Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Длн обмена с .системами, ие удовлетворяющими этим стандартам, нспольэуютсн специально разработанные блоки связи. Этим объясняется широная номенклатура БС. Следует отмстить, что аналогичный подход н стремление к унификации проваляются и прн создании программного обеспечения процессороа АП. 162 ГЛАВА 10 КАДР НАВИГАЦИОННОГО СИГНАЛА' 10.1. ОРГАНИЗАЦИЯ ОЕРАВОТИИ ИЗМЕРЕНИЙ И ФОРМИРОВАНИЕ ЭФЕМЕРИДНОЙ ИНФОРМАЦИИ Суьнсствуют р:юпообрпзьпвс методы и средства пэмсрспин параметров движсния НИСЗ 14?1. Наиболсс распространены дальномерные и доплеровские методы измерений, при использова:нии' которых приходится прибегать к многократным одновременным или разновременным наблюдениям из неснольких пунктов земной поверхности.
При атом точность определения орбиты зависит не только от точности одиночных измерений, но и от взаимного положения наземных пунктов, выбранной системы параметров орбиты, выбора мерных интервалов траектории и т. д. 6» 163 Орбиты НИСЗ определяются командно-измерительным комплексом (КИК), взаимодействие средств которого с сетью НИСЗ было показано на рис. 1.4, 1.7. Станции слежения, оснащенные радиотехническими активными и пассивными измерительными устройствами, производят измерения, результаты которых передаются в КВЦ для обработки данных, Рассчитанная эфемеридная информация передается затем па борт НИСЗ.
Возможны различные способы выбора измерительных средств, организации и обработки измерений. Приведем один из них, описанный в !!11). Станции наблюдения оснащены приемниками того же типа, что и у П. Псевдодальности и интеграл от псевдодоплеровской частоты (дельта-псевдодальность) измеряются каждые 6 с. Эти данные привязываются ко времени и записываются в массив исходных данных, а затем обрабатываются на интер-.
валах в 15 мни. Исходные данные подвергаются предварительной обработке с целью коррекции, отбраковки и сжатия информации. После внесения коррекций на систематические анпаратурные погрешности, смещения фазового центра антенны, ионосферные и тропосферные возмущения, общие релятивистские эффекты из измеренных значений функций вычитаются их расчетные значения, вычисленные иа основе априорной эфемеридной информации, для исключения динамики орбиты. Эти разности аппроксимируются полиномом на интервале в 15 мин, Полиномнальные коэффициенты используются для получения сглаженного значения в любой момент времени внутри этого интервала. Со сглаженными значениями суммируются значения возмущений орбиты.
В результате подобной первичной обработки образуется сглаженный массив данных за время одного сеанса измерений. ' Следующим этапом предварительной обработки является формирование из этого массива' сжатой обобщающей информации. Последняя представляется в виде расширенного вектора состояния НИСЗ с соответствующей ему корреляционной матрицей на момент. траверзного положения НИСЗ. Цель этого решения— исключить погрешность определения начальных эфемерид и систематические погрешности измерительных средств. В процессе итерационной работы этой программы производится отбраковка аномальных измерений и определяется среднеквадратнческая погрешность измерений, псобходнман длн получения коррелицнопной матрицы оценки вектора состояния НИСЗ. В конечном итоге оставшиеся после отбраковки хорошие наблюдения используются для составления нормальных уравнений для определения параметров вектора состояния НИСЗ и параметров смещений по одному сеансу измерений.
Дальнейшая обработка результатов измерений сводится к вычислительной процедуре взвешенных наименьших квадратов (см. $ 3.2), в которой полученные раннее векторы состояний 164 НИСЗ рассматриваются как результаты модифицированных многопараметрических измерений, взятые с весами в соответствии с отвечающими им корреляционными матрицами.
