Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2003) (1151848), страница 89
Текст из файла (страница 89)
Использование ВТ-кода регламентируется МО РФ, поэтому он защищен от несанкционированного доступа и его структура официально не опубликована Ор- 467 ! ! ! ! + 1 2 3 4 реня Синхропульсы риода ПСП В. Спутниковые радионавигаиионные системы тогональность, т. е. отсутствие взаимного влияния при передаче ПСП1 и ПСП2 обеспечивается благодаря их сдвигу по фазе несущей на 90'.
Спектр мощности навигационного радиосигнала практически полностью определяется тактовой частотой ПСП, которая на несколько порядков превышает тактовую частоту НИ. Соответственно, ширина основного лепестка огибающей спектра мощности радиосигнала, модулированного СТ- кодом равна 1,022 МГц, а ВТ-кодом — 10,22 МГц. Навигационная информация структурирована в виде строк, кадров и суперкадров. Строка, как уже говорилось, имеет длительность 2 с (вместе с МВ). Поскольку используется относительная фазовая манипуляция, первый символ каждой строки является начальным («холостым»).
Последние восемь символов в каждой строке являются проверочными символами кода Хемминга, позволяющими исправлять одиночный ошибочный символ и обнаруживать два ошибочных символа в строке. Кадр (длительность 30 с) содержит 15 строк, суперкадр (длительность 2,5 мин) содержит 5 кадров. В составе каждого кадра передается полный объем оперативной НИ и часть альманаха системы. Полный альманах передается в пределах суперкадра. Альманах системы содержит: — параметры орбиты, номер пары несущих частот и поправку к бортовой ШВ для каждого штатного НКА орбитальной группировки (24 НКА); — время, к которому относится информация альманаха; — поправку к ШВ системы относительно ШВ страны (погрешность поправки не более 1 мкс).
Альманах системы необходим в АП для планирования сеанса навигации при выборе оптимального созвездия НКА и для прогноза доплеровского сдвига несущей частоты. Оперативная НИ в кадре относится к НКА, излучающему навигационный радиосигнал, и содержит: признаки достоверности НИ в кадре; время начала кадра г„; эфемеридную информацию (ЭИ) — координаты и производные координат НКА в прямоугольной геоцентрической системе координат на момент времени ге, частотно-временные поправки (ЧВП) на момент времени ге в виде относительной поправки к несущей частоте навигационного радиосигнала и поправки к бортовой ШВ НКА; время ~ы к которому «прнвязаны» ЭИ и ЧВП, кратное 30 мин, от начала суток. Оперативная НИ используется потребителем в процессе определения собственных координат и вектора скорости.
В диапазоне Е~ используемые в настоящее время НКА первой модификации излучают однокомпонентный сигнал, образуемый посредством фазовой манипуляции несущей М-последовательностью ВТ-кода (см. выше), без передачи НИ. На навигационном космическом аппарате второй модифи- 468 8.3. Структура сиен апов и оооби/ений СРНС кации излучаемый в диапазоне Х.г навигационный сигнал 1250 МГц будет так же, как сигнал диапазона 7.п содержать две ортогональных компоненты; М-последовательность с тактовой частотой 511 кГц (СТ-код) и М- последовательность с тактовой частотой 5,11 МГц (ВТ-код). Передача НИ в диапазоне Ц не планируется.
8.3.2. Структура навигационных сигналов и навигационных сообщений СРЯ В отличие от СРНС ГЛОНАСС, в СРНС бРБ используется метод кодового разделения сигналов, излучаемых на общих для всех НКА несущих частотах Ь~ = 1572,42 МГц и Е2 = 1227,6 МГц. Сигналы на частоте Ь1 модулируются двумя ортогональными (сдвинутыми относительно фазы несущей на 90') ПСП, образованными суммированием по модулю 2 дальномерного кода и информационной последовательности, содержащей навигационное сообщение и другую служебную информацию.
Дальномерные коды для каждого НКА являются индивидуальными, причем их структура специально выбрана из условия малого уровня их взаимной корреляции. Основным видом дальномерного кода бРБ является точный код (Р-код), представляющий собой ПСП с тактовой частотой 10,23 МГц и периодом 7 суток; Р-код бРБ предназначен для санкционированного доступа, поэтому ею структура не публикуется.
Для навигационного космического аппарата Блок-11 и его последующих модификаций предусмотрен режим дополнительной защиты точного кода, при котором вместо Р-кода используется так называемый. Р(У)-код, получаемый дополнительным нелинейным преобразованием Р-кода. Несанкционированное использование такого кода при отсутствии ключевой информации практически невозможно, поскольку в настоящее время не существует вычислительных средств, способных расшифровать ею.
Для коммерческого несанкционированного использования предоставлен «короткий» С/А-код пониженной точности (от англ, С!еаг Ассов(1(оп), используемый также для синхронизации аппаратуры потребителя, работающей по Р- или Р(У)-кодам. Код С/А представляет собой код Голда, образуемый из двух 10-разрядных ПСП с образующими полиномами б|(х)=1+х +х'в, бз(х) = 1+х + хз+х~+х'+х + х .
