Власов И.Б. Глобальные навигационные спутниковые системы (2008) (1151863), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Чем отличаются уравнения для дальности н псевдодальности? Какая величина называется псевдозадержкой? 7. Разностно-дальномерный метод определения координат по сигналам НКА. Какой вид имеет поверхность положения при разностно-дальномерных измерениях? 8. Какое минимальное число НКА необходимо наблюдать для трехмерного одномоментного меспюпределения разностно-дальномерным метоЛом? 9.
Возможна ли корректировка ШВП по результатам разностно-дальномерных измерений? ~ о. Отличается ли потенциальная точность НВО псевдодальномерным и Разносгно-дальномерным методами? П. Какие параметры ВС НКА и потребителя необходимо знать, чтобы "спользовать радиально~корсетной метла? Какое допущение относительно БШВ и ШВП лежит в его основе? 12. В чем суть псевдорадиально-скоростного и разностно-радиально- скоростного методов НВО7 1З Для решения каких задач н почему в СРНС второго поколения используют доплеровские методы? ~4.
Какое минимальное число НКА необходимо для местоопределения неподвижного потребителя при отсутствии ограничений иа время наблюдения? 4. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГЛОБАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ Принципиальная особенность ГНСС состоит в том, что роль ОРНТ в них играют НКА, совершающие автономное орбитальное движение Поэтому в отличие от РНС наземного базирования, основными подсистемами которых валяются аннарагура базовых станций и алпарагура пьчребитеяя, в составе ГНСС обязательно входит еще одна подсистема — наземный комплекс управления (НКУ). Эта подсистема обеспечивает контроль и прогнозирование параметров орбиты НКА, контроль точности и коррекцию бортовых эталонов времени, дистанционный мониторинг исправности бортовой аппаратуры и управление режимами ее работы, составом, объемом и скоростью передачи служебной информации и пр. 4.1.
Обобщенная структурная схема ГНСС В настоящее время в структуру ГНСС входят три основные подсистемы [13): ° подсистема навигационных космических аппаратов; * орбитальная группировка (ОГ); подсистема контроля и управления (НКУ); ° подсистема АП. Кроме указанных подсистем в структуру ГНСС входят так называемые средства функционачьных дополнений, т. е. специальная наземная аппаратура, используемая для обеспечения потребителям в определенном регионе илн локальной области дополнительных возможностей, например повышения точности измерений за счет использования дифференциальных методов измерений (подробнее об этом см. разд.
10). Общие принципы взаимодействия отдельных подсистем и функциональных дополнений ГНСС иллюстрирует структурная схема, приведенная на рис. 4.1. Зб Подсистема Рис. 4.1. Общая структура ГНСС Принципы и особенности построения подсистем НКА и НКУ, присущие ГНСС ГЛОНАСС и брэ, описаны ниже. 4.2. Подсистема НКА ГЛОНАСС Основное назначение НКА — формирование и излучение жестко синхронизированных сигналов, которые используются потребителями для навигационных определений, а назначение НКЦ вЂ” контроль функционирования бортовых систем и организация управления их Работой.
Соответственно, в состав бортовой аппаратуры входят передатчики и антенны навигационных сигналов и телеметрической информации, антенны и приемники данных и команд, передаваемых от НКУ, бортовой эталон времени и частоты„блоки ориентирования, источники питания и различное вспомогательное оборудование. На НКА может также размещаться дополнительное оборудование, например детекторы обнаружения ядерных взрьзвов и элементы систем боевого управления. Согласно проекту, полная орбитальная группировка российской ГНСС ГЛОНАСС должна содержать 24 штатных НКА, размещенных на трех круговых орбитах, по восемь НКА в каждой (рис. 4.2).
Отметим, что заданная точность НВО обеспечивается при наличии 1 НКА (по семь на каждой орбите), а полную функциональность 37 Блок 29 Блок 28 запуск — смгпгбрь 2008 г. запуск — декабрь 2008 г В группировке 16 КА по целевому иазначеииго 14 КА иа людин ввода в сисгему 0 КА на техобслуживании 2 КА н . *на 'в,оа г з Рис. 4.2. Текущее состояние орбитальной грулпировки ГЛОНАСС система сохраняет при выходе из строя до шести НКА (по два на каждой орбите). Таким обраюм, полная группировка ГЛОНАСС содержит «горячий резерв» от трех до шести НКА.
