1.4. Спутниковые РНС второго поколения (1151905)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

1.4 Спутниковые радионавигационные системы второго поколения

1.4.1 Концепция построения

В основу концепции построения ГНСС был положен ряд принципиальных требований, вытекающих из назначения систем. Согласно этим требованиям, навигационное поле ГНСС не только должно быть в глобальном масштабе непрерывным в пространстве и времени, но для одномоментного решения навигационной задачи в трехмерном пространстве должна быть обеспечена возможность одновременного наблюдения не менее четырех НКА.

При этом подразумевалось, что аппаратура потребителя (АП) должна быть возможно более компактной, простой и иметь невысокую стоимость, соответственно увеличивалась доля функциональной нагрузки, возлагаемой на аппаратуру НКА и наземного комплекса управления (НКУ).

В качестве безусловных в концепции выдвигались следующие требования к ГНСС:

• беззапросность НВО, что предполагает автономность процесса формирования и излучения навигационных сигналов на НКА без инициализации со стороны потребителя;

• независимость НВО, что означает возможность определения искомых навигационных параметров в АП без привлечения других средств и источников информации.

В дальнейшем, по мере развития гражданских применений ГНСС, таких как управление воздушным движением и судовождением, все большее значение приобретали следующие характеристики ГНСС:

• точность – это степень соответствия местоположения потребителя, определенного в данный момент времени с помощью навигационной системы, истинному положению, которая характеризуется допустимой величиной отклонения определенных координат от истинных. (Количественной мерой точности являются абсолютное значение разности между определенными и истинными значениями координат или среднеквадратическая погрешность (СКП)).

• доступность (готовность) — вероятность работоспособности ГНСС в момент обращения к ней и в процессе навигационного сеанса;

• целостность — вероятность выявления отказа системы в течение заданного времени или быстрее;

• непрерывность — вероятность сохранения непрерывной работоспособности системы на заданном промежутке времени. (Под заданным, как правило, подразумевается наиболее важный с практической точки зрения отрезок времени, например, время захода на посадку воздушного судна).

Современные требования к указанным характеристикам ГНСС зависят от характера задач, решаемых потребителями. Численные значения точности позиционирования изменяются в широких пределах от долей метра до нескольких километров. Доступность услуг ГНСС при полете воздушного судна по маршруту должна быть не ниже 0,999, а при заходе на посадку в зоне аэродрома — не ниже 0,99999. На этапе посадке особую важность приобретает целостность НВО, которая должна быть не ниже 10^–7 на заход при времени предупреждения об отказе 2-6 с, в зависимости от этапа посадки воздушного судна.

Для решения поставленной задачи при проектировании ГНСС были избраны среднеорбитальные НКА с высотой орбиты порядка 20 тыс. км (дальнейшее увеличение высоты орбиты нецелесообразно, так как практически не приводит к расширению зоны видимости НКА). Период обращения НКА для такой высоты орбиты составляет около 12 ч. При указанных параметрах орбит, для того, чтобы гарантировать в любой точке территории России одновременное наблюдение не менее четырех НКА, достаточно иметь в составе орбитальной группировки 18 НКА. Гарантированное 100%-е покрытие всей Земли достигается при наличии в составе орбитальной группировки не менее 24 НКА, при этом при этом на значительной части территории Земли появляется возможность наблюдения большего количества НКА, что повышает точность и надежность навигационных измерений. С учетом этих соображений было принято, что штатный состав орбитальных группировок ГНСС включает в себя 24 НКА.

Кроме коренного изменения структуры и геометрии орбитальной группировки, в ГНСС с самого начала были заложены средства, обеспечивающие прецизионную взаимную синхронизацию бортовых шкал (эталонов) времени НКА. Большое внимание уделялось также развитию средств высокоточного определения и прогнозирования параметров орбит (эфемерид) НКА.

Решение перечисленных, а также и многих других задач позволило создать, ввести в эксплуатацию и в итоге предоставить в пользование всему населению Земли две среднеорбитальные системы: российскую ГЛОНАСС и американскую NAVSTAR/ GPS.

1.4.2 Обобщенная структурная схема ГНСС

Как уже отмечалось, принципиальная особенность СРНС, состоит в том, что роль ОРНТ в них играют НКА, совершающие автономное орбитальное движение. Поэтому в отличие от РНС наземного базирования, основными подсистемами которых являются аппаратура базовых станций и аппаратура потребителя, в состав ГНСС обязательно входит еще одна подсистема — НКУ. Эта подсистема обеспечивает контроль и прогнозирование параметров орбиты НКА, контроль точности и коррекцию бортовых эталонов времени, дистанционный мониторинг исправности бортовой аппаратуры и управление режимами ее работы, составом, объемом и скоростью передачи служебной информации и пр.

Соответственно, на момент создания структура, ГНСС включала в себя три основные подсистемы [13]:

• подсистему НКА;

• подсистему наземного комплекса контроля и управления (НКУ);

• подсистему НАП.

Расширение количества средств, привлекаемых для решения задач навигационного обеспечения потребителей, включая функциональные дополнения, т. е. специальные комплексы аппаратуры наземного и космического базирования, обеспечивающие потребителям в определенном регионе или локальной области дополнительные возможности, например – повышение точности измерений за счет применения дифференциальных методов измерений (подробнее об этом см. разд. №№), потребовали создания более сложных глобальных навигационных систем (ГНС).

Общепринятой практикой стало включение в состав ГНС комплекса средств фундаментального обеспечения, ответственных за поддержание систем координат и времени.

Общие принципы взаимодействия отдельных подсистем ГНС иллюстрирует структурная схема, приведенная на рис. 1.4.1.

1.13 Обобщенная структурная схема ГНСС

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций