Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1151865), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Из нее формируется служебная информация в заданном виде (форме) и передается на КС для закладки на борт спутника. Высокая точность расчета траектории движения спутника достигается в основном за счет разработки адекватной модели движения спутников, описываемой системой дифференциальных уравнений и учитывающей следующую совокупность сил: притяжение Земли (с учетом аномалий), Луны и Солнца; воздействие лунно-солнечных приливных вариаций геопотенциала, давление солнечного излучения.
Основным фактором, определяющим характер движения спутника, является геопотенциал, возмущающая часть которого задает общую эволюцию орбиты. Действие остальных возмущающих факторов примерно в 1000 раз меньше воздействия геопотенциала. Задача определения начальных условий движения спутника, а также расширенного вектора состояния решается на основе математической обработки измерений, полученных на восьмисуточном интервале наблюдений методом наименьших квадратов (см. п. 6.4.3), который в настоящее время является основным методом статистического оценивания траектории движения спутника [10.31. 369 1"лава 10 Формирование альманаха. Расчет альманаха (определение альманаха и его структура описаны в п.
11.4.3) в системе ГЛОНАСС осуществляется на заданном интервале с шагом расчета 1 сутки. Информация альманаха системы предназначена, в частности, для выбора потребителем созвездия спутников, по которым определяется местоположение. Результаты расчетов записываются в базу выходных данных. Из них формируется служебная информация и передается на КС для закладки на борт спутника.
Оценка точности эфемерид. В процессе проведения типовых операций управления производится неоперативное оценивание точностных характеристик эфемерид, ежесуточно уточняемых для каждого спутника. С учетом уточненных на данных технологических сутках опорных эфемерид рассчитывают эталонные (осредненные на интервале измерения) кинематические параметры движения и вычисляют максимальные отклонения оцениваемых опорных эфемерид, прогнозируемые на 30 ч, относительно эталонных.
Вектор максимальных отклонений записывается в БД и используется при вычислении выборочных оценок точности эфемеридного обеспечения за определенный интервал времени для отдельных спутников или всей системы в целом. Оценка возможности применения КС. Контроль возможности использования КС в интересах эфемеридного обеспечения осуществляется в два этапа. На первом этапе оперативно 1ежедневно) после окончания выполнения типовых операций управления оценивается качество работы КС как по составу всей орбитальной группировки, так и в течение десятисуточного интервала предыстории.
На втором этапе — неоперативно (ежемесячно) в конце каждого месяца. На этом этапе более углубленно оценивается качество работы КС, так как оцениваемый интервал берется равным не менее месяца, и принимается решение о дальнейшем использовании данной КС в ПКУ ГЛОНАСС. Определение параметров вращения Земли. Для обеспечения СРНС ГЛОНАСС параметрами вращения Земли в системе организовано оперативное определение координат полюса Земли, эксцесса длительности суток по данным измерений КС на основе совместного уточнения ПВЗ и вектора состояния системы. Специально разработанные методики позволяют определить и всемирное время в процессе эфемеридного обеспечения системы. Точность получаемых результатов оценивается для координат полюса на уровне 15...20 см, для длительности земных суток — 0,5 мс и для всемирного времени — 1 мс.
Регулярное определение ПВЗ по данным наблюдений НС в режиме оперативной службы осуществляется наземным комплексом ГЛОНАСС с 1984 г. Получение этих данных методически и организационно тесно связано с технологией информационного обеспечения спутников ГЛОНАСС, что определяет высокую надежность и оперативность определений, однородность и равномерность распределения данных, а также приемлемую для практических применений точность получаемых значений ПВЗ. Однако это привносит неко- 370 Наземный сегмент (подсистема контроля и управления) торую специфику в технологию определения ПВЗ. В первую очередь — это региональное размещение КС исключительно на территории России и особенности орбитального построения системы. Определение ПВЗ проводится в процессе технологического цикла управления спутниками ГЛОНАСС, предусматривающего проведение ежесуточных вычислений орбит спутников и ПВЗ по данным наблюдений каждого спутника за предшествующие 8 суток.
