Власов И.Б. ГНСС (studmaket) (1151932), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Ïðè ýòîì èñïîëüçóþòñÿ ðåçóëüòàòû îäíîìîìåíòíûõ èçìåðåíèé ïñåâäîäàëüíîñòè äî äàííîãî ÍÊÀ, ïîëó÷åííûõ ñ ïîìîùüþ íåñêîëüêèõ èçìåðèòåëüíûõ ñòàíöèé, ñîñòàâëÿåòñÿ ñèñòåìà óðàâíåíèéâèäà (3.2), ðåøåíèå êîòîðîé ïðè òî÷íî èçâåñòíûõ êîîðäèíàòàõ èçìåðèòåëüíûõ ñòàíöèé ïîçâîëÿåò âû÷èñëèòü ïàðàìåòðû îðáèòû èïîïðàâêè ÁØ äàííîãî ÍÊÀ îòíîñèòåëüíî ÑØÂ.Åùå îäíîé ñîñòàâíîé ÷àñòüþ ÍÊÓ ÃËÎÍÀÑÑ ÿâëÿåòñÿ àïïàðàòóðà êîíòðîëÿ ïîëÿ (ÀÊÏ) âûñîêîòî÷íàÿ ÀÏ, ðàñïîëàãàåìàÿ âòî÷êàõ ñ ýòàëîííûìè êîîðäèíàòàìè è îñíàùåííàÿ âûñîêîòî÷íûìýòàëîíîì âðåìåíè.
Àïïàðàòóðà îáåñïå÷èâàåò êîíòðîëü òî÷íîñòè ðåøåíèÿ íàâèãàöèîííîé çàäà÷è è êà÷åñòâà èíôîðìàöèè, ñîäåðæàùèõñÿâ íàâèãàöèîííûõ ñîîáùåíèÿõ ÍÊÀ.50Ðåæèì êîíòðîëÿ òî÷íîñòè ïðåäóñìàòðèâàåò ðåøåíèå íàâèãàöèîííîé çàäà÷è ïî êàæäîìó îïòèìàëüíîìó ñîçâåçäèþ ñïóòíèêîâ èñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ ñ ýòàëîííûìè êîîðäèíàòàìè.
 ñëó÷àå, åñëèòî÷íîñòü ðåøåíèÿ çàäà÷è íå ñîîòâåòñòâóåò ðàñ÷åòíîé, ìîãóò ïðèíèìàòüñÿ ñëåäóþùèå ìåðû: ïåðåäà÷à íà áîðò ÍÊÀ êîìàíäû î âêëþ÷åíèè â êàäð íàâèãàöèîííîé èíôîðìàöèè (ÍÈ) ïðèçíàêà íåïðèãîäíîñòè ñèãíàëà ÍÊÀ äëÿïðîâåäåíèÿ ÍÂÎ; ïîèñê ïðè÷èíû àíîìàëüíîé ðàáîòû ñ èñïîëüçîâàíèåì òåëåìåòðè÷åñêîé èíôîðìàöèè; ïåðåñ÷åò è ïåðåçàêëàäêà íà áîðò óòî÷íåííîé íàâèãàöèîííîéèíôîðìàöèè (ïðîãíîçà ýôåìåðèä, ÷àñîâ è äð.).Ðåæèì êîíòðîëÿ íàâèãàöèîííîãî ñîîáùåíèÿ ïðåäóñìàòðèâàåòñðàâíåíèå èçìåðåííûõ çíà÷åíèé ïñåâäîäàëüíîñòåé è ïñåâäîñêîðîñòåé ñî çíà÷åíèÿìè, ðàññ÷èòàííûìè íà îñíîâàíèè ïðîãíîçîâ, ñîäåðæàùèõñÿ â ÍÑ ïî âñåì ÍÊÀ, íàõîäÿùèìñÿ â çîíå ðàäèîâèäèìîñòè ÀÊÏ. Îäíîâðåìåííî êîíòðîëèðóåòñÿ îòñóòñòâèå â ÍÑ ñèãíàëà çàïðîñà, ôîðìèðóåìîãî áîðòîâûì êîìïüþòåðîì â ñëó÷àåíåøòàòíîé ñèòóàöèè, âûÿâëåííîé â ðåæèìå ñàìîòåñòèðîâàíèÿ.
