Власов И.Б. Глобальные навигационные спутниковые системы (2008) (1151863), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Н~~лонение орбитальных плоскостей ))) = 64,8', долготы восходя""'х узлов (точек пересечения экваториальной плоскости с полу"'госкостями орбит, сгнпветствующим движению НКА с юга на се~ар) Различаются на 120'. В каждой орбитальной плоскости восемь емь НКА разнесены по аргументу широты через 45', а аргументы 41 Ю п о о в 3 в о о о ,8ю Йа о..в ЯФ но м им сь 3 сз н 0 до 2006 2006-2007 2007-2009 2009-2011 Рис. 4.4. Программа повышения точности НВО ГЛОНАСС Рис. 4.5. Межспутииковая линия связи Плоскость 3 Экла Номер канал рабочей точки Рис. 4.6. Схема размещения НКА ГЛОНАСС на орбитах широты НКА в каждой из орбитальных плоскостях сдвинуты относительно соседней на Н 5' (рис. 4.6).
Высоте круговых орбит, равной 19100 км над поверхностью Земли, соответствует номинальный период обращения НКА Т = =- 11 ч 15 мин 44 с (2, 7), не краглный периоду суточного вращения Земли. Орбиты с таким периодом, называемые несинхронными, менее чувствительны к возмущениям, обусловленным неоднородностью гравитационного поля Земли по сравнению с синхронными круговымн орбитами (Т вЂ” — 12 ч 00 мин), используемыми в системе ОРИ (см. далее).
Действительно, след синхронной орбиты НКА на поверхности Земли раз в сутки 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 7 сут 23 ч 27 мин 28 с) перемешается относительно поверхности Земли, при этом возмущения орбит для всех НКА в среднем практически одинаковы (21. 4.3. Подсистема НКА СРЯ В США разработки концеппии среднеорбитальной ГНСС второго поколения были начаты в ! 970-е годы.
Полномасштабные работы по созданию и испьпанию ГНСС, в то время называвшейся МАч'ЯТАВ., начались в 1978 г. запуском четырех НКА. Полное раз- „тывание ГНСС, в настоящее время официально именуемой ОРИ, верты завершилось в 1995 г. Гак же, как и ГНСС ГЛОНАСС, ОРБ имеет статус системы двойого применения, за ее военное использование ответственность не- т Министерство обороны, а за коммерческое — Министерство транс- пораСША.ОНОВ мдоу е,р ламе ру щ мис ние системы, является Интерфейсный контрольный документ ОРИ (15), распространение которого возложено на компанию АКПЧС, Штатная орбитальная группировка ГНСС ОРБ состоит из 24 осиовиьгх НКА, расположенных на шести круговых орбитах. Дополпительно на некоторых орбитах могут находиться резервные НКА, предназначенные для сохранения параметров системы при выходе из строя основных НКА (рис.
4.7). Наклонение орбитальных плоскостей >«> = 55'; долготы восходящих узлов различаются на 60'. Высоте орбит около 20 000 км соответствует период обращения Т = = 12 ч 00 мин, т. с. орбиты НКА ОРИ являются си>пронныл>ю >> е е я В с Рис. 4.7. Орбитальная группировка ОР8 В процессе создания эксплуатации ГНСС ОРИ НКА подвергались неоднократной модернизации (рис. 4.8). Опытные НКА № 1-12 (Блок-«) были сконструированы так, чтобы поддерживать нормаль>'ую работу без контакта с наземными средствами в течение 3 — 4 дней. НКА, предназначенные для регулярной эксплуатации, получили наименование Блок-П, Блок-ПК НКА Блок-П (№ 13-40) обеспечивает местоопределение без контакта НКУ в течение 14 дней, НКА Блок-Пй (№ 41-66) должен обеспечивать меспюпределеиие ез контакта с НКУ по крайней мере в течение 14 дней при работе с~~местно с НКА Блок-11 и в течение минимум 180 дней с работающей системой автономной навигации Ап1опак 43 Теауаме состоиние системы Ора на 19.01.07 44 4, 2 1"; „.
- 6Ь р т (и.;йг <аегр сл Р ° гакАеааази ° 12 ка огата Программа модернизации системы ОРВ еаГ~ 2005г2007 Стт емгги ннн ги н. м,и„, Ф~ Рис. 4.8. Состояние и перспективы развития орбитальной группировки ОРБ Для реализации технологии Ап1опач на НКА Блок-ПК размещаются средства межспугниковой связи, обмена данными и измерения взаимных дальностей, позволяющие проводить автономную синхронизацию БШВ и автономное уточнение параметров орбит. Именно эти средства и обеспечивают автономную работу ГНСС в течение 180 дней без существенного ухудшения точности (СКО определения координат в течение указанного периода не более 16 м) с сохранением характеристик по устойчивости функционирования.
При отсутствии системы Ач1опач такая точность может бьггь сохранена только в течение двух недель. Следует отметить, что зта технология может быть реализована лишь при наличии на орбите не менее 1б НКА типа 11-К. Перспективные НКА Блок-НР, предназначенные для замены НКА Блок-11В., предполагают увеличение срока службы до 14 и более лет, а также совершенствование структуры сигнала и координатно- временного обеспечения НКА.