В каждом таком решении получают оценки трех значений ПВЗ вЂ” двух координат полюса Хр, Ур и скорости вращения Земли (эксцесса длительности суток Р). Текущие значения координат полюса и скорость вращения Земли уточняются в процессе обработки наблюдений методом наименьших квадратов на восьмисуточном интервале. Этот интервал обеспечивает наилучшее усреднение и компенсацию неучтенных возмущений. Всемирное время определяют при сопоставлении результатов текущих определений орбит спутников с их эфемеридами, вычисленными с использованием данных ПВЗ, согласованных на некоторую начальную эпоху с данными Международной службы вращения Земли. Таким образом, при выполнении каждого суточного технологического цикла получают и реализаций оценок всех четырех параметров: Хр, )'р, Р и (13Т1 — БТС), где и — число спутников.
Усреднение этих данных с исключением аномальных значений дает возможность получить более точные оценки суточных значений ПВЗ, которые и составляют ряды данных ПВЗ, определяемых в ПКУ. Обработка результатов ежесуточных определений ПВЗ осуществляется в ЦУС еженедельно. Полученные результаты передают в вычислительный центр Государственных определений ПВЗ, где используют для вывода срочных и окончательных значений ПВЗ и публикуют в Бюллетене серии Е Госстандарта РФ.
Рассмотренные задачи эфемеридного обеспечения решаются в автоматизированном режиме. Требуемая достоверность служебной информации и значительное снижение нагрузки по анализу результатов и нештатных ситуаций достигается включением в пакет помимо основных указанных задач по обработке ИТП программных модулей по контролю входной и выходной информации, а также промежуточных расчетов. 10.2.3. Технология определения траектории движения спутника Технология обработки ИТП и определения траекторий движений спутников ГЛОНАСС включает несколько вариантов в соответствии с требованиями к точности нахождения и прогнозирования эфемерид спутника, предъявляемыми на различных этапах полета, и составом измерений.
К таким этапам можно отнести: выведение спутника на орбиту; приведение и постановка спутника в системную точку с заданными значениями периода обращения и угловым положением в системной плоскости. 371 Глава 10 В типовых операциях управления ПКУ ГЛОНАСС предусмотрено использование измерений КС в запросном режиме с двумя разновидностями ДН бортовой антенной системы — всенаправленной и узкой.
В первом случае точностные характеристики измерений запросной дальности находятся в пределах от сотен метров до десятков километров. Такие измерения выполняют только на первом этапе полета НС. Проведение измерений во втором случае определяет начало операций по приведению и постановке спутника в заданную системную точку. Требования к точности определяют, исходя из необходимой точности коррекции орбит по периоду обращения или точности постановки в системную точку с заданными периодом обращения и угловым положением (0,1 с по периоду обращения и О,1' по угловому положению).
Определение параметров движения спутника производится по запросным измерениям дальности и радиальной скорости в два этапа. На первом этапе определяются параметры движения спутника по измерениям радиальной скорости с последующей переработкой этих измерений с использованием уточненных по ним начальных условий движения. На втором этапе вычисляются параметры движения спутника по измерениям дальности и радиальной скорости. Параметры движения спутника на участках приведения и постановки спутника в системную точку находят на мерных интервалах продолжительностью 14 витков. Технология эфемеридного обеспечения на этапе штатной эксплуатации основана на использовании высокоточных измерений дальности КС и включает предварительную обработку измерений (расшифровка данных измерений КС с последующим устранением неоднозначности измерений дальности, калибровкой, приведением измерений к центру масс спутника для компенсации выноса бортовой антенны, учетом ионосферной и тропосферной рефракции).
Поправка, учитывающая влияние условий распространения сигнала в тропосфере, рассчитывается по данным метеоусловий в районе КС. Решение проблемы высокоточных определений орбит возможно при создании высокоточных математических моделей движения и измерений, на точность которых влияют следующие факторы: геофизические, определяемые погрешностью задания системы координат и гравитационного поля Земли; геодинамические, связанные с нахождением координат полюса и неравномерности вращения Земли; а также факторы, обусловленные учетом негравитационных возмущений в модели движения.
В основе таких моделей лежит понятие согласующих моделей, которые представляют собой системы геофизических параметров и параметров, определяющих математическую модель движения НС по данным обработки навигационных измерений. Они не являются фундаментальными, а пригодны только для конкретных орбит и позволяют при наличии высокоточных измерений параметров движения НС и достаточно полном описании действующих на них сил уменьшить влияние погрешностей оп- 372 Наземный сегмент (подсистема контроля и управления) ределения геофизических и геодинамических факторов на точность определения эфемерид конкретного НС за счет уточнения координат измерительных пунктов, параметров гравитационного поля Земли, параметров вращения Земли и включения координат КС и других параметров согласующей модели в состав расширенного вектора состояний НС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