Îïûòýêñïëóàòàöèè ÃÍÑÑ ÃËÎÍÀÑÑ ïîäòâåðæäàåò, ÷òî ïåðå÷èñëåííûõìåð äîñòàòî÷íî äëÿ ïîääåðæàíèÿ ðàñ÷åòíûõ õàðàêòåðèñòèê íàâèãàöèîííîãî ïîëÿ.5.2. Íàçåìíûé êîìïëåêñ óïðàâëåíèÿ GPSÍàçåìíûé êîìïëåêñ óïðàâëåíèÿ GPS ñîñòîèò èç ñåòè íàçåìíûõñòàíöèé ñëåæåíèÿ, ðàñïîëîæåííûõ ïî âñåìó ìèðó (ðèñ. 5.3).
Ñåòüâêëþ÷àåò ãëàâíóþ (âåäóùóþ) ñòàíöèþ, ÊÑ è çåìíûå ñòàíöèè ââîäàäàííûõ íà ÍÊÀ (òðè). Ãëàâíàÿ ñòàíöèÿ êîíòðîëÿ è óïðàâëåíèÿ íàõîäèòñÿ íà àâèàáàçå Ôàëêîí (Øðèâåð) ÂÂÑ ÑØÀ â ðàéîíå ã. Êîëîðàäî-Ñïðèíãñ, øòàò Êîëîðàäî. Åå îñíîâó ñîñòàâëÿåò öåíòð óïðàâëåíèÿñ âû÷èñëèòåëüíûì êîìïëåêñîì è ñðåäñòâà ïåðåäà÷è äàííûõ íà çåìíóþ ñòàíöèþ ñâÿçè ñ ÍÊÀ.
Êîíòðîëüíûå ñòàíöèè â íàñòîÿùåå âðåìÿðàçìåùåíû íà àòîëëå Äèåãî-Ãàðñèà (àðõèïåëàã ×àãîñ â Èíäèéñêîìîêåàíå), íà î. Âîçíåñåíèÿ (â Àòëàíòè÷åñêîì îêåàíå), íà Ãàâàéÿõ èàòîëëå Êâàäæàëåéí (â Òèõîì îêåàíå); îäíà ÊÑ ñîâìåùåíà ñ ãëàâíîéñòàíöèåé [9]. Òîò ôàêò, ÷òî ñòàíöèè ðàñïîëîæåíû ñðàâíèòåëüíî ðàâíîìåðíî ïî çåìíîìó øàðó âáëèçè ýêâàòîðà, ñîçäàåò áëàãîïðèÿòíûåóñëîâèÿ äëÿ íàáëþäåíèé ÍÊÀ.Ýòè ñòàíöèè ïðèíèìàþò ñèãíàëû ñïóòíèêîâ GPS è îñóùåñòâëÿþò ïðåöèçèîííûå èçìåðåíèÿ äàëüíîñòè äî ÍÊÀ, ïî êîòîðûì íà ãëàâíîé ñòàíöèè îñóùåñòâëÿþòñÿ òî÷íûå ðàñ÷åòû ïàðàìåòðîâ îðáèò,51Ðèñ.
5.3. Ñõåìà ðàñïîëîæåíèÿ ýëåìåíòîâ ÍÊÓ GPS: ãëàâíàÿ ñòàíöèÿ; ñòàíöèÿ íàáëþäåíèÿ; íàçåìíàÿ àíòåííàèîíîñôåðíîé ìîäåëè è êîððåêòèðóþùèõ ïîïðàâîê äëÿ áîðòîâûõ÷àñîâ. Äëÿ òî÷íîãî îïðåäåëåíèÿ îðáèò ÍÊÀ èñïîëüçóåòñÿ áåççàïðîñíûé ìåòîä. Ïî ñîîòâåòñòâóþùèì èçìåðåíèÿì çàäåðæêè äàëüíîìåðíûõ ñèãíàëîâ ÍÊÀ îñóùåñòâëÿåòñÿ òî÷íîå îïðåäåëåíèå ïàðàìåòðîâ îðáèò è ïàðàìåòðîâ äâèæåíèÿ ÍÊÀ. ×åðåç çåìíûå ñòàíöèèñâÿçè (àòîëë Äèåãî-Ãàðñèà, î.
