в российской среднеорбитальной СРНС второго поколения ГЛОНАСС содержит 24 штатных НКА, размещенных на трех круговых орбитах по восемь НКА в каждой (см. рнс. 8.2). Наклонение орбитальных плоскостей составляет 64,8', долгбты восходящих узлов (точек пересечения экваториальной плоскости с орбитой, при движении НКА с юга на север) различаются на 120'. В каждой орбитальной плоскости восемь НКА разнесены по аргументу широты на 45', а аргументы широты НКА в каждой орбитальной плоскости сдвинуты относительно соседней на М 5' (см. рис. 8.3, а).
Высоте круговых орбит, равной 19 100 км над поверхностью Земли, соответствует номинальный период обращения НКА Т = 11 ч 15 мин 44 с 1115, 1161, не кратный периоду суточного вращения Земли. Орбиты с таким периодом, называемые несинхронными, менее чувствительны к возмущениям, обусловленным неоднородностью гравитационного поля Земли, по сравнению с синхронными круговыми орбитами (Т = 12 ч 00 мин), используемыми в системе ОРИ (см.
далее). Действительно, след синхронной орбиты НКА на поверхности Земли раз в сугки проходит через одни и те же точки, поэтому картина возмущения орбиты неоднородностями гравитационного поля будет повторяться для каждого НКА, при этом заметно отличаясь от картины возмущений для всех других НКА. След же несинхронной круговой орбиты, благодаря вращению Земли, медленно (с периодом 8 суток) перемещается относительно поверхности Земли, прн этом возмущения орбит для всех НКА в среднем будут практически одинаковы 1116). Полномасштабные летные испытания СРНС ГЛОНАСС начались в 1982 г.
запуском спутника «Космос-1413». Первоначально 8.2. Основные принципы построения и функционирования СР11С Плоскоетьз Р е е А В с 459 разрабатывавшаяся как система военного назначения СРНС Э ПЛОСКОСть 1 5 ГЛОНАСС в 1999 г. получила 14 5 22 статус системы двойного (во- 6 9 23 енного и грвкданского) при- 7 ы 15 16 24 3 менения, ответственными за а ' 22 ИСПОЛЬЗОВаНИЕ, ПОддЕржаНИЕ Экватор 1 г 24 и развитие которои являются Министерство обороны РФ и 4 20 Российское авиационно-кос- 12 / 1 4 мическое агентство. Соответ- Гг Номер ствующими постановлениями рабочей канал Правительства РФ от 1995 и точки 1999 гг. определено, что СРНС а ГЛОНАСС в стандартном режиме можно бесплатно использовать в гражданских, 17 коммерческих и научных це- гз 27 31 лях любыми потребителями. г1 2 ОСНОВНЫМ дОКуМЕНтОМ, уС- Эк„„р15 танавливающим взаимоот- 14 ношения потребителей с 4 16 25 30 системой, является Интер- г4 1В фейсный контрольный до- 10 6 кумент ГЛОНАСС.
Развертывание орбитальной груп- б пи130вкн дО полного состава— 24 НКА — завершилось в Рис. 8.3. Размещение НКА СРНС по оРбитам: 1995 г., однако по причине а — ГД0НАСС'б — ПРЗ выработки ресурса НКА на начало 2003 г. действующий состав орбитальной группировки ГЛОНАСС составлял 1О НКА. В ближайшие годы планируется произвести запуск необходимого количества НКА и таким образом полностью восстановить и в дальнейшем поддерживать работоспособность системы 11141.
Согласно разработанной программе модернизации СРНС ГЛОНАСС для восполнения орбитальной группировки будут применяться модернизированные НКА (ГЛОНАСС-М), основные отличия которых от НКА первой модификации состоят в следующем 1117]. 1. Используемый в настоящее время бортовой эталон времени, имеющий СКО среднесуточных значений частоты порядка (2...4)10 ', будет заменен на более совершенный, имеющий СКО не более 10 '3, что 8. Спутниковые радионавигационные еиетемы позволит (при соответствующем снижении методических погрешностей) обеспечить величину погрешности полусуточного прогноза бортовой шкалы времени в пределах 5 нс (СКО), а суточного прогноза — в пределах 7 нс (СКО). 2.
Открытый (коммерческий) дальномерный код будет передаваться как в диапазоне Ь1 = 1,6...1,62 ГГц, так и в диапазоне Ьт = 1,25...1,27 ГГц (в настоящее время сигнал диапазона Ет модулируется только высокоточным дальномерным кодом, не доступным для коммерческого использования; подробнее об этом см. 9 8.3).
