Яценков В.С. Основы спутниковой радионавигации (2003) (1151870), страница 33
Текст из файла (страница 33)
В этот момент времени все четыре регистра инициализируются и вырабатывается первый разряд новой недели. Временной механизм формирования Р-кода, формирования признака конца недели поясняют табл. 4.3, 4.4, рис. 4.8, 4.9 и показывают финальные кодовые векторы на момент окончания недели. Таблица 4.3 Диаарамма сброса Р-кода 1последние 400 мкс недели) ° Последний бит недели.
170 Система алобальноао позиционирования ИАУВТАВ, США Формирование С/А-кода. Каждая последовательность вф представляет собой 1023-битовый код Голда, в свою очередь являющийся суммой по модулю 2 двух 1023-битовых линейных поСЛЕдОВатЕЛЬНОСтЕй Сз1 И Й2;. 10,23 Мгц Начало эпохи Х1А , Регистр Х1А 1 б 12 Эпоха Х1А О+ 8, 8, 11, 12 Возобновить Декодер 4092 -- 3750 Остановить Синхро- низатор Е-счетчик + 403,200 С 17 ! РегистрХ1В начало эпохи Х1В 12 Декодер 4093 Конецнедели Сброс 7 дней Остановить Синхро- низатор = 3750 С Регистр Х2А Я 12 Декодер 4092 Начало недели Возобновить Эпоха +37 Х2 Разр. Конец недели Остановить Х21 Синхро- низатор ~ 3749 1 С РегистРХ28~~ Начало 1 2 12 эпохи Х2В 37 С ! Х2 Сдвиговый регистр Декодер 4093 Рис.
4.8. Формирование Р-кода 171 О+ 1,2,5,8, 9, 10, 11, 12 О+ 1,3,4,5,7,8, 9,10,11,12 О+ 2,3,4, 8,9, 12 +Х1 + Р1 Глава 4 2 3 0 2 3 0 Кадры Х Кадры Х2 Время 0 1,5с 3,0с 4,5с 7дней 14 дней Рис. 4.9. Временные соотношения между компонентами Р-кода Таблица 4.4 Финальные состояния кодовых векторов Состояние вектора кода Номер разряда Код 4091 001001001000 4092 100101010101 4092 010101010100 Х1В 001010101010 4093 4091 100100100101 4092 4092 010101010100 Х2В 001010101010 4093 П р и м е ч а н и е: Первым разрядом в каждой последовательности является выходной бит, чей передний фронт формируется одновременно с началом эпохи.
172 100010010010 000100100100 111001001001 110010010010 000101010101 Состояние вектора для 1-го разряда следующей эпохи Система глобального позиционирования ИА МВТАВ, США Последовательность В2; формируется путем задержки 62 на целое число тактов в диапазоне от 5 до 950. Образующие полиномы дпя Й1 и б2описываются следующими выражениями: 01=Х +Аз+1 62 = Х + М + М0 + М0 + Мз + Х'+ 1. На рис. 410 и 4.11 показано формирование поспедовательностей Й1и В2. Вход Выход Начальное состояние Номер Направление сдвига отвода Рис. 4.10. Формирование последовательности 61 Х10 Вход Выход Начальное состояние Номер Направлениесдвига стлодз Рис.
4.11. Формирование последовательности 62 173 Глава 4 Начальный вектор обеих последовательностей имеет вид 1111111111. Сдвиговые регистры 01 и 02 инициализируются по началу эпохи Х1. Для тактирования регистров 01 и 02 используется частота 1,023 МГц, образующаяся делением частоты 10,23 МГц, поступающей из кодера Р-последовательности. Инициализация регистров в фазе с эпохами Х1 гарантирует, что первый бит С/А-кода начнется синхронно с первым битом Р-кода. Действующая задержка последовательности 02, благодаря которой формируется индивидуальная последовательность 02» достигается коммутацией двух выводов сдвигового регистра 02 с последующим суммированием по модулю 2, как показано на рис.
