Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Поэтому при измерении относительно каждого НИСЗ двух навигационных параметров (НП) для набора минимально необходимого числа измерений требуется одновременная видимость минимум четырех НИСЗ. В связи с этим детальной проработке подвергалнсь такие варианты СРНС, которые обеспечивают в любой точке земной поверхности видимость не менее четыоех НИСЗ или, иначе говоря, создают 4-кратное покрытие земной поверхности зонами видимости спутников. Интерес приобрели высокие НИСЗ с суточным периодом обращения как обладающие значительной зоной видимости (угловой диаметр 162'). локализованной в определенном районе земной поверхности. Однако практического применения они пока не нашли (см.
$23,3). Основное внимание сосредоточилось на средневысоких орбитах. Спутники на таких орбитах имеют достаточно обширную зону видимости и позволяют уверенно выполнять по ним радиально-скоростные измерения. 6 На среднеорбитных спутниках оказывалось возможным реализовать важную для нового поколения СРНС техническую идею— координацию пространственного расположекия НИСЗ на орбитах и координацию по времени излучаемых спутниками сигналов.
Именно координация движения всех НИСЗ придает системе сетевые свойства, которых она лишается при отсутствии коррекции положения НИСЗ. С конца 60-х и в 70-е гг. в Советском Союзе и в США отрабатывались отдельные принципы н технические решения среднеорбитных СРНС, причем применялись специальные технологические навигационные спутники. В результате этих крупномасштабных работ уточнился общий облик СРКС 2-го поколения и определились основные варианты аппаратурных решений. Созданкые независимо в Советском Союзе и в США варианты СРНС 2-го поколения оказались достаточно близкими, что создало предпосылку для их будущего совместного использования.
В Советском Союзе СРНС 2-го поколения получила наименование «Глонасс» (Глобальная навигационная спутниковая система). В США в качестве системы 2-го поколения была принята СРНС, названная «Навстар» (Кача(аг — 1Чач(яа(1- опа( 5а1е!!Ве Типе апб Кап81пй — навигационный спутник измерения времени и координат) или по ее фактическому назначению ОР5 (О!оЬа! Рое31юпт8 Вуз1егп — глобальная система местоопределения). Основные свойства обеих СРНС определяются выбором системы НИСЗ (баллистическим построением), высокой стабильностью бортовых эталонов частоты, выбором сигнала и способов его обработки, а также действенными способами устранения и компенсации ряда погрешностей. СРНС 2-го поколения являются сетевыми системами непрерывного действия, обеспечивающими глобальное высокоточное определение полного вектора состояния П.
Сеть НИСЗ развертывается иэ 18 — 24 спутников, коордииированно обращающихся по круговым орбитам высотой около 20 000 км (период обращения 12 ч), лежащим в 3 — 6 пересекающихся плоскостях с наклонением 55,.65' так, что на каждой из орбит равномерно размещается 3 — 8 НИСЗ.
Определение пространственных координат и составляющих скорости основывается иа дальномерных н доплеровских измерениях. Параметры системы и ее отдельных звеньев, а также математическое обеспечение (МО) выбираются так, чтобы точность навигационных определений оценивалась значениями по координатам до 10 м, по скорости до 0,05 м/с [!39, 1431. В 1988 г. сети НИСЗ систем «Глонасс» и «Напстар» удалось развить примерно до половинного состава. К этому времени было объявлено о предоставлении систем «Навстар» и «Глонасс» в международное пользование 1187, !901 и были опу- бликованы их основные характеристики, уточненные несколько позднее в (2!4, 226].
Разработка системы «Глонасс» проводилась крупными коллективамн под руководством акад. М. Ф. Решет- нева, докторов техн. наук Ю. Г. Гужвы, Л. И. Гусева, Н. Е. Иванова, А. Г. Геворкяна. Фирмам любой страны была предоставлена возможность создавать аппаратуру потребителей (АП) для навигации любых объектов по сигналам как «Навстара», так и «Глонасса». Выявилась целесообразность совместного использования сигналов обеих. систем и начались работы по созданию соответствующей объединенной (интегрированной) АП.
С советскими фирмами-разработчиками (НПО прикладной механики, Научноисследовательский институт приборостроения, Ленинградский научно-исследовательский радиотехнический институт — ныне Российский институт радионавигации и времени) установили сотрудничество многие фирмы США, ФРГ, Англии, Франции, Канады, Китая и других стран. Интерес к спутниковой радионавигационной тематике резко возрос, стали издаваться специальные международные журналы «ОР5 %ог!д» и «ЬРМ».
