Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Излучаемая мощность навигационного сигнала при выполнении условий нормального приема должна удовлетворять требованию ми><имального энергопотребления передающих устройств на НИСЗ. 5. Обеспечение П эфемеридной информацией о координатах и скоростях НИСЗ, ррогнозированных на момент измерений, является одной из специфических задач, решаемых при проектировании СРНС. Эта задача распадается на ряд других значительных по сложности и объему задач по созданию командно- измерительных систем необходимой точности, единой (всемирной) системы координат и привязке пунктов КИК к этой системе, разработке схем организации траекторных измерений и способов их обработки и т. д.
Для высокоточного долгосрочного прогнозирования координат НИСЗ важно знать геопотенциал н другие факторы, влияющие на движение НИСЗ. Время устаревания эфемеридной информации дп предельно допустимых значений определяет длительность автономной работы НИСЗ без обновления начальных условий, а следовательно, загрузку наземных средств КИК сеансами связи с НИСЗ. Вид представления эфемеридной информации в кадре сигнала определяет объем запоминающих устройств НИСЗ и, с другой стороны, объем вычислительных процедур на П.
6. Выбор и обоснование структуры сети НИСЗ производится исходя из заданной пространственной зоны обслуживания, мерности вектора состояния и обеспечения непрерывности навигационных определений при мннпмпльш>м чншц 11ИС;1 и >питом>. Высоту орбит НИСЗ выбирав>т такой, чтобы можно было измерить РНП с требуемой точностью и опсратишюсгыо. С другой стороны, высота орбиты должна быть минимальной для уменьшения энергетических затрат на выведение 11ИСЗ и потерь энергии радиоволн при распространении. Сеть НИСЗ должна обладать необходимой структурной устойчивостью, чтобы на весь период существования системы сохранялись территориально-врс. менные характеристики обслуживания. При этом не исключается активная коррекция положения НИСЗ на орбите.
зз> Структура сетк должна также обеспечивать управление НИСЗ и траекторные измерения с участков территории земного шара, где расположены пункты командно-измерительного комплекса (КИК). Помимо указанных требований имеется еще ряд условий, связанных с использованием существующих носителей, космодромов и пр. 7. Помехозащищенность обеспечивается выбором структуры навигационного сигнала, необходимым энергетическим потенциалом в месте приема, пространственной селекцией сигналов, сведением к минимуму внутрисистемных помех (разделение излучений НИСЗ), использованием нелинейных подавителей помех в приемном тракте аппаратуры П и т. п.
8. Геодезическое обеспечение призвано, как уже говорилось, способствовать точному долгосрочному прогнозированию движения НИСЗ. Кроме того, необходимо обеспечить пересчет координат из геоцентрической системы в любую другую (геодезическую, географическую, ортодромическую и пр.) и обратно без существенных потерь точности. Для решении задачи геодезического обеспечения СРНС могут разрабатываться программы исследований с использованием космических геодезических комплексов и гравиметрических средств. Помимо перечисленных основных задач при проектировании СРНС решается ряд крупных инженерно-технических задач по разработке, испытанию и изготовлению технических подсистем и комплексов. Прежде всего к ним относится создание НИСЗ как главного элемента СРНС, а также средств КИК с координационно-вычислительным центром (КВЦ), центра управления системой, системы быстродействующих наземных линий связи и т.
п. Из анализа основных задач можно заключить, что они требуют, как правило, поиска компромиссных решений, а процесс проектирования СРНС имеет комплексный характер. гзлс зтдпы создания ссвнс Процесс создания СРНС, как и любой технической системы„ сугубо индивидуален и зависит от целей предпринимаемой разработки и условий, сопровождающих се создание. Тем пе менее ему свойственна общая, разделяемая по нрсменн н существу последовательность производимых работ. Так, в процессе создания системы можно усмотреть следующие этапы [125, 146): 1) формулирование и обоснование (согласование) технических и эксплуатационных требований (ТЭТ); 2) обоснование технических предложений; 3) разработка эксизиого проекта; .4) разработка технического проекта; 5) выпуск рабочей документации и изготовление опытных образцов; б) проведение натурных испытаний и сдача в эксплуатацию. ззг Текничеснид лрвенот, ритва- неторные овбтна 'раоо - исльцланоч чви йтнрмен- тоийи Со0ерманив радон< йбоснобание гэг Эскизный лавенов Гокничвсние праэюменил Сочи Е втсн оио ии ' Никчирные иены<»анин нтенвэдые и лт- ие ослина см - мвцтло робою ~ - йнончание рабопт о -иглодьсе точна — — — — боемокчные бариомпи Неко<агата ияедаяие йедвлиа " нсмитания нанеьтод батор и блокад Нонсюрииробанив и иегвюовлвние макечаб игло0 и олоксб ко<временна< ло раненные есайнеевн ' Моделиробание на Эди /7роенлтиродапие и расчелт лараметроб Роботы оо мебеокцгецвч Рис.
