Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 9
Текст из файла (страница 9)
По результатам измерений при использовании служебной информации решается навигационно-временная задача. В одном кадре навигационного сигнала (рис. 1.10) передается всего 1/25 альманаха. Поэтому для сбора полного альманаха требуется прием 25 кадров, совокупность которых по 2» 35 ьь ь » ! Гюрока б 1«дариакюа дюрмаюа) тд плод Рис. !,!О. Структура кадра нввигв. по да дйед. Ве иионного сигнала системы «Нвв- стар» тлм, ключ. существу образует суперкадр Временная попрадка, Сюрока юип кдд, еоопгояние дн, <„В) длительностью !2,5 мнн.' В кодек на ье, юочноеюь " Р пЯти блоках кадРа заключен 1'ербкадр Г Ркд, ди недели объем !500 дв.
ед., распре- деленный по 50 словам длнтлм клюя еюемериды ~~юрека о ной по 30 дв. ед. каждое. Если считать, что полный объем неоперативной инфортлм, ключ, мации распределен по 25 яОГЕМЕридм !гярадаяюокио) ~ р КадраМ, тО ОбЪЕМ ОбраЗуЮ«» щегося суперкадра составит 37500 дв. ед. Объем передатлм, ключ, сюрека ь ваемой в кадре информации иокосдгерные папамеюРы, (В дарии" МОжет МенЯтьСЯ, таК ' как ьь апьманак и акпюЯние ' тоо Огодь~ нег гб-л.
прионаки моюа),предусмотрен резерв, Покора т, Рееерд дробнее о структуре и содержании кадра навигационного сигнала системы «Навтлм, «люч . альманак и еоеюоепие стар» см. в гл. 10. ИСЗ т- «Ь, Временная Работу наземного КИК индьармацйя системы «Навстар» можно проследить по рнс. 1.7, где показаны четыре НИСЗ, используемые в навигационном сеансе, и средства КИК. Наземный КИК содержит в своем составе координационно-вычислительный центр (КВЦ), командно-измерительную станцию (КИС), несколько станций слежения (СС) и станцию закладки служебной информации (СЗСИ). Станции слежения предназначены для пассивных траекторных измерений орбитальных параметров всех НИСЗ. Такие станции стараются разнести по широте и долготе.
Например, в рассматриваемом комплексе используются четыре СС, размещенные на Аляске, в Калифорнии, на Гавайских островах и на острове Гуам. Эти станции представляют собой автоматизированные измерительные пункты, данные от которых транслируются в КВЦ. Каждан СС состоит из 4-канального приемоизмсрнтеля (подобного аппаратуре П), атомного стандарта частоты, датчиков атмосферных параметров н микропроцессорной ЭВМ. Приемоизмернтель фиксирует псевдодальность и приращение псевдодальности (интеграл от доплеровской частоты) относительно фазы и частоты колебаний местного атомного стандарта для каждого из НИСЗ, используя'их широкополосные сигналы, а также выделяет соответствующую служебную информацию. Датчики собирают местную метеоинформацню, необходимую для после- зб дующего расчета поправок на тропосферную задержку сигнала.
ЭВМ контролирует собираемую информацию и обеспечивает обмен с КВЦ. Все полученные иа станции слежения данные оперативно запоминаются и по запросу КВЦ ретранслируются в КВЦ для последующей обработки. . Станция закл ~дни служебной информации (СЗСИ) осуществляет передачу на борт каждого НИСЗ массива служебной информации, подготовленного в КВЦ. Достоверность закладки контролируется по каналу обратной связи, для чего используются телеметрнческие слова из кадра сигнала НИСЗ. Командно-измерительная станция реализует телеметрический контроль за работой бортовых систем НИСЗ, проводит запросные траекторные измерения, в том числе с использованием высокоточных лазерных средств, и обеспечивает командное управление.
Станция ведет обмен информацией с КВЦ. Поскольку необходима высокая надежность процесса закладки служебной информации, на случай выхода из строя СЗСИ предусмотрена возможность использования КИС для передачи на борт каждого НИСЗ подготовленного в КВЦ для него массива служебной информации. КВЦ организует работу всех средств КИК и управляет ими.
На центре проводятся расчеты, необходимые для определения орбит всех НИСЗ и их краткосрочного и долгосрочного прогноза, для определения смешений спутниковых временных шкал относительно системного времени и прогноза их дальнейших уходов, для формирования массивов служебной информации. Здесь же компонуется содержание массива служебной информации для каждого из НИСЗ, а также ведется запись информации, содержащейся в бортовых навигационных процессорах каждого из НИСЗ, и фиксация состояния его аппаратуры. ° .В.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ЦЕНТРЫ СПУТНИКОВЫХ РНС Системы «Глонасс» и «Навстар» становятся основным средством навигационно-временных определений, от результатов которых зависит не только успех какой-то операции, но и безопасность людей — участников воздушного перелета или морского плавания.
