Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации и их применения (2000) (1151868), страница 12
Текст из файла (страница 12)
с кварцевым и рубидневым стандартами частоты; за ннм последовало создание КА НТБ-2 и ИТБ-3 соответственно с цезиеаым и водородным стандартами. В течение этого периода времени точность синхронизации возросла с Е-11 до Е-1 2...Е-13 и выше, выросла и высота орбит спутников (с 925 км до 13000 и затем 20000 км), изменилась несущая частота передатчиков (с 400 МГц до 1227 и 1575 МГц). В течение первого этапа программы Навстар проводилась оценка обшей концепции и были разработаны НКА Блок-1. П-й этап полномасштабной разработки и испытаний начался в 1978 г.
с запуска первых 4-х НКА (табл. 3.1 подготовлена на 7.4.1999) (1). В 1995г. система оказалась практически развернутой. В настоящее время в системе находится 26 НКА Блок-П и два НКА нового поколения Блок-ПК (табл.3.1), запуск которых был осуществлен 22.7.1997 и 7.10.99. НКА Блок-ПК будут запускаться до 2002 г., после чего им на смену придут НКА Блок ПР. За зто время примерно 60 фирмами создано более 400 типов приемной аппаратуры потребителей различного назначения, которая в настоящее время эффективно используется не только для решения военных, но и огромного числа грюкдвнских задач, включая такие, как строительство и земледелие.
Прогнозируется, что общий мировой рынок продаж продуктов ПРБ к 2002 г. соспвит 16 млрд. долл. СПУТНИКОВАЯ РАДИОНАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОРВ Таблица В. $ (окончание) Время работы, месяцы Номер кода РВИ Причина отказа Дата вы- вода Номер НКА Дата запуска Дата ввода в работу Тип НКА Слет 26.11.90 П-10 10.12.90 23 в боте 24 24 3.7.91 30.8.91 П-11 91,2 24.3.92 23.2.92 в работе П-12 25 84,4 9,4.92 25.4.92 П-13 28 83,4 26 23,7,92 7.7,92 в аботе в аботе в боте 80,5 П-14 27 30.9.92 78,2 П-15 27 АЗ П-16 32 22.11.92 11. 12.92 29 18.12.92 4.!.93 в аботе в боте 75,1 П-17 Р4 22 2.293 4.4.93 П-18 22 В1 П-19 30,4.93 13,4.93 СЗ в аботе 71,8 13.5.9Э 69,8 11-20 37 12,6.93 26.6.9Э 2! .7.93 в боте 68,5 П-21 А! П-22 30.8.93 В4 20.9.93 П-23 34 26.10.93 !.12.93 64,2 П-24 10.3.94 28.3.94 60,3 28.3.96 П-25 33 9.4.96 в боте в боте 35,9 П-26 40 10 16.7.96 ! 5,8.96 31,7 30 30 1 !0.96 в боте 30,2 П-27 В2 П-28 38 6.11.97 18.12.97 А5 в боте 15,6 17.1.97 Фч 42 Блок Пк-1 ПК-2 22.7.97 43 13 31.1,98 14,2 Примечание; ' ЕРБ — предположительно система зфемервлнсго обеспечения; ь' СТК вЂ” системы слеже- ния, телеметрии, контроля.
3.2. Назначение, общая характеристика и состав системы Глобальная спутниковая система ОРБ предназначена для высокоточного определения трех координат места, составляющих вектора скорости и времени различных подвижных сбьектов. Система разработана по заказу и находится под управлением МО (ВВС) США. В интересах мирового сообщества она используется в соответствии с положениями [3]. Перспективы ее использования определяются также (4].
США предоставляют систему в стандартном режиме для гражданского, коммерческого и научного использования без взимания за зто специальной платы. Определено, что за использование системы грвкданскими потребителями ответственность несет Министерство транспорта США. В соответствии с Интерфейсным контрольным документом ОРЯ (1С(3-200С-002, 25,9.97 (5]), основными разрабтлчнклми и создателями (соппвсввъ) системы являются: ГЛАВА З ° по космическому сегменту — КосЬтей Ипегпм!опа! Брасе Бумего 111тшоп (НКА Блок- ИИ(А/ПР), Маггщ Мапепа Азпо Брасе 13!Мз!оп (Блок-!1К); ° по сегменту управления — 1ВМ, гебега! БузГеглз Сопзрапу„.
° по сегменту потребителей — Кос!очей 1пгегпаг!опа(, Со!Ипз Аиопни а Сощвшпсабоп Ыт!з!оп. Документом, устанавливающим взаимоотношения потребителей с системой, является Интерфейсный контрольный документ ОРБ [51, за распространение которого несет ответственность корпорация АИХС. Система ОРБ состоит нз космического сегмента, сегмента управления (наземный командно-измерительный комплекс, КИК) и сегмента потребителей (рис.
3.1). Рмо. 3.1. Система НРЗ 3.3. Космический сегмент 3.3.1. Орбитальная группировка Космический сегмент образован орбитальной группировкой, номинально состоящей нз 24 основных НКА и 3-х резервных НКА. НКА находятся на 6 круговых орбитах высотой примерно 20000 км, наклонением 55' н равномерно разнесенных по долготе через 60'. Схематично размещение НКА на орбитах на 19.1.1999 г. может быль проиллюстрировано рис.
