Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Упомянутый критерий позволит значительно упростить подход к задаче синтеза, ограничить ее изучением лишь случаев, приводящих к пониженной точности обсервации„и свести к улучшению наиболее неблагоприятных созвездий. Результатом будет обеспечение приемлемой верхней границы погрешностей обсервации во всей рабочей области системы. Наиболее неблагоприятные созвездия в упомянутом классе допустимых конфигураций наблюдаются в некоторых окрестностях узлов сети НИСЗ в отдельные моменты времени, когда число видимых НИСЗ равно минимально необходимому для решения навигационной задачи их числу (созвеэдие «2+2»).
Этот случай уже был рассмотрен. Была выяснена причина появления больших погрешностей обсервации — близкое к компланарному расположение четырех НИСЗ в определенные моменты времени. Установленная приближенная зависимость позволяет просто исследовать области пониженной точности. В частности, с ее помощью были установлены большие зоны пониженной точности в системе типа «Таймейшн» (У=ЗХ7; Т=8 ч; И,„= !О'). Зоны пониженной точности, небольшие по размерам ( 2,5'Х Х 2,5'), могут появляться в отдельные моменты времени в системе типа «Навстар» (Ф=ЗХ8; Т= !2 ч; Ь,„=10').
Отмеченный недостаток можно устранить уменьшением Ь м до 7,5' или расширением полосы покрытия цепочки за счет увеличения числа НИСЗ в цепочке либо высоты орбиты. Это позволит исключить реализацию в номинальной системе созвездий типа «2+2». В системе М=ЗХ9; Т= !2 ч; Ь;„=!О' повсеместно видны три НИСЗ по крайней мере иэ одной плоскости. Наиболее неблагоприятным будет минимальное созвездие иэ трех НИСЗ, наблюдаемых из одной плоскости, и из двух, наблюдаемых из другой (рис. 25.8). Оценка точности определения по созвездию такого тини требует более подробного рассмотрсшш.
364 Рис. 23.3. Отображение со»- не»дня «3+2» н топоиентри. иеской картинной плоскости, соя»анной с уэаом сети В том же приближении„что и ранее, объем призмы, постпоенной на разностных градиентах, т = ! 9>(й>Х йз)! =0,51>р>(> > — Х>) Х Х(1» — )>>) ()з — Х») !. Используя обозначения Х; — >>»=Ь, (2Л), имеем (>- 1,~>!Аз/2оз (25.! 9) Приближенная оценка суммы квадратов граней призмы, построенной на обобщенных градиентах для этого случая, такова: Х вЂ” (2о ) ~ ср>(>>« — )>«) + >р>(>>з — Х>) — >р>(!>« — Х>)(1>« — !») + + Ь 1 Л (З~р> + Ь )/2о . (25.20) Из (25.19) н (25.20) следует приближенное выражение нормированной оценки погрешности обсервации: г '(Бр«> — '>й — -» —.. „> Л:~-В( —.).
(2>21) Рассчитаем порядок этой величины. Пусть А=40'. Для НИСЗ, имеющих период Т=!2 ч, коэффициент деформации за счет параллакса 1=1,3!. Поэтому 6=16=092. Положим ч»=, = Л/2 равным наименьшему из возможных значений, которое оно может принять: >р> = 0,46. Тогда из (25.20) получаем о (5р К,) 4,2. (25. 22) Приведенная оценка устанавливает порядок максимальной нормированной погрешности обсервации, соответствующей самому неблагоприятному навигационному созвездию НИСЗ. В большинстве же случаев следует ожидать точность, в 2 раза лучшую.
Итак, для обеспечения точности навигационных определений повсеместно во всей сфере обслуживания системы в соответствии с условием (25.2!) необходимо и достаточно использовать экстремальную сеть НИСЗ с минимальной кратностью покрытия К ;„ =5. Синтезированная таким образом по чисто навигационным соображениям общая структура сети НИСЗ сохраняет свободу выбора двух других параметров — высоты О орбиты и числа и НИСЗ в цепочке. Для окончательного выбора обоснованных значений этих парпметроп неоГ>х<щпмы снгцппльньк исследовании, связанные с рассмотрением эволюции структуры системы в течение срока ее существования, обеспечения надежности функционирования, а также выполнения условий высокоточного определения орбит и их прогнозирования.
Аналогичные приведенным численные исследования были выполнены и для другого созвездия, состоящего нз трех НИСЗ на одной орбите и одного наиболее удаленного от плоскости этой орбиты НИСЗ из другой, т. е. созвездия типа «3+ 1». На г й %дел дю ЕУ Ю Г 2 0 4 ГГ Рис. 25.10. Иэмеиеиие точиоствых ха- рактеристик созвездия «3+1» при его эволюции Рис. 25.9. Отображение эволюции созвездия НИСЗ типа «3+1» рис.
