Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Точность определения координат оценнвается погрешностью (предельной) порядка !00 м, точность определения составляющнх скорости 15 см/с. Аналогичная по- 3! грешность временной привязки ! мкс. Точностные характеристики системы «Глонасс» могут быть значительно улучшены при использовании дифференциального режима навигационных определений (см. об этом гл. 20). На первой фазе развития системы, когда сеть ее ограничена наличием всего 12 спутников, зона действия не будет географически глобальной, а составит лишь определенную долю от полной поверхности Земли. При этом возможности двухкоордннатного МО будут предпочтительнее, нежели трехкоординатного (для которого требуется привлекать на один спутник больше).
В то же время для самолетов по сравнению с морскими судами рабочее созвездие НИСЗ можно будет выбирать из большего числа спутников, так как с подъемом на высоту горизонт П расширяется, и это создает для них более благоприятные условия. Поэтому на первой фазе развнтня системы прн 12 спутннках относительная площадь обслужнвання системой «Глонасс» (в »гв к полной поверхности Земли) может характеризоваться в обоях полушариях: для шпрот выше 50' прн определении плоскостных координат: 93...
100 94 для самолетов; 88 . 100«4 для морских судов; прн определении пространственных коордннат: 60...92 «4 для самолетов; 55...90,4 для морских судов; для шпрот ниже 50' прн определения плоскостных коордмнат: 88...98 74 для самолетов; 75...87 «4 для морских судов; прн определения пространственных коордннат: 38...60 «4 лля самолетов; 23...50 »4 для морскнх. судов. Естественно, что неглобальность рабочей областн системы приводит в каких.то районах к перерывам в навнгацноннмх сеансах — рвзлнчным по географнческнм широтам н по высоте П.
Если сеть имеет 12 НИСЗ, то прн нахожденнн н судов, в самолетов в широтах выше 50' перерывов в наввгацнонных сеансах вообще ве будет. В более ннзкнх широтах прн такой сети максимальные перерывы не превысят для судов 3 ч, а для самолетов — 2 ч. По мере дальнейшего наращнвання сети НИСЗ перерывы а навнгацнонных сеансах в каждом нз районов будут сокращаться, н прн полном развертываннн сетн система «Глонасс» явится длв любых потребителей глобальным по пространству н непрерывным по времени средством высокоточных навнгацнонно.временных определеннй. Ь7.
АМЕРИКАНСКАЯ СЕТЕВАЯ СПУТНИКОВАЯ РНС «НАВСТАР» Сетевая спутниковая РНС «Навстар» (в настоящее время чаще именуемая ОРЬ) разрабатывалась так же, как и система «Глонасс», п 70-е годы па оспопс предшествующего опыта эксплуатации пизкоорбитной СРНС хТрапзит». Запуск первого экспериментального спутника серии «Навстар» состоялся в 1978 г., и к концу 1988 г.
эта спутниковая система практически одновременно с системой «Глонасс» вступила в предэксплуатационную фазу своего развития, располагая сетью из семи НИСЗ. В 1991 г. сеть увеличилась до 16 НИСЗ. Предполагается развить ее до полного состава к 1995 г., после чего перейти к нормальному штатному использованию. 32 лспельзивное $9В сагаезеие ФР а спутаестар» Структура системы «Навстар» иллюстрируется рис. 1.7.
В его верхней части показано используемое созвездие НИСЗ, внизу справа изображены средства наземного командно-измерительного комплекса, а слева представлены возможные потребители навигационно-временной информации. Сеть НИСЗ первоначально предполагалось построить из 24 спутников, однако затем из экономических соображений перешли Рнс. Ьа. Полностью развернутая сеть спутников системы еНаастарз эз зак!ИФ к усеченному варианту из 18 рабочих и 3 резервных спутников. Такая сеть не гарантирует глобальных трехкоординатных высокоточных НО в любой момент времени. Особенностью сети является размещение спутников на шести орби-, тах, по три-четыре спутника на каждой.
