Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Грубый и точный коды одинаковы для всех НИСЗ системы. Временнйя диаграмма непользования высокоточной компоненты сигнала следующая: !00 мс предназначены для поиска точного кода, 13,25 мс — для захвата фазы несущей и 75,75 мс — для приема информации н обеспечения режима слежения за точным кодом.
В системе «Навсат» навигационные сигналы формируются не на борту НИСЗ, как в системе «Навстар», а на региональном наземном центре управления, в зоне действия которого в данный момент находится НИСЗ. Это приводит к упрощению бортовой аппаратуры НИСЗ, а также к затрудис. пню несанкционированного использонппии системы. Снгнвзпк гформн(юнинныг на наземном центре, будут персизлучвтьск спутником-рстрннслнтором. !1ри рсо рвнсляции происходит юг«образование частоты навигационных снгиалоа, !1гстабильиость бортового генератора НИСЗ рас~ннрнет диапазон чэстогного поиска сигналов иа П и увеличивает среднеквадратнчсскнс погрсшиости (СКП) измерения псевдодалыюсти и псевлоскоростн.
Длн ослаблении »липкин нестабильности частоты бортового генератора в кадр передаваемой со спутника информации включаются параметры коррекции генератора. 71 Ионосферная погрешность нэмереннн РНП будет компенснроваться алгорнтмнческн с нспальзованнем ннформацнн, передаваемой в кадре наангацнонного' снгнала; нзлученне второй частоты в системе не предусмотрено.
Информационное саобщенне помнмо ноносферных поправок (64 бнт) н поправок к частоте генератора (14 бнт) содержнт эфемернды (376 бнт), слово начала цнпла (42 бнт), маркер сообщения (5 бнт), ндентнфнкатор НИСЗ (5 бнт), техническое состоянне НИСЗ (6 бнт] н резерв (161 бнт), всего 700 бнг ннформацнн. Резерв предусмотрен для дополннтельных команд н для нспользовання кодов, нсправляющнх ошибки в сообщениях. Энергетнческне характернстнкн н ожндаемая точ. ность.
Излучаемая мощность передатчнка НИСЗ Р=100 Вт, коэффнцнент уснленнн передающей антенны 11,5 дБ; мощность сигнала, прнннмаемого на П, прн нулевом усилении приемной антенны н шумах прнемкнка — 199 дБВт/Гц составляет — 176 дБВт. Ожидаемые СКП нзмерення псевдодальностн н скоростн ее изменения составляют 2 м н 0,727 м/с соответственно. Ожндаеман СКП место. определеннп 10 м. Дальнейшее совершенствование снгналов снстемы «Напсат> связано с намеке. пнем концепцнк построення гражданской навнгацнонной системы, вызванным заменой требовання глобальностн системы более гибким требованнем обеспечення на начальном этапе соэдання системы ее региональности (прн огранкченном объеме аппаратуры) н возможностн наращивания ее до глобальной на заключительном этапе. Улучшенный твкнм образом вариант снстемы <Напсат» будет базнроваться на другой баллистической структуре.
Сеть НИСЗ предложено создавать на основе 6 геостацнонарных НИСЗ н 12 НИСЗ, расположенных на шести двенадцатичасовых высокоэллнптнческнх орбитах с наклоненнем 64'. Вгледстане изменения сети НИСЗ нзменен н формат навнгацнонных снгналов: пернод нэлучення сигналов всеми спутннкамн снстемы разбнвается теперь на 9 временных окон, каждое нз которых отводятся соответствующей паре спутников; увелнчены защктные интервалы до 105 мс; уточнены длнтельностн каждой нз трех компонент сигнала н объем передаваемой ннформацян.
ПринциП построення сигнала остается прежним. 4.5. ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА СТРУКТУРЫ СИГНАЛОВ В АКТИВНЫХ ВАРИАНТАХ СРНС Основные требования, предъявляемые к сигналам как пассивных, так и активных СРНС, перечислены в 9 4.1, но к сигналам активных СРНС предъявляется ряд дополнительных требований, обусловленных особенностями построения активных систем. В отличие от пассивных СРНС, обладающих неограниченной пропускной способностью (под пропускной способностью здесь понимается число П, обслуживаемых системой в единицу времени), пропускная способность активных систем ограничена и существенно различна для двух вариантов их построения: с регулярным доступом к ретранслятору НИСЗ нли со случайным (см.
рис. !.2). На пропускную способность активных систем с регулярным доступом к ретранслятору НИСЗ влияют следующие факторы: пропускные способности запросного и навигационного (П— НИСЗ вЂ” НЦН) радиоканалов; скорость обработки данных в НЦН; пропускная способность канала передачи данных потребителю. Результирующая пропускная способность системы ограничивается пропускной способностью наименее производительного 72 ее участка. Обычно таким участком является навигационный радиоканал, пропускная способность которого невелика (единицы потребителей в секунду), так как она сушественно зависит от навигационного сигнала, выбираемого с учетом дополнительных требований к тактическому использованию радиоканала.