В частности, на этих НКА будет установлена система межспутниковых измерений Сгозз)ий )апач, являющаяся развитием технологии Атг1опак Рассматривается возможность включения в систему наземных станций межспутниковых 44 ~аралий, аналогичных тем, что размещаются на НКА. Утвержизмере ся что наличие даже одной такой станции позволяет существендаетс, повьюить точность зфемеридных измерении в условиях ограничени „ий на расположение наземных КС.
Контрольные вопросы Обобщенная структурная схема СРНС. Чем и почему отличаются шрукгуры ГНСС и РНС наземного базирования? 2. Структура и параметры орбитальной группировки ГЛОНАСС, З, При каком минимальном числе рабочих НКА система ГЛОНАСС сохраняет расчетную точность, при каком — полную функциональность? 4 Какие модификации НКА используются в ГЛОНАСС в настоящее время, какие являкпся перспективными? Их краткие характеристики.
5 Какие основные цели должны быть достигнуты а ходе выполнения ФЦП ГЛОНАСС? Какие проблемы необходимо лля этого решить? б. Параметры орбит НКА ГЛОНАСС. Какого типа (синхронные или несинхронные) эти орбиты? На чем основан такой выбор? 7. Структура и параметры орбитальной группировки. В чем основные различия ОГ ГЛОНАСС и ОРВ? 8.
Какие модификации НКА используются в ОРИ в настоящее время, какие являются перспективными? Их краткие характеристики. 9. Какую задачу решает межспутниковая ралиолиния н бортовая аппаршура межспутниковых измерений? Какие преимущества обеспечивает технология автономной навигации? )о. Как называется документ, которым официально регулируются азаимоопюшения потребителя и ГНСС? 5. ПОДСИСТЕМА КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ГНСС. СИСТЕМЫ ВРЕМЕНИ, КООРДИНАТ И МОДЕЛИ ЗЕМЛИ, ИСПОЛЪЗУЕМЫЕ В ГНСС Круг задач, стоящих перед наземными комплексами контроля и управления ГЛОНАСС и ОРИ, так же, как и базовые подходы к их решению, имеют много общего.
Соответственно, сходны структура и принципы функционирования этих систем. Различия имеготся в размещении средств на поверхности Земли — НКУ ГЛОНАСС в настоящее время базируется только на национальной территории; НКУ ОРБ изначально проектировался в расчете на глобальное размещение. Кроме того, существуют отличия также в технических характеристиках используемых средств, некоторые различия в используемых системах единого времени и координат.
Лдлее приводвтч ся краткие описания НКУ обеих ГНСС. 5.1. Подсистема контроля и управления ГЛОНАСС Подсистема контроля и управления (НКУ) ГЛОНАСС включает в себя ряд взаимосвязанных элементов, важнейшими из которых являются: ° центр управления системой (ЦУС); ° центральный синхронизатор (ЦС); ° контрольные станции (КС). НКУ решает следующие основные задачи. 1.
Проводит траекторные измерения для контроля, уточнения и прогнозирования параметров орбит (эфемерид) НКА. 2. Выполняет временнйе измерения для определения и прогноза отклонений БШВ, формируемых синхронизаторами всех НКА, атно- сительно общесистемной шкалы времени (СШВ), формируемой ЦС. 3. Формирует массив служебной информации, содержащий прогноз эфемерид, поправки к БШВ НКА, альманах и другие данные. 4. Обеспечивает передачу (нзакладку») этих данных в бортовой компьютер НКА для включения в навигационное сообщение, передаваемое потребителю, а также для коррекции БШВ (их синхронизации с СШВ). 46 5 Надет радиотелеметрический контроль, диагностику н прогноз со оз со янин Гюртовой аллар уры НКА. б Выполняет мониторинг качества радионавигационных сигналов излучаемых НКА, с целью выявления возможных неисправно- й и отклонений в работе бортовой аппаратуры„контролирует сдвиг фазы дальномерного сигнала НКА относительно фазы сигнала ЦС.
7, Осуществляет планирование, программное и командное управление полетом НКА и функционированием бортовых систем, 8. Планирует работу всех элементов НКУ, обработку и обмен данными между его элементами. укрупненная схема подсистемы контроля и управления приведена на рис. 5.1 ~2зь Рассмотрим основные функции, выполняемые составными частями НКУ. На спутники Рис. 5.1. Укрупненная схема подсистемы контроля н управления: — измерения; -~ ~ — команды; — время; — — — телеметрии; — — измерения Центр управлении системой (ЦУС), соединенный каналами связи различных типов со всеми элементами НКУ, осуществляет планирование и координацию всех используемых в его работе средств.
В том числе, НКУ на основе полученных данных пропюза эфемерид и частотно-временных поправок с помощью баллистического центра проводит расчет пространственно-временных характеристик группировки НКА. При этом используются данные системы единого времени, системы определения параметров враше"ия Земли, систем мониторинга гелио- и геофизической обстановки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