4.12. Выбирается одна из 36 возможных комбинаций подключения выходов регистра, соответствующая одному варианту Р-кода. Рис. 4.12. Формирование С/А-кода 174 Сисптема глобального позиционирования ИА МЯТАЯ, США Системное время 6Р8 и 2-отсчет. Системное время 6Р8 устанавливается контрольным сегментом и соотносится со шкалой Координированного всемирного времени 0ТС (08МО). Нулевой точкой отсчета, когда началась нулевая неделя 6Р8, считается момент смены суток в полночь с 5 на 6 января 1980 г.
Наибольшей единицей измерения времени 6Р8 считается неделя, содержащая 604,800 с. Системное время 6Р8 может отличаться от 0ТС на целое число секунд, так как системная шкала времени 6Р8 должна быть непрерывной, тогда как 0ТС периодически корректируется на целое число секунд по рекомендации Международной службы вращения Земли (!ЕВ8). Погрешность привязки шкалы 6Р8 к шкале 0ТС не превышает 1 мкс. Навигационное сообщение содержит данные для привязки системного времени к 0ТС в приемном устройстве пользователя. Точность этих данных в интервале передачи выдерживается такой, что обеспечивает привязку системного времени 6Р8 (задаваемого Главной станцией сегмента управления) к 0ТС(08ИО) не менее 90 нс. Данные генерируются сегментом управления; следовательно их точность может снижаться, если по какой-либо причине сегмент управления не сможет передать обновленные данные на НКА.
Компоненты погрешностей измерения дальности (например, уход бортовой частоты и погрешность определения положения НКА) увеличивают ошибку передачи точного времени. В стандартных условиях, когда производится передача системного времени по двум частотам и ошибка измерения дальности пользователем не превышает восьми метров, среднеквадратическая погрешность определения системного времени достигает 97 нс.
К этой погрешности добавляются погрешность времени прохождения сигнала и задержка сигнала в приемнике, индивидуальные для каждого пользователя. Эпоха Х1 Р-кода, передаваемого каждым НКА, содержит значение, используемое для вычисления системного времени приемным устройством. Время, передаваемое таким способом, именуется, как Е-отсчет, который представлен 29-битным числом, содержащим два следующих компонента: 1. Двоичное число, представленное последними 19 битами Л-отсчета, относится к отсчету времени недели (бгпе о1 меев, ТОМ/) и равняется количеству эпох Х1, сформированных за время, прошедшее с момента перемены недель. Это короткий отсчет, так как ТОНЫЧ может принимать значения лишь в диапазоне от 0 до 403199 эпох Х1 (одна неделя) и сбрасывается в ноль в конце каждой недели.
Нуле- 175 Глава 4 вое состояние отсчета ТОЧЧ означает, что эпоха Х1, реализуемая в этот момент, соответствует началу новой недели. Такая эпоха формируется приблизительно в ночь с субботы на воскресенье, где полночь определяется как 00 ч 00 мин 0ТС на Гринвичском меридиане. В течение года момент начала "нулевой эпохи" может на несколько секунд расходиться с нулевой точкой полночи 0ТС в связи с упомянутым выше расхождением шкал времени. С целью быстрого захвата Р-кода наземными потребителями, в потоке данных НОЧЧ (НапсКЬег ЧЧогб, ключевое слово, указывающее точную фазу кода) по 1=каналу передается усеченная версия ТОЧЧ-отсчета в виде 17-ти старших бит.
Соотношение между действительным ТОЧЧ-отсчетом и его усеченной НОЧЧ-версией показано на рис. 4.13. Эпоха Р(У) кода конец/начало недели ,5с ЭпохаХ1- 4ОЗ,199,' ~~, десятичйыеэквиваленты ', действтфщих ТО%-отсчетйв 3 ! 1 4ОЗ,192 4ОЗ,195 Стбфреймы эпох 100,799 о -д» юэ ю нсв Рис. 4.13. Временное соотношение ТОЧЧ- и НОЧЧ-отсчетов 176 2. Десять старших значащих бит Л-отсчета являются двоичным представлением по модулю 1024 последовательно задаваемого номера, соответствующего текущей неделе ЙРЯ.