23.2. Этапы и сопсржаиис рабат по согааиию СРсьС Указанные этапы могут частично совмещаться во времени или полностью объединяться (например, этапы 3 и 4, этапы 4 и 5). Из рис. 23.2 видно, что процесс создания системы является итерационным, причем наиболее общий, комплексный характер имеют первые три этапа, а далее преобладают проектно-конструкторские работы.
Помимо такой естественной последовательности в процессе создания системы могут вводиться промежуточные этапы. Это может быть связано с поэтапным решением проблемных вопросов, например созданием высокостабильных генераторов [93, 131[ или совершенствованием эфемеридного обеспечения. как это было а системе «Транзит» с введением устройства «Дискос» [!29). Можно указать на этапность в развертывании такой много- спутниковой системы, как «Навстар».
Как известно, создание этой системы производится в три этапа. На каждом этапе развития системы решается определенный круг задач (отработка пысокостабильпых генераторов, пссстороппсс исслсшшапис <юстросиия аппаратуры разнородных 11, < опгршгигпшпш<пг! 1ИС:1 и т. д.). И только лишь па третьем, завсрша<ощсм этапе система доводится до конечных характеристик [!24[, Чрезвычайно высокие затраты на создание СС!»г!С предопределяют ответственность и важность ранних этапов прогктировашш. Именно на этапах обоснования ТЭТ, технических предложений н эксизного проекта должен быть определен облик системы, ее состав и структура, основные технические характеристики. Принятие неправильных принципиальных решений в начале разработки может привести к большим материальным потерям.
Повышение ответственности ранних этапов разработки конкретно выражается в усилении роли математического и полунатурного моделирования. В процессе создания системы «Навстар» в интересах проектирования была предложена модель„которая учитывала движение НИСЗ, функционирование бортовых стандартов частоты и передающих устройств, влияние среды распространения радиоволн (в том числе ионосферы, тропосферы), работу приемоизмсрительного устройства н устройства обработки информации. При этом моделировалось также движение П и экстремальные ситуации для каждого из указанных элементов модели.
Естественно, что прн таком подходе к проектированию обеспечивалась высокая гарантия получения требуемых технических и эксплуатационных характеристик. В качестве примера полунатурного моделирования можно указать на проведение испытаний на полигоне в штате Юма [134). Здесь в наземных условиях имитировалось рабочее созвездие НИСЗ с помощью радиопередатчиков, аналогичных передающим устройствам НИСЗ, со специальной системой синхронизации их излучений. Эксперименты проводились на образцах аппаратуры, установленных на скоростном и транспортном самолетах, вертолете, грузовике. Оценка характеристик проводилась при большом разнообразии реальных условий функционирования аппаратуры и движения П. Таким образом, прн общем сходстве в этапах создания ССРНС с другими снстемамн содержание их отличается широким использованием математических методов моделирования работы отдельных устройств и функционирования системы в целом, полунатурных и натурных экспериментов, глубокой наземной отработкой узлов и аппаратуры НИСЗ.
2З.З. ОСОЕЕННОСТИ ПРОЕКТОВ СРНС РДЗЛИЧНОГО НДЗНДЧЕНИА К середине 70-х гг. стало известно о более 30 проектах СРНС, предложенных фирмамн различных стран. Одной особенностью проектов является стремление обеспечить постоянное навигационное обслуживание отдельных рвйопоп илв кссй поасриюстк Земли нри днгкрцгшютн мсстшнцшдслсннй, зван. сашей только от времени обработки информации н ЬДП.
Другая особенность — возложение на СРНС дополнительных задач, решение которых тесно свизано с необходимостью определения координат. Несмотрн иа то, что большнн. ство проектов не нашли практического применения иэ.за технической слож. ности, экономической нецелесообразности и пр., в совокупности они наиболее полно раскрывают воэможности спутниковой навигации н их рассмотрение представляет интерес. Проект «Таймейши», предназначенный для ВМФ США, предусматривал создать четырехкратиое покрытие с помощью системы иэ 21...27 НИСЗ, равномерно размещенных в трех орбитальных плоскостях сдвииутых по долготе иа 120'.
Высота орбит (!4...!8) ° 1О' км, изклоиеиие 65', период обращения 6 ч. Дальномерные сигналы НИСЗ, иэлучаеиыс иа двух когереитно сввэаииых несущих частотах, содержат код принадлежности данному НИСЗ, снихросигиал лапкой орбиты и служебную информацию. В любой момент из любого места Земли обеспечивается одновременная видимость ие менее четырех НИСЗ. Это позво. лает П в пассивиом режиме практически мгиовеиио определять простраистиеииые координаты и поправку к БШВ. Кроме того, с помощью доплеропских измерений можно определить составляющие вектора скорости П.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