3.2. СПУТНИКОВАЯ РАДИОНАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОРВ 19 января 1999 г. 9:00 ЦТС 1Е0,0 -90,0 Рис. 3.2. Размещение НКА ОРЗ на орбитах Состояние орбитальной группировки на 7.02,2000 г. может харадтернзоватьсл следугошей табл. 3,2 ~21: Таблица 3.2. Состояние орбитальной группировки В ней бугшами А, В, С, О, Е, г обозначены шесть орбитальных плоскостей; обозначе- ния СЗ и йВ приняты соответственно для цезиевого н рубидневого стандартов частоты, определлгоппгх местное время НКА, 3.3.2. Навигационный космический аппарат Система ОРБ последовательно базировалась и базируется (табл. 3.1) на постоянно совершенствуемых НКА Блок-1, Блок-П, Блок-ПА. В настоящий период начался запуск НКА Блок-ПК, которым в следующем тысячелетии будут наследовать НКА Блок-ПР.
В табл, 3.3 с использованием [6, 71 приведены характеристики указанных НКА. Таблица 3.3. Характеристики НКА ь Пе другим лзлиим срок активно а существования Блок- ПК 1О лет. В состав бортового оборудования НКА входат следующие подсистемы: синтезатор частот, блоки формирования и передатчики навигационных сигналов, средства синхронизации и временного обеспечения или бортовые "часы" (на НКА Блок-П используются два рубидиевых со стабильностью 5зЕ-13 и два цезиевых стандарта частоты со стабильностью 2ьŠ— 13), бортовое вычислительное устройство в составе основной н двух резервных ЭВМ, подсистемы ориентации в процессе наведения и на орбите, телеметрии, приема команд и ретрансляции сигналов наземного комплекса управления, терморегулнрования н электропитания.
Антенная система в линии передачи данных использует конические и спирально-конические антенны. Для передачи навигационных сигналов используются фазированные антенные решетки пз спиральных издучаюшнх элементов [3]. На НКА имеются также двигатели для коррекции орбиты и шцпвтели системы ориентации. Ориентация в пространстве осуществляется с помощью системы специальных датчиков. Подсистема телеметрии включает радиолиини передачи данных о состоянии бортовой аппаратуры в сегмент управления.
По этим же линиям с земли поступает поправки к эфемеридам и показаниям бортовых "часов". Для точного определения орбит НКА используется запросный метод н на НКА аппаратура ретрансляции запросных слгналов с земди. По соответствующим измерениям задержки этих сигналов осуществляется точное определение параметров орбит н параметров движения НКА. Опытные НКА №1-11 (Блок-1) были сконструздрованы так, чтобы обесцечзшать нормальную работу ло определению места в течение 3-4 дней без контакта с землей. Оперативные НКА получили наименование Блок-П, Блок-ПА, Блок-ПК.
НКА Блок-11 (№ 13-21) должен был обеспечивать местоопределение без контакта с землей в течение 14 дней. НКА Блок-ПА (№22-40) должны обеспечивать функционирование системы в течение 180 дней без контакта с землей. Повышение автономности работы достигается за счет прогнозирования и компенсалии погрешностей координатно-времеиного обеспечения НКА на коротком и длительном интервалах работы, обеспечиваемых за счет записи большого количества данных в памати бортового компьютера НКА.
В первом случае, через 14 дней погрешности местоопределения ма- СГ)УТНИКОВАЯ РАДИОНАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОРВ тут достнгать 425 м (сферическая вероятная опшбка, СВО), во втором случае, через 180 дней СВО может достичь величины 1О км. НКА Блок-ПК (№4!.бб) должен обеспечивать местоопределение без коытакта с землей по кра(ыгей мере в течение 14 дней при работе совместно с НКА Блок-ПАВ в теченые минимум 180 дней с работавшей системой автономной навигации (Аппюач) при работе только спутников Блок-11В. Отметим также, что на бартах НКА Блок-11К размепшются средства межспугиикоаой связи, обмена данными н измерения взаимных дальностей, позволявшие проводить автономную сннхроынзацню "часов" НКА и автономное угочненне параметров орбит.
Именно эти средсша ы предназначены для обеспечения автономной работы СРНС в течение 180 дней без сушественного ухудшения точности определения координат (1б ы, СВО) с удшюепюренвем прель- являемым требованиям по устойчивости функционирования. Следует заметить, что эта способность может быть реализована люль после запуска необходимого числа НКА Блок-ПК. Подсистемы терморегулирования включщот теппоотводвцие панели и электронагревательные элементы. Энергопитание осупиствляется от панелей солнечных батарей.
В перыад прохождения через тень Земли првмеюпотся никель-кадмиевые аккумулаторы, НКА Блок-ПР предназначены для замеыы НКА Блок-!!й, предполагают увеличение срока службы до 14 и более лет, а также савершенагвование структуры сыпала ы коорднюпно-временного обеспеченна НКА (см. раздел 3.8). 3.3.3. Структура навигационньях радиосигналов Передатчики НКА ОРБ излучают два непрерывных сипвла на часппвх 1,! ы 1.2. Несущая частота 1.1 состоит иэ двух компонентов, которые находятся по фазе а хвадратуре друг к другу (сдвинуты на я/2) для удобства их разделения. Первая — модулируются двумя двоичнымн последовательностями (дальномерный псевдослучайный Р-код и информационная ыоследовательносгь линии передачи данных), скяадываюпюмнся по модулю 2, Вторая — также модулнруется двумя двоичными последовательностями (дальномерный псевдослучайный С/А-код и информационная последовательность), складывающимиса по модулю 2.
Обе ннформационные последовательности содержат информацию об эфемеридах НКА, системном времени, поведении "часов" НКА, статусе сообпиння н др. Несущая частота 12 имеет один компонент и модулируется двумя двоичными последовательностями (как правило, дальномерный псевдослучайный Р-код или С/А-код и информацнонная последовательность линии передачи данных), складывающимися по модулю 2. Здесь также предусмотрен режим использования только Р(г)-кода, когда информационная последовательность вообще не передаетса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