25«9 показана эволюция такого созвездия. Представлена начальная его конфигурация. Цифрами показаны последовательные позиции, занимаемые при движении КА. Рисунок 25.10 отражает происходящие при этом изменения точности обсервации. Теоретическая зависимость точности обсервации, описываемая формулой (25.21), от геометрических параметров созвездия позволяет объяснить и оценить изменение точностных характеристик рабочего созвездия. 25.5. СРАВНЕНИЕ ССРНС «ГЛОНАСС» Н «НАВСТАР» Иэложеииый мииимаксиыб подход к баллистическому проектироваиию ССРНС обеспечивает гарантированный минимум максимальной погрешиости иавигациоииых определеиий во всей области использоваиия ССРНС в течение всего времени ее фуикциоиироваиия. Критерий мииимальиости общего числа орбит приводит, как было показано, к трекорбиталыюй схеме баллистического построеиия принятой в ССРНС «Глоиасс>.
Проектироваиие баллистической структуры ССРНС по критерию минимума общего числа НИСЗ при соблюдении требования мииимума их числа иа одной орбите, определяемого условием группового выведения, приводит к другой баллистической конфигурации — ССРНС «Навстар». Приведем без вывода ее геометрические характеристики. Число орбит 5.
Орбиты НИСЗ круговые, с периодом Т 12 ч. Угол павлова к плоскости экватора г= 55'. На каждой орбите равномерно распределены по три КА. Разнос восходящих узлов орбит равпомсрпый, ЬГ4=50'. Отиосятсльиая фа»кровна НИСЗ в каждой плоскости такова, что в момсит прохожлспии 11ИСЗ в из>идой из плоскостеА через экватор в соседней к востоку плоскости ближабший 11ИСЗ опережает послсдиий к северу ив 40 .
При аиализе точиостиых характеристик ССР1!С широко попользуется математическое моделироваиие расчета иптегральиых характеристик распре. деления точиости, определяющих вероятности того, что погрешность обсерва. ции ие превышает иекоторого заданного значения при случайном расположеиии потребителя и случайном времеви проведения навигационного сеанса. агб ауб 825 Г 2 3 4 1 2 Ю 4 5 г —,Мр~ и) 57 Рнс.
25.1!. Интегральные распределення вероятностей погрешностей навнгацнонного определенна по системе «Глонасс» (и) н «Навстар» (б) в эавнснмости от числа У НИСЗ в нспользуецом созвездия Т а б л н ц а 25.1 Сравненне систем «Глонасс» н «Наес«ар» по вероятностным н точностпым характернстнкам созвездяй Хврвяте- ристика Тип ССРНС Состав со»в«»хия (У) «Глонасс» (24 НИСЗ) Р ГФ„ ГФ, ГФ ГФ 1 1,26 1,75 1,03 2,42 0,91 1,03 1,61 0,95 2,12 0,85 0,95 1,60 0,93 2,1!7 0,58 0,89 1,55 0,9! 1 с!0 1 1,4! 2,0 1,13 2,67 1 1,!5 1,70 1,03 2,26 «Наостар» (!8 ИИСЗ) ГФ„ ГФ. ГФ~ ГФ 0,95 1,57 2,80 1,59 3,39 0,83 1,16 2,40 1,36 2',81 0,38 О!!9 1,60 0,83 2,04 0 05 02И 1,40 0,67 1,76 0,94 1,32 2,48 1,44 2,96 ' Расчеты выполнены канд.
техн. наук В. С. Авдеевым. 367 На рнс. 25.! 1 приведены таяне эавнсимостн, рассчнтанные' в прелположеннн равноверонтного нахождення П в любой точке поверхносгн земного шара прн равномерном распределения навнгацнонных сеансов в пределах суток по опто. мальному в смысле определения точности созвездию, состоящему нз г( НИСЗ (М~»4). Наименьший угол места НИСЗ в обоик случаях бьи прнннт равным Ь !„5'. В табл. 25.! прнведены средние эначення полного геометрического фактора ГФ а 'я(брК(ах с. нормы погрешностей оценки четырехмерного пространственно-временного определенна н его отдельных компонент; ГФ. — плановых коор- динат а)Т„, ГФ, — высоты Дй, и ГФг — времени Г при работе по оптимальному созвездию, состоящему из ДГ НИСЗ дли квазидальиомерного метода измерения. Усреднение проводилось дхя наземного потребители па всей поверхности земного шара с шагом ДЕ=АХ (О' в пределах суток с дискретом АГ 10". Величина Р— вероятность появлении рабочего созвездия из Дг НИСЗ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
