Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Целью проекта 621В было создание системы обесиечеиив непрерывного высокоточного местоопределения пеограничеииому числу П в любой точке Земли. Двадцать спутииков должны были располагаться и четырех созвездиях, по пять НИСЗ з каждом. Система содержит центральный геостационарный НИСЗ (яа высоте 36 100 км) и четыре НИСЗ, обращающиеся на синхроииых эллиптических орбитах с апогеем 41 ° 10 км над Северным полушарием и пернгеем 24 ° 1О' км — иад Южным.
Созвездия постоянно находятся в зоне видимостей П даивого района. Глобальное покрытие достигалось эа счет равномерного распределения по экватору четырех созвездий. Сигналы, иалучаемые НИСЗ, модулируются по фазе двоичным кодом. содержащим помер НИСЗ, дальномериый сигнал (псевдослучайная последовательность), метки времени, зфемеридкую информацию и пр. Сигналы НИСЗ сиихроиизируются через центральный спутник от наземной станции. Одновременные измереиии дальности до четырех НИСЗ, находящихся в поле зрения, позволяли бы определить три координаты места и поправку к шкале времени П. Измереиис доплеровской частоты давало возможность определении составляющих вектора скорости П.
Однако в такой системе обеспечить доплеровские измерения трудно. Кроме того, принцип регионального размещения созвездий требует расположения средств КИК по всему земному шару„ так как измерительные и информационные радиолииии НИСЗ вЂ” НИСЗ ие достигли требуемой надежности. Это заставило пока отказаться от примеиеиия высоких НИСЗ с суточным периодом обращения. Проекты «Таймейши» и 62)В прекратили свое существование после слияния в единый новый проект «Навстар».
Возрастающая интеисиаиость движения и повышеине скоростей морских и воздушных П привели к возникиовспию ряда проектоп спутниковых систем, решпюицж соимссттю зидачи ппкпгчцкп и упр«пик инн шноьшпим; «Мп!ччы», «Аэросат>, «Плейс», «Эстро-Д»бг», «Диоскуры» и др. В большинспч из иих предусмктрипастсн использошшиг дальномерных мшодов радиоипингициоииых определений, основанных иа различных способах нзмсрспия расстояния 11 — НИСЗ или П вЂ” НИСЗ вЂ” 1)Ц)4. В качестве примера рассмотрим проект УВД ААТМ (см. 46Д), В рамках этого проекта имеется два сходных варианта построения. Первый вариант содержит три созвездия НИСЗ для перекрытия территории США и Атлаитического н Тихого океанов.
Каждое созвездие состоит из шести синхронных НИСЗ, используемых для службы наблюдения (навигации н контроля движения) и для маршрутной связи наземных станций с самолетами. данные о местоположении н опознавательном сигнале самолетов длн службы наблюдения получаютсн через систему НИСЗ. Каждый самолет передает свой дальномерный код один раз в секунду, который ретранслируется через четыре НИСЗ на соответствующий центр навигации и управления.
Последний вычисляет местоположение (три координаты и точное время) каждого самолета на основе разности времен прихода сигналов от НИСЗ. Второй вариант содержат восемь НИСЗ на наклонных эллиптнческих орбитах, два стационарных связных ИСЗ и два дополнительных станяонарных ИСЗ над каждым океаном. Каждый иэ восьми основных НИСЗ оборудован передатчиком н ретрансляторами системы наблюдения. Связные спутники обеспечивают всестороннюю связь над территорией США, а дополннтельные— контроль, цифровую и речевую связь над океанами. В этом варианте рассматривается применение многофункциональной формы сигнала, позволяющей совмещать аппаратуру наблюдения, навигации и связи.
Каждый иэ самолетов периодически излучает свой опознавательный сигнал, который через НИСЗ поступает в НЦН, где по' задержиам ретранслнрованного сигнала (от четырех разных НИСЗ) определяется местоположение самолета. Кроме рассмотренных известен ряд проектов по перспективным направлениям использования принципов спутниковой навигации, основанных на высокоточном определении местоположения н знании единого точного времени: системы предупреждения столкновений самолетов, опознавания («свой — чухсой»), глобального метеобеспечения (определение координат воздушных шаров.
зондов, действующнк морских буев) н т. д. В последнее время появились сведения о параметрах отечественной ССРНС «Глонасс» [187, 190, 214]. При определенной идентичности требований, предъявляемых к системам «Навстар» н «Глонасс», сопоставительный анализ их параметров иллюстрирует общность н различие в принятии разработчиками конкретных инженерных решений. Основные параметры указанных систем приведены в табл. 23.1. В !985 г. программа создания ССРНС «Навстар» вступила в завершающий этап развития, который предусматривает создание эксплуатационной системы. В 1991 г. функционировало ! б НИСЗ.
По мере разработки и испытаний, а также накопления реальных данных о возможностях использования ее для гражданских потребителей выявились недостатки, обусловленные заложенными проектными решениями, направленными прсжде осего нв обеспечение ее использования в военных целях. С учетом реальных гражданских потребителей рядом организаций проведено обоснование проектов спутниковых систем, предназначенных как для навигационного обеспечения, так и для передачи с их помощью различных видов информации. К числу этих систем относятся проекты «Навсат», «Гранас», «Геостар», «Мобилсат», «Скайлинк» и др. ]194].