В состав навигационного сообщения будет включена информация о разнице аппаратурных задержек дальномерных кодов в диапазонах Ь~ н Ьг, а также признак ожидаемой секундной коррекции шкал времени. 3. Будут приняты меры по снижению уровня возмущений орбиты НКА. Перечисленные и другие изменения позволят повысить точность и надежность навигационных измерений СРНС ГЛОНАСС. В США разработки концепции среднеорбитальной СРНС второго поколения были начаты в 70-е годы ХХ в. Полномасштабные работы по созданию и испытанию СРНС, в то время называвшейся ХАЧЗТАК, начались в 1978 г.
запуском четырех НКА. Полное развертывание СРНС, в настоящее время официально именуемой ОРБ, завершилось в 1995 г. Так же, как и СРНС ГЛОНАСС, ОРИ имеет статус системы двойного применения, за ее военное использование ответственносп несет Министерство обороны, а за коммерческое — Министерство транспорта США. Основным документом, регламентирующим использование системы, является Интерфейсный контрольный документ ОРБ 11181, распространение которого возложено на компанию АКИС.
Штатная орбитальная группировка СРНС ОРБ состоит из 24 основных НКА, расположенных на 6 круговых орбитах. Дополнительно на некоторых орбитах может находиться один резервный НКА, предназначенный для сохранения параметров системы при выходе из строя основных НКА (см. рис. 8.3, б). Наклонение орбитальных плоскостей составляет 55', долготы восходящих узлов различаются на 60'. Высоте орбит около 20 тыс.
км соответствует период обращения Т = 12 ч 00 мин, т. е, орбиты НКА ОРИ являются синхронными. В процессе создания и эксплуатации СРНС ОРБ НКА подвергались неоднократной модернизации. Опытные НКА №1 — 12 (Блок-1) были сконструированы так, чтобы обеспечивать в течение 3-4 дней заданную точность местоопределения без контакта с контрольно-измерительным комплексом.
Навигационные космические аппараты, предназначенные для регулярной эксплуатации, получили наименование Блок-11, Блок-ПА, Блок-ПК. 8,2. Основные принципы постпроения и функционирования СРНС Навигационный космический аппарат Блок-11 (№ 13 — 21) должен был обеспечивать местоопределение без контакта с КИК в течение 14 дней, Перспективный НКА Блок-11К (№ 41 — 66) должен обеспечивать местоопределение без контакта с КИК по крайней мере в течение 14 дней при работе совместно с НКА Блок-11А и в течение, как минимум, 180 дней с работающей системой автономной навигации (Ашопау) при работе только спутников Блок-11К. Для этого на бортах НКА Блок-11К размещаются средства межспутниковой связи, обмена данными н измерения взаимных расстояний, позволяющие проводить автономную синхронизацию бортовой ШВ и автономное уточнение параметров орбит. Именно эти средства обеспечивают автономную работу СРНС в течение 180 дней без существенного ухудшения точности определения координат (СКО не более 16 м) с сохранением характеристик по устойчивости функционирования.
Заметим, что режим Ао1опаи может быть реализован лишь после запуска необходимого числа НКА Блок-11К. 8.2З. Контрольно-измерительный комплекс Подсистема КИК решает следующие основные задачи: — контроль параметров движения НКА, прогнозирование параметров орбит (эфемерид) и передача эфемеридной информации на борт НКА для ввода в бортовой компьютер и включения в навигационное сообщение, передаваемое потребителям; — определение и прогноз для каждого НКА отклонений бортовой шкалы времени, формируемой бортовым эталоном, относительно общесистемной ШВ, формируемой наземным эталоном, и передача их на борт для коррекции бортовой ШВ и включения в навигационное сообщение; — мониторинг качества радионавигационных сигналов, излучаемых НКА, с целью выявления возможных неисправностей и отклонений в работе бортовой аппаратуры; — радиотелеметрический контроль и диагностика состояния бортовой аппаратуры НКА; — программное и командное управление полетом НКА и обеспечение функционирования бортовых систем.
Для решения перечисленных и других задач в состав КИК входят следующие элементы; — центр управления системой; — центральный синхронизатор; — станции слежения; — Радиотехнические контрольные станции; — квантово-оптические контрольные станции; — аппаратура контроля поля. 461 8. Спутниковые радионавигационные системы Остановимся более подробно на методах решения задач эфемеридного и частотно-временного обеспечения, которые непосредственно влияют на точность навигационных измерений с помощью сигналов СРНС ГЛОНАСС 11161.
Эфемеридное обеспечение включает процедуры определения и прогноза параметров движения НКА и трансляцию соответствующей информации на борт НКА для передачи в составе навигационного сообщения. Частотно-временное обеспечение включает процедуры определения, прогноза и передачи на борт НКА частотно-временных поправок бортовой ШВ относительно ШВ системы. Определение и прогноз параметров движения НКА осуществляет Баллистический центр системы на основе результатов траекторных измерений дальности и радиальной скорости НКА, поступающих от сети наземных радиотехнических «запросных» контрольно-измерительных станций (КИС).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