Пропускная способность активных систем со случайным доступом к ретранслятору ИСЗ ограничивается в основном взаимными помехами между сигналами различных объектов, Пример такой системы и ее анализ будет приведен в $6.4. Таким образом, к сигналам активных СРНС предъявляется дополнительное требование — обеспечение возможности реализации высокой пропускной способности системы. Другим важным требованием„характерным для активной системы, является обеспечение возможности совмещения активной радиолинии со связной или с радиолинией пассивной СРНС. Наличие ретранслятора в радиоканале активной СРНС, соединяюшего две радиолинии: П вЂ” ИСЗ н ИСЗ вЂ” НЦН, также влияет на выбор сигналов, в частности, на способ разделения сигналов различных П. Следует отметить, что требование разделимости сигналов от различных излучаюших объектов предъявляется как к сигналам пассивных сетевых СРНС, так и к сигналам П активных систем, однако число разделяемых П сушественно отличается, поэтому и конкретные решения в активных и пассивных системах также различны.
Подробно вопросы разделения излучений в пассивных и активных СРНС рассматриваются в гл. 6. В $6.4 на примерах конкретных вариантов активных СРНС проводится анализ требований, предъявляемых к сигналам активных СРНС. ГЛАВА 5 ЭНЕРГЕТИКА НАВИГАЦИОННЫХ РАДИОЛИНИЙ $.1. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ И НАВИГАЦИОННЫМ РАДИОЛИНИЯМ Навигационная радиолиния (НРЛ) предназначена для передачи навигационных сигналов от передаюшей станции к пункту приема. В зависимости от того, пассивна нли активна оив (см. $ 1.3), рассматривастсн радиолнпни пассивной системы нлн раднолинин с ретрансляцией радионавигационных сигналов. В гл.
4 показано, что для обеспечения современных требований к СРНС сигнал должен иметь сложную структуру, позволяющую удовлетворить ряду противоречивых требований. Г)оэтому к навигационным радиолииням СРНС предъявляются повышенные требования, основными из которых являются обеспечение 73 а месте приема высокого энергетического потенциала н минимум искажения фазовых соотношений навигационного радиосигнала. Методы реализации первого нз указанных требований в СРНС и в линиях космической радиосвязи существенно различаются. Если в линиях радиосвязи для повышения энергетического потенциала применяются остронаправленные антенны, то в СРНС такие антенны неприемлемы, так как при фиксированном числе НИСЗ это привело бы к значительному уменьшению рабочей зоны системы. Особенностью является также и то, что радионавигационное поле СРНС должно охватывать все околоземное пространство для обслуживания н высотных потребителей (П), в связи с чем углы раскрыва антенн НИСЗ и П должны быть еще больше и, следовательно, энергетический потенциал радиолинии будет еще ниже.
Второе из требований, предъявляемых к НРЛ СРНС,— сохранение фазовых соотношениИ в радионавигационном сигнале — специфично для РНС, поскольку навигационная информация как дальномерная, так н эфемерндная содержится в фазе принимаемого сигнала. Поэтому для выполнения требований к НРЛ при их проектировании должны учитываться более тонкие физические эффекты.
В связи с этим при рассмотрении энергетики навигационных радиолиний основное внимание уделим таким вопросам, как исключение рефракционных ошибок, распределение мощности между каналами измерения дальности и скорости на различных частотах при двухчастотном способе' измерения, энергетические расчеты для высотных П и выбор углов раскрыва антенн П и НИСЗ. АХ.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЯМОЙ И РЕТРАНСЛЯЦИОННОЙ РАДИОЛИНИЙ СРНС Навигационная радиолиния (НРЛ) пассивной СРНС. Пропускная способность такой радиолинин (см. рис. 4З), оцениваемая, как и ранее (см. $ ЕЗ), числом одновременно определяющихся П, не ограничена. П(ередаюшая и приемная антенны, характеризуемые коэффициентами усиления мощности б„„и б„по отношению к изотроппому излучателю, соединены с передатчиком и приемником фидерамн, нмеющимн коэффициенты передачи мощности тмч, и п»р. Передатчик НИСЗ характеризуется эффективной мощностью Р„„на частоте 7, Мощность, излучаемая передающей антенной в заданном направлении, Р» =Р»ерп»»рб»ер Трасса распространения характеризуется суммарным ослаблением энергии радиосигналов (.х между передающей и приемной антеннами: Ех = 141„„, где (.0 — ослабление радиосигналов в 74 свободном пространстве; Е„,„— дополнительныс потери, обусловленные затуханием сигналов в атмосфере Земли и другими возмущающими факторами.
Мощность сигнала на входе приемника Р, = Р...тир С„рЫ' = аРя,„, (5.!) где и= СнерСнрг!н,рс(ирс., и~ест смысл коэффициента передачи радиолиняя. Если задается минимальное отношение сигнал-шум на входе приемника г).„=Р,/Риь а определяется необходимая мощность Р„„ то в (5.!) необходимо заменить ее значением Рнр — — ц,„Р,„,„, где Р,„— мощность шума, приведенного к входу приемника, и преобразовать (5.!) к виду (5.2) Рнер и г)вгРш вг.
Формулы (5.!) и (5.2) являются исходными прн проектировании радиолиний СРНС [56, 54, (09). Количественные оценки составляющих суммарного затухания н мощности шума Рн,„ даны в $ 5,3. Навигационная радиолиния активной системы. Предназначена для передачи навигационных сигналов, излучаемых П, через ретранслятор спутника на НЦН, где производится определение координат П. Анализ активных НРЛ имеет особенности, обусловленные сравнительно низким энергетическим потенциалом НРЛ, что требует учитывать тонкие эффекты (такие, как случайность фаз переизлучаемых сигналов), а также когерентпость ретрансляции. Навигационная радиолиния активной системы состоит из двух участков, связанных ретранслятором НИСЗ: П вЂ” НИСЗ и НИСЗ вЂ” НЦН.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