Ззб Т а б л н ц а 23.1 Сравнснне параметров снстем «Глонасс» н «Навстар» Значение параметра Примечание Накменоеанне параметра ° Навстар» «Глонасс» 20!ВО 55 Круговая 12 10100 64,В Круговая 1 1,4 1 — 24 «Глонасс» включает трм резервных НИСЗ 24 число плоскостей орбит число НИСЗ в плоскостн орбиты Рабочие частоты: уь МГц 6 3 — 4 1602,5... ' .!615,5 Для «Глонасс» указана полоса частот снгналов 24 НИСЗ На наличие второй часто- ты в системе «Глонасс» указывают !175, 2!41 1575,4 7», МГц 1227,6 1240 Разделение навигационных сигналов НИСЗ Метод измерения РНП 50 150 750 37,5 Высокоста- бнльный БСЧ 7,5 Высокоста- бнльный БСЧ Просят «Навсат», прсдложщшый европейским космическим агентством Е5А, прсдусматрннагт возмонспость пассивных навигационных измерений на борту П по рабочему созвездию, включающему не менее четырех НИСЗ.
В связи с этим сеть включает 24 спутника на трех круговых орбитах с периодом обращения !2 ч и с наклонением 55' !такая структура планировалась первоначально для непользования в СРНС «Навстар»). В проекте гражданской системы «Навсат» предлагается использовать более простой навигационный сигнал, 337 Орбиты НИСЗ." высота, км наклояенне, град тнп период обращения, ч Структура сети: чнсло НИСЗ Навигационный калр; скорость передачи, бнт/с длительность типового злемента кадра (строки), с время передачи полного навигационного сообщення, с объем полного навигационною сообщения, бнт 1О' Синхронизация излучения навигационных снгналоз Кодовое Беззапрос- ное нзмере.
нне псевдо- дальностн н радиальной псевдоско- рости Частотное Бе»запросное намерение псевдо- дальности н радиальном псевдо- скоростн обеспечивающий снижение стоимости БАП. Навигационный сигнал каждого НИСЗ формируется на наземном центре, в 'зоне действия которого ои находится, и ретранслируется им в течение временного окна, закрепленного за данным НИСЗ. Иначе говоря, в системе «Навсат» используется временное разделение сигналов различных НИСЗ. Характер разделения и излучения сигналов существенно упрощает БАП за счет ее одночастотного исполнения и использования одного канала для последовательной обработки сигналов НИСЗ.
Кроме того, аппаратура НИСЗ чпрощается за счет выполнения лишь функции ретранслятора сигналов и снижении средней мощности, потребляемой от бортовой сети за счет импульсной работы передатчика, Основные операции по формированию этого сигнала возлагаются на наземный центр управления. Это приводит также к существенному упрощению аппаратуры НИСЗ, оставляя за ней лишь функции ретрансляции навигационных сигналов. При указанной нонцепции взаимодействия НИСЗ и наземного комплекса последний включает сеть распределенных по поверхности Земли региональных центров, объединенных линиями связи (в том числе и через НИСЗ) в структуру кольцевого типа и управляемых с помощью, главного центра (ГЦ), который может быть совмещен с одним из региональных центров (РЦ).
Оборудование РЦ и ГЦ обеспечивает определение эфемерид НИСЗ, взаимную временную синхронизацию РЦ, формирование и передачу на НИСЗ навигационного сигнала, контроль технического состояния НИСЗ и сети в целом, управления бортовой аппаратурой НИСЗ и т. д. Рассматривается также вариант системы «Навсат», состоящей из 6 геостацнонарных НИСЗ и !2 НИСЗ на шести двенадцатичасовых высокоэллиптнческих орбитах (высота апогея З9114 км, перигея — 1250 км). Неполная сеть, сочетающая геостацнонарные и высокоэллиптические НИСЗ, обеспечивает региональную навигацию прн поэтапном ее развертывании. Просит «Грвпас» (ФРГ) основываетси на принципе пассивного определения местоположения П, аналогичного принятому в системах «Навстар» и <Навсат».
Систсмп внлкгчаст 20 !1ИСП иа пити круговых двенадцатичасовых орбитах и предназначена как для и;щнгацнчиных пнр«щслсннй. тяк н ппи иерщ«ачи данных оперативных служб оо»к«тронному вызову, по оповещению о местонахождении объектов и т. д. В системе предлагастсп временное разделение сигналов НИСЗ и сокращенный объем навигационного сообщении, Сокращение достигается за счет использования вместо пропюзнруемых зфемсрпд координат спутников, вычисленных по измеренным дальностям от НИСЗ до не менее чем трех наземных станций. Наземный комплекс состоит нз 1б автоматически функционирующих присмопередающих стзнгнгй. Измерение дальности от спутника до станций прн известных их координатах позволяет осуществить непрерывную синхронизацию БШВ н, как следствие, использовать более простой 338 стандарт частоты на НИСЗ.
Одну из 1б наземных станций предлагается использовать как главную лля выполнения слежения, формирование системного времени, телеметрии и управления, оснастив ее соответствующим оборудованием. Излучаемые НИСЗ навигационные сигналы ретранслируются наземными станциями (НСН при этом на сигналы накладывается информация, по»вопиющая идентифицировать НС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