Предварительно устраняютсн смешения и определяется начальное приближение к траектории движения. Процедура строится в виде итерационных линейных уточнений. Частные производные, используемые при составлении нормального уравнения, фактически представляют матрицу перехода вектора состояния спутника и применяются дли линейного,их пересчета к одному моменту времени, на который уточняют параметры движения. Использование линейной процедуры оцеиивания важно для эффективной работы всей программы, поскольку программа избегает, Где это возможно, дорогостоящей операции повторного интегрирования траекторий спутников. Завершающая программа, моделирующая траекторию движения, вычисляет координаты положения и скорости НИСЗ на мо. менты .измерений, необходимые для получения расчетных значений измеряемых параметров. Одновременно вычисляются и частные производные, необходимые для формирования матриц перехода состояний и нормальных уравнений.
Первые получают численным интегрированием уравнений движения с заданными начальными условиями, а вторые — интегрированием уравнений в вариациях. Узлы интегрирования используются для интерполяции на моменты измерений. Эфемеридную информацию, передаваемую с НИСЗ, можно представлять, в различной форме в зависимости от выбранного алгоритма прогнозирования движения НИСЗ на борту П. Для этого можно использовать прямоугольные координаты и скорости а гринвнчской системе координат, либо кеплеровскне элементы орбиты, либо то и другое вместе.
Для упрощения алгоритма прогнозирования в состав эфемерндной информации может включаться некоторое избыточное ее' количество (сверх минимально' необходимого объема): значения производйых в дополнительные моменты времени, либо дополнительные поправки к оскулируюшим элементам. Выбор формы представления эфемеридной информации будет обсуждаться в $10.2. Рассмотрим результаты выбора для системы «Навстар» состава оперативной эфемеридной информации, передаваемой в кадре навигационного сигнала. На момент времени представления эфемерид 1„, П сообщаются 6 ксплсропских элементов орбиты: срсдннн апомилни М„; экспсн.
триситет а; корень квадратный из большой полуоси орбиты ~1и; долгота восходящего узла ь4', наклонение орбиты 1о, аргумент перигея ы. Кроме того, передаются коэффициенты вековых уходов: возмущенное значение среднего движения Лп и скорости ухода восходящего узла орбиты Й и ее наклонения (1). Наконец, передаются амплитуды синусной и косннусной гармоник удвоенной невозмушенной частоты обращения, которыми аппроксимируются 1 аз три составляющие возмущения относительно невозмущениой орбиты: вдоль орбиты С.„С„, по геоцентрическому радиусу С„„С„,; по боковому уклонению Сто Сг,.
Приведенных значений параметров эфемеридной информации оказывается достаточно, чтобы выполнить краткосрочный прогноз с погрешностью в несколько единиц метров в интервале ! ч, серединой которого служит момент 1.„на который рассчитаны эфемериды. Альманах — эфемеридная информация для расчета поисковых эфемерид ввиду пониженных требований к точности прогноза— включает шесть кеплеровских элементов, перечисленных выше на некоторую эпоху 1„и Й как наибольшее из возмущений, подлежащих учету. !Оаь методОлОГия ВЫБОРА элемен1ОЕ ИАдРА сиГнАлА Вся служебная янфориация, необходимая для решения навигационной задачи, передается потребителю з виде сигнала, формой представления которого является его кадр.
Прежде чем рассмотреть детально содержание и компоновку кадра современной сетевой СРНС (сн. Рис. 1.6), дадим аналитическую постановку задачи выбора параметров кадра и приведем основные соображения. лежащие а основе этою выбора. Под кадром (форматом сигнала) понимается определенная фоРма пРел.
ставления закодированного сообщения о параметрак. необходимых для решения навигационной задачи на борту П, Содержание н временная структура представления кадра определяются точностнымн н оперативно-техническими требованиями П. особенноствмн алгорптмов решения навигационных задач, возможностями аппаратуриой реализации зтнх алгоритмов, а также зозможностнми информационного и навигационного каналов системы по хранению, преобразованию, передаче, обработке сообщения н измерению навигационных параметров (НП) прн учете ограмнчений на пропускную способность каналов связи н измерений, достоверность принимаемой информации и точность измеремии НП.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