В конце 80-х гг. началась реализация ранее разработанных принципов дифференциальных подсистем (ДПС) спутниковых систем «Навстар» и «Глонасс» [211, 215, 227). Было экспериментально подтверждено, что дифференциальный режим способен устранить наиболее опасные систематические погрешности навигационных измерений и в результате этого повысить точность местоопределения подвижных объектов до единиц метров, что дало возможность обеспечить, например, посадку самолетов на заранее необорудованные посадочными средствами аэродромы. Для дальнейшего повышения точности навигационных определений стала развиваться методика измерений псевдо- дальности по фазе несущих колебаний.
Это позволило выйти при использовании спутниковых навигационных сигналов на геодезическую точность — сантиметровую. Постепенно в радионавигационной проблематике центр тяжести сместился в область теоретических и экспериментальных исследований дифференциального режима и фазовых измерений по несущей частоте. Актуальность этих вопросов настолько обострилась, что в сентябре 1991 г. в Брауншвейге (ФРГ) им был посвнщен специальный международный симпозиум с участием специалистов 23 стран (217 — 225), а иа международной конференции по навигации в ноябре 1991 г. в Лондоне они также заняли центральное место.
На март †апре 1993 г. планируется проведение второго такого 'симпозиума в Амстердаме (Нидерланды). Можно утверждать, что основой навигационно-временного обеспечения потребителей всех видов (исследовательских, народнохозяйственных, оборонных) на ближайшие десятилетия явятся именно сетевые спутниковые системы «Глонасс» и «Навстар». Проблематике спутниковой радионавигации посвящен ряд монографий 136, 70, !!7).
Однако все они отражают в основном технические идеи СРНС 1-го поколения. Хотя ССРНС развивались на базе техники наземных РНС и вырослн нз спутниковых систем дискретной навигации, научные основы их построения и применения значительно расширились н продолжают обогащаться благодаря привлечению ноиых идей, методов и технических принципов. К сожалению, новые вопросы продолжают излагаться лишь в разрозненных периодических и эпизодических публикациях. В 1-м издании предлагаемой книги впервые с достаточной глубиной, в едином методическом стиле прн сохранении требуемого уровня математического анализа был изложен комплекс вопросов, связанных с принципами построения, функционирования и навигационного применения современных ССРНС.
Содержание настоящего издания книги значительно расширено за счет рассмотрения новых актуальных вопросов современной проблематики ССРНС. РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СЕТЕВЫХ СРНС ГЛАВА 1 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ СЕТЕВЫХ СПУТНИКОВЫХ РНС 1.1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СРНС Спутниковой радионавигационной системой (СРНС) принято называть такую РНС, в которой роль опорных радионавигационных точек (РНТ) выполняют ИСЗ, несущие навигационную аппаратуру.
Навигационные ИСЗ (НИСЗ) являются аналогом неподвижных РНТ, представляющих собой опорные пункты наземных РНС. Перенос РНТ из наземных точек с фиксированными географическими координатами в точки, совершающие орбитальное движение, привел к существенным изменениям в построении этих РНС. Если наземные РНС содержат в качестве основных своих звеньев только аппаратуру РНТ и потребителей (П), тр СРНС включают в себя ряд дополнительных звеньев. Упрощенная структурная схема СРНС (рис. 1.1) включает космодром, систему НИСЗ, аппаратуру П, командно-измерительный комплекс (КИК) и центр управления (ЦУ), Космодром обеспечивает вывод НИСЗ на требуемые орбиты прн первоначальном развертывании СРНС, а также периодическое восполнение числа НИСЗ по мере выработки каждым из иих ресурса.
Главными об! сктамн космодрома явлиют- | ся техническая позиции и стартовый комплекс 155]. Техническая позиция обеспечивает ~2 прием, хранение и сборку ракстРр „носителей и НИСЗ, их испыта- ния, заправку НИСЗ и их соРяс. !.!. Упрощенная структурная схе- стыковку. В число задач старяа СРНС тового комплекса входят: до- !О ставка носителя с НИСЗ на стартовую площадку, установка на пусковую систему, предполетные испытания, заправка носителя, наведение н пуск.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