Диапазон значений этого счетчика от 0 до 1023, причем нулевое состояние соответствует нулевой неделе ЙРЯ и далее возрастает на единицу каждые 1024 недели. Таким образом, последовательным значениям старших 10 бит Е-отсчета соответствуют значения О, 1024, 2048 и т.д. недель. Как особо отмечено в !С0-6РЯ-200С, пользователи должны иметь в виду, что номер недели, содержащийся в навигационном сообщении, не обязательно отражает полный системный номер недели 6РЯ. Так, например, существует понятие "ЙРЯ вув1егп бгпе гоПочег", когда завершается 1024-недельный цикл, по Система алобапьноао позиционирования ИА МЯТАЯ, США которому изменяется навигационное сообщение НКА, и отсчет начинается заново.
Этому моменту соответствует приращение на единицу счетчика, содержание которого соответствует 10 старшим разрядам 7-отсчета. Последний раз смена 1024-недельного цикла происходила в полночь с 21 на 22 августа 1999 г. Относительные параметры времени. Многие параметры времени, характеристические для НКА и системы ОРВ в целом, отличаются от истинного времени и должны быть выражены как функции времени с коэффициентами, указанными в навигационном сообщении и извлекаемыми оборудованием потребителя. Следующие необходимые параметры являются функциями от времени ЙРЯ: ° бортовое время НКА; ° истинная аномалия; ° долгота восходящего узла; ° 0ТС; ° наклонение. Каждый из этих параметров выражается, как полином во времени.
Соответствующий порядок разложения может быть разным. Поскольку в формате навигационного сообщения, как будет рассмотрено далее, доступны поля данных ограниченной длины, номинальная эпоха полинома выбирается вблизи центра диапазона разложения, так что ошибка квантования мала. Далее, при рассмотрении содержания навигационного сообщения мы опишем алгоритмы применения каждого из относительных параметров времени, ниже приведем таблицу, содержащую перечисление параметров, которые передаются в навигационном сообщении, будучи выраженными по модулю 604800 с: 177 Глава 4 * Некоторые НКА имеют интервал передачи 1 ч. Коэффициенты разложения напрямую зависят от выбора параметра, и, таким образом, параметр времени и коэффициенты разложения должны рассматриваться, как неразделимый набор параметров.
Потребитель, использующий текущий набор параметров, будет работать с отрицательными значениями (1 — ~ос) и (1 — 1, ) в оценке разложения. Сегмент управления вносит некоторые девиации в параметры для предотвращения неоднозначности, в момент, когда поток передаваемых с НКА данных переключается на новый набор. Изменение начального времени относительно используемого потребителем означает изменение значений в наборе данных.
Достоверность навигационного сообщения в автономном режиме. НКА серии "В!осК П" и "В1осК ПА" способны хранить в бортовой памяти навигационные данные, соответствующие 182 дням функционирования системы. При этом обеспечивается доступность услуги позиционирования в течение 180 дней. Это означает, что если для некоторого НКА обмен данными с наземным комплексом управления по каким-либо причинам будет невозможен, то полученных от наземной станции данных будет достаточно для формирования навигационного сообщения в течение 180 дней от момента последнего обновления бортовой памяти. НКА "В1осК ПН" способны хранить в памяти навигационные данные для 182 дней при работе в режиме, аналогичном "В!осК ПА", либо хранят данные полученные из сегмента управления, достаточные дпя формирования навигационного сообщения в течение 210 дней в режиме "Аи1опач".
178 Система алобальноао позиционирования ИА !/ВТАБ, США Поскольку при функционировании системы в расширенном режиме не происходит обновление данных о состоянии ионосферы, не корректируются бортовые стандарты частоты и данные альманаха, точность позиционирования постепенно снижается. В течение краткосрочного интервала (около 14 дней) точность снижается медленно, и к концу этого периода достигает 425 м (8ЕР). Затем скорость падения точности возрастает, и к концу 180-дневного интервала погрешность позиционирования достигает 10 км (ЯЕР). Режим, в котором навигационные НКА формируют навигационное сообщение без ежесуточного обмена данными с комплексом управления, называется расширенным навигационным режимом (Ех1епс1еб йач1ца1!оп Мобе, ЕНМ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