Полномасштабные летные испытания ГНСС ГЛОНАСС начались в 1982 г. запуском спутника «Космос-1413». Первоначально разрабатывавшаяся как система военного назначения, ГНСС ГЛОНАСС в 1999 г. получила статус системы двойного (военного и гражданского) применения, ответственными за использование, поддержание и развитие которой являются Министерство обороны РФ и Российское космическое агентство. Соответствующими постановлениями Правительства РФ от 1995 и 1999 гг.
определено, что ГНСС ГЛОНАСС в стандартном режиме может бесплатно использоваться в гражданских, коммерческих и научных целях любыми потребителями. Основным документом, устанавливающим взаимоотношения потребителей с системой, является Интерфейсный контрольный документ ГЛОНАСС [141. Развертывание орбитальной группировки до полного состава — 24 НКА — завершилось в 1995 г., однако затем из-за выработки ресурса НКА и отсутствия средств на запуск новых аппаратов произошла существенная деградация систе- 38 мы и и в конце 1990-х годов число работоспособных НКА сократилось д до 8 — 10 единиц.
Для восстановления работоспособности система в ,„в начале ХХ1 в. была принята Федеральная целевая программа ГЛОНАСС, предусматриваюшая выделение необходимых средств на бокую модернизацию и дальнейшее развитие российской ГНСС. Количественный состав ОГ ГЛОНАСС на момент написания данного пособия и ближайшие перспективы ее наращивания иллюстрирует рис. 4.2.
Как видно на рисунке, НКА первого поколения ГЛОНАСС, имевшие гарантированный срок активного существования (САС) 3 года (фактический средний срок порядка 4,5 лет), заменяются аппаратами ГЛОНАСС-М (САС 7 лет), а в дальнейшем планируется переход на аппарат ГЛОНАСС-К (САС 1О лег). Основные характеристики перечисленных модификаций КА приведены на рис.
4.3. Кроме замены устаревших НКА Федеральная целевая программа ГЛОНАСС предусматривает комплекс мероприятий, направленных на повышение всех основных характеристик системы, в том числе на поэтапное повышение точности позиционирования до 2...3 и (СКО) (рнс. 4.4). Для решения этой задачи потребуется целый ряд мероприятий: снижение на порядок нестабильности бортового синхронизирующего устройства (БСУ) (требуемое значение — не более 1О '4; нестабильность имеющегося БСУ ГЛОНАСС-М вЂ” 1О ~з); переход на беззапросные средства измерений; расширение сети измерительных станций; использование межспутниковой радиолинии; ввод в штатную эксплуатацию системы дифференциальных корРекций и мониторинга системы ГЛОНАСС (функциональное дополнение). Среди перечисленных направлений развития системы новым является реализация технологии автономной навигации. Для этого на НКА Размещается бортовая аппаратура межспутниковых измере""н (БАМИ), осуществляющая измерения расстояний между НКА " ~коростей их относительного перемешения, а также средства межспутниковой связи и обмена данными.
Результаты межспутниковых измерений позволякп дополнять и корректировать информацию «зжружаемую» с наземных контрольных станций и сохранять Р«ботоспособность системы при ее отсутствии (рис. 4.5). 20-и Нриведенная на рис. 4.5 циклограмма показывает, что полный -минутный цикл обмена данными разделен на четыре 5-минутных ых интервала, в каждом из которых происходит обмен информа"ией между шестью НКА. 39 Ю с~ ! Ю н о 1 СР сР %.) С~ < о $ ьс Ф н~ О Ф ~ сэ ь о$— -Омъ х ~ х ) $О ~О д. Р О О" 88$ Йхя б м Ю Ю с~ й х $ о ° ° 3 Ю Ю 1Й сов г оо гч ч~ ъО ИФ 5'6 цахх ахи х х н н о о а х (.> Х ° ° о х~~-х~ йЙ ф с~ О ~4хб ° ° о $,о 62 ДЯ и аН~- х ° ° О Й а 6.
° ° Й ~й о М х х х ~ож $ ° ° х ~ ОО х Ю аи х ю ~- ~й ° ° ФЪ а < х Р $ 20 За счетмодернизацнн наземного ксмплеаса управления(НКУ) и введения новых сигналов За счет совершенспюваниа характеристик бортовою синхронизнруюшею устройства (БСУ) Земны уг станция ч Ф ° несущая частота — 2,2 Ггп; ° мощность передатчика - 70...100 Вт; ° коловое разделение (6 колов); ° скорость передачи информации - 500 бнтгс Спутники ГЛОНАСС-С размещены на трех круговых орбитах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