Представление о 21-спутниковой сети «Навстар» дает рис. !.8, из которого можно понять, что шесть круговых орбит высотой около 20000 км распределены своими узлами равномерно в экваториальной плоскости. К 1991 г. от усеченного варианта вернулись к 24-спутниковой сети с включением в нее трех резервных НИСЗ. План такой полностью развитой сети НИСЗ показан на рис. !.9, где видно, что в каждой плоскости всего по четыре спутника, причем в первой, третьей и пятой плоскостях установлено по одному резервному спутнику, подготовленному к переводу при необходимости в рабочий режим [226].
Каждый спутник системы излучает два кода: легко обнаруживаемый С/А, предназначенный для гражданских потребителей, и защищенный Р, используемый военными потребителями. Оба кода передаются на обшей частоте /1=15?5,42 МГц (длина волны 7с~ =19 см), но двумя несущими, сдвинутыми на и/2 для удобства их разделения. Коды Р н С/А когерентны н согласованы по времени, они используются для измерений. Для передачи служебной информации применяется двоичный код 0 (да1е— данные), которым модулируются обе несущие. На предэксплуатационной фазе развития системы «Навстар» ее разработчики'для борьбы с уводящими помехами решили применять также код У, обладающий криптостойкостью [226). Для исключения ионосферной ошибки применяется 2-частотный способ измерений (см.
гл. 5). В связи с этим наряду с частотой [~ предусмотрена когерентная ей частота /7= 1227,6 МГц ()се=24,4 см), которая тоже модулнруется точным измерительным кодом Р, а также кодом служебной информации Р. Гражданские П, не требующие высокой точности определения параметров движения, ограничиваются приемом одной квадратурной составляющей частоты /~ с кодом С/А, который и использу- 77неенеенв еЛЖлс»7 34 га7 гткт 7г' п' т' а7' 777' г77' 77НННае Нелл»теснее 4ьееа7няеее рена Е«нине 7 «7еетгтиагее нерее»и Рис. КЭ. План распрепелеиии спутиикоа «На»стар» по плоско- стии ется для измерений. Длн высокоточных определений по ключу, содержащемуся в служебной информации кода С/А, определяется фаза кода Р, что и позволяет войти в слежение за ним и произвести соответствующие измерения, Непрерывно изпучаемые коды С/А и Р формируются с использованием фазовой манипуляции несущих частот соответственно иа 0...180' и +90...— 90', Сигнал кода С/А формируется по закону псевдослучайной последовательности (ПСП) с периодом 1 мс и тактовой частотой 1,023 МГц, а сигнал кода Р— по закону ПСП с периодом около 7 суток и тактовой частотой !0,23 МГц.
Подробнее структура и характеристики сигнала системы «Навстар» приведены в гл. 4. Способ разделения сигналов различных спутников системы— кодовый. Коды формируются двумя генераторами ПСП, причем выбор начального состояния регистра сдвига одного из кодов придает образуемой кодовой последовательности данного 1-го спутника индивидуальную окраску.
Из большого числа возможных состояний выбирают всего 37, которые порождают коды с хорошими взаимокорреляцноиными свойствами. Таким образом, появляется возможность идентифицировать по коду все спутники системы, одновременно применяемое число которых составляет 24. Имеется различие в формировании кодов С/А н Р, о чем подробнее излагается в гл. 4, Отметим здесь лишь то, что порождающий полипом одной нз составляющих кода Р не раскрывается заранее публично, что делает невозможным обнаружение соответствующего сигнала теми потребителями, которые не имеют санкции на высокоточные НО и поэтому не располагают информацией о текущей фазе столь длинного, семидневного кода.
Имеется и иной способ засекречивания сигнала кода Р: перед поступлением на модулятор передатчика сформированный код Р проходит через устройство засекречивания с нелинейной логической операцией, что оказывается эквивалентным получению некоторого другого кода ПСП, период которого становится во много раз больше исходного, Все это затрудняет раскрытие структуры сигнала кода Р. В аппаратуре потребителей измеряются псевдодальность по оценке задержки огибающей ПСП и радиальная псевдоскорость по оценке доплеровского смещения частоты несущей. В сигналы кодов Р и С/А закладываетси соответствующий массив служебной информации, содержащий эфемериды, альманах, частотио-временные поправки, метки времени, сведения о работоспособности бортовой аппаратуры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