Поэтому все пользующиеся системами должны доверять сигналам, принимаемым от спутников, н быть уверенными и полной достоверности информации, содержащейся в пих. Хотя в состав альманаха, передаваемого в кадре каждого спутника, закладываются признаки работоспособности НИСЗ, эта информация может обновляться не чаше чем через Гй ч (периодичность сеансов закладки). Возникает настоятельная необходимость повышения оперативности снабжения П сведениями о качестве работы радиоканала и достоверности служебной информации. 37 В процессе расширения областей применения систем «Глонасс» и «Навсгар» перед обеими сторонами встала общая задача— изыскать за пределами структуры собственно ССРНС дополнительные каналы оперативного снабжения потенциальных потребителей информацией о работоспособности навигационных спут- нинов.
Так возникли информационные центры: советский НИЦГ (научно-информационный центр «Глонасс») и американский ОРЫС (ОР5 1п1огша1(оп Сеп!ег). Американский центр учрежден правительством США„находится в ведении министерства транспорта и подчинен ведомству береговой охраны 1216]. Основной его задачей является снабжение гражданских пользователей системы «Навстар» следующей информацией: текущее состояние спутников системы (данные о «здоровье» спутников), будущее состояние спутников системы (планируемые сроки службы), данные альманаха (для предсказания навигационных сеансов).
Для передачи этой опера. тинной информации используются все возможные средства связи, включая широковещательные радиостанции. Следует ожидать, что в интересах совместного использования систем «Глонасс» и «Навстар» будет организовано взаимодействие советского и американского информационных центров. ГЛАВА 2 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ В ССРНС 1.ъ нлвиглцмоимыа плвлметвы В процессе решения навигационных задач определяются по существу точки некоторого мерного пространства: трехмерного (при определении только координат), четырехмерного (при определении пространственно-временного положения объекта), шестимерного (при нахождении полного вектора состояния объекта или параметров движения самих НИСЗ), восьмимерного (при оценке дополнительных параметров).
Искомая точка находится, если число измерений ' а не меньше мерности пространства гп. Группа измерений при и< пг дает информацию лишь о какнх-то подпространствах возможного расположения искомой точки. Применяемые радиотехнические средства способны измерять физические величины различной размерностк; фазы Ч' ~безразмерная величина — радиан, градус, цикл), частоты г (с ), времени !(с), амплитуды А (В, В/м). С ними сопоставляются определенные геометрические величины: дальность г, радиальная скорость г, разность дальностей бг, угол 9, угловая скорость 6 и т. п.
Все эти величины определяют совокупность возможных положений объекта в рассматриваемом мерном пространстве. Таким образом, любая из этих величин выступает в качестве параметра, характеризующего данную совокупность точек. Измеряемую величину называют радионавигационным параметром (РНП), а отвечающую ей геометрическую величину— навигационным параметром (НП).
Символом >г, будем обозначать НП, относящийся к (-му измерению. Задание какого-либо НП позволяет из всех точек гп-мерного пространства выделить подпространство (пг †!)-го измерения, локализовав в его пределах определяющийся объект. Поэтому совокупность точек мерного подпространства, соответствующих некоторому значению НП, называют пространством положения.
Для трехмерного пространства (т=З) возможна наглядно- геометрическая интерпретация: пространство поло>кения будет иметь вид двухмерной поверхности, вследствие чего его можно называть поверхностью положения. Для т=2 (поверхностная навигация) это пространство превращается в одномерное, именуемое линией положения. Для ССРНС, использующих дальномерный н радиально- скоростной методы измерений, основными РНП являются время распространения радиоволн 1 и доплеровское смещение частоты Р„, а основными НП вЂ” дальность г и радиальная скорость г'.
Дальности соответствует поверхность положения в виде сферы как геометрического' места точек (ГМТ), равноудаленных от данной точки. При построении такой поверхности положения центр сферы совмещается с точкой, от которой измерялось расстояние. Относительно каждого НИСЗ можно построить' семейство поверхностей положения в виде совокупности концентрических сфер, соответствующих различным возможным расстояниям до П. Радиальной скорости в пространстве скоростей соответствовала бы сферическая поверхность положения.
В таком пространстве свойства радиально-скоростного метода были бы подобны свойствам дальномерного метода, рассматриваемого в линейном трехмерном пространстве. Однако навигационные решения реализуются в обычном координатном пространстве, поэтому необходимо скоростные поверхности положения фиксировать именно в данном пространстве.
Для этого значение параметра г, мыс ', следует привести либ>о к длине, либо к относительной угловой мере. Удобнее выражать его безразмерной величиной, в долях модули относительной скорости г~=г/(э1, где э — вектор скорости НИСЗ. Учитывая, что радиальная скорость выражается через скорость НИСЗ и и угол а, составленный вектором э и направлением от НИСЗ в точку наблюдения: г= исоза, получаем значение приведенного НП в виде г*~ = созаь (2.! ) 39 г.гр а, км гг, мгс -бб -Гб -ИГ -М и ГР зр ба ази а) Рис. 2.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