Код, соответствующий 1-му НКА, образуется суммированием по щод2 упомянутых ПСП, причем вторая ПСП имеет индивидуальный для данного НКА сдвиг на фиксированное число символов (длительность символа 1 мкс). 469 8. Спутниковые радионавигационные системы Необходимо отметить, что на протяжении ряда лет С/А-код подвергался дополнительному зашумлению, ограничивающему точность измерений с помощью коммерческой АП (так называемый режим ограниченного доступа Б/А, от англ.
Бе!еспие Аца)1а(811!у). Режим Б/А был отключен 1.05.2000 г., однако МО США оставляет за собой право по собственному усмотрению вновь вводить его, чтобы исключить использование коммерческой АП для высокоточных навигационных определений в военных целях. Вспомогательная частота Ь2 модулируется только закрытым Р-кодом. Состав информации, передаваемой в навигационном сообщении ОРБ, сходен с составом НИ ГЛОНАСС: в нем содержится информация об эфемеридах НКА, альманах созвездия НКА, частотно-временные поправки, метки времени, параметры ионосферной модели, сведения о работоспособности бортовой аппаратуры НКА и др. Информационная последовательность передается кадрами емкостью 1500 бит и длительностью 30 с.
Один кадр делится на субкадры (строки) длительностью б с, содержащие 10 слов по 30 бит каждое. В одном кадре передается 1(25 всего альманаха. Поэтому передача всей информации альманаха занимает 12,5 мин. Этот массив информации объемом 37500 бит называют суперкадрам, 8.4.
Методы измерения навигационных параметров 8.4.1. Основные понятия Основным содержанием задачи навигационно-временных определений (НВО) в СРНС является определение вектора состояния потребителя. В качестве компонент этого вектора обычно рассматривают пространственные координаты х, у, х потребителя, временную поправку тв шкалы времени потребителя относительно системной шкалы, а также составляющие вектора скорости х, у, х. Существенно то, что перечисленные величины не могут быть непосредственно измерены радиотехническими методами. Поэтому в АП СРНС реализован косвенный метод: измеряются некоторые параметры принятого радиосигнала, а именно время его прихода г, фаза р или разность фаз Ьчэ, доплеровский сдвиг частоты гл, которым сопоставляют функционально связанные с ними величины, а именно дальность я до НКА, его радиальнУю скоРость Рн Разность дальностей дЯ до нескольких НКА, Угол визирования ср, угловую скорость Г1, по которым и рассчитываются искомые компоненты вектора состояния.
Измеряемые в интересах решения навигационной задачи параметры радиосигнала получили название радионавигационных параметров (РНП), а 470 8.4, Методы измерения навигационных параметров сопоставляемые им параметры вектора состояния потребителя — навигационных параметров (НП). Соответствующие функциональные зависимости между ними получили название навигационных функций. Очевидно, что вектор состояния потребителя может быть полностью определен, если его размерность не превышает числа независимых измерений РНП. В спутниковых радионавигационных системах ГЛОНАСС и ОРЯ используются, в основном, дальномерный и радиально-скоростной методы измерений (см.
далее). В этом случае радионавигационными параметрами являются время т распространения (задержка) сигнала на трассе НКА— потребитель и доплеровское смещение частоты Рл. Соответствующая им дальность НКА — потребитель Я и радиальная скорость потребителя относительно НКА о, являются навигационными параметрами, а связывающие их навигационные функции в данном случае имеют вид Я = ст, о, = РдХ. В общем случае вид навигационных функций определяется многими факторами: видом НП, параметрами движения НКА и потребителя, выбранной системой координат и т.
д. Геометрическое место точек пространства с одинаковым значением навигационного параметра называют поверхностью положения. Пересечение двух поверхностей положения определяет линию положения, т. е. геометрическое место точек, соответствующих двум разным значениям навигационных параметров.
Местоположение потребителя определяется координатами точки пересечения трех поверхностей положения нли двух линий положения. Если в силу неоднозначности измерений линии положения пересекаются более чем в одной точке, то необходимо использовать дополнительную поверхность положения или априорную информацию, позволяющую отделить истинное положение от ложньзх. 8.4.2.
Методы определения координат по сигналам НКА Дальномерный метод. Наиболее простой дальномерный метод навигационных определений основан на измерениях дальности Яз между 1-м НКА и потребителем. В этом методе навигационным параметром является дальность Яь а поверхностью положения — сфера радиуса Яз с центром, расположенным в центре масс 1-го НКА. Уравнение сферы имеет вид (8.1) 1 <)< и. Здесь хы, у„, г„— известные в момент измерения координаты з'-го НКА 1с учетом его перемещения за время распространения сигнала); х, у, г — координаты потребителя. 471 8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