Âîçíåñåíèÿ, àòîëë Êâàäæàëåéí) ãëàâíàÿ ñòàíöèÿ ïåðåäàåò íà áîðò êàæäîãî ÍÊÀ ýòè ïàðàìåòðû ñîâìåñòíî ñ äàííûìè îáðàáîòêè ìåòåîðîëîãè÷åñêîé èíôîðìàöèè, ïîçâîëÿþùåé óòî÷íèòü ïàðàìåòðû ìîäåëè òðîïîñôåðû. Ïðîèçâîäèòñÿòàêæå ìîíèòîðèíã ñîñòîÿíèÿ ÍÊÀ è óïðàâëåíèå èõ ðàáîòîé.5.3. Ñèñòåìû âðåìåíè, êîîðäèíàò è ìîäåëè Çåìëè,èñïîëüçóåìûå â ÃÍÑÑ5.3.1. Åäèíèöû âðåìåíèÐàññìîòðåíèå ïðèíöèïîâ ïîñòðîåíèÿ è ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ñïóòíèêîâûõ íàâèãàöèîííûõ ñèñòåì íåâîçìîæíî áåç ïðåäâàðèòåëüíîãîîçíàêîìëåíèÿ ñ îñíîâíûìè ïîíÿòèÿìè, îòíîñÿùèìèñÿ ê åäèíèöàììåð âðåìåíè è ñèñòåìàìè îòñ÷åòà âðåìåíè, ïðèìåíÿåìûìè â ÃÍÑÑ.Ðàçëè÷àþò äâå îñíîâíûå ãðóïïû åäèíèö îòñ÷åòà âðåìåíè:1) àñòðîíîìè÷åñêèå;2) íåàñòðîíîìè÷åñêèå.52Îñíîâíîé àñòðîíîìè÷åñêîé åäèíèöåé âðåìåíè ÿâëÿþòñÿ ñóòêè,ò.
å. èíòåðâàë, çà êîòîðûé Çåìëÿ, ñ òî÷êè çðåíèÿ íàáëþäàòåëÿ, íåïîäâèæíî íàõîäÿùåãîñÿ íà ïîâåðõíîñòè Çåìëè, äåëàåò îäèí ïîëíûé îáîðîò âîêðóã ñâîåé îñè îòíîñèòåëüíî íåêîòîðîé òî÷êè îòñ÷åòàíà íåáåñíîé ñôåðå. Ñóòêè äåëÿòñÿ íà 86 400 èíòåðâàëîâ, íàçûâàåìûõ ñåêóíäàìè. Õàðàêòåðíîé îñîáåííîñòüþ àñòðîíîìè÷åñêèõ ñóòîêÿâëÿåòñÿ çàâèñèìîñòü èõ äëèòåëüíîñòè îò âûáîðà òî÷êè îòñ÷åòà(öåíòð âèäèìîãî äèñêà Ñîëíöà, òî÷êà âåñåííåãî ðàâíîäåíñòâèÿ è ò. ï.).Ñîîòâåòñòâåííî ðàçëè÷àþò çâåçäíûå è ñîëíå÷íûå ñóòêè. Äëèòåëüíîñòü ñîëíå÷íûõ ñóòîê çàâèñèò åùå è îò âðåìåíè ãîäà, ïîýòîìóââîäèòñÿ ïîíÿòèå ñðåäíèõ ñîëíå÷íûõ ñóòîê.
Ìåæäó çâåçäíûì è ñðåäíèì ñîëíå÷íûì âðåìåíåì ñóùåñòâóåò ñëåäóþùåå ñîîòíîøåíèå: 24 ÷çâåçäíîãî âðåìåíè ðàâíû 23 ÷ 56 ìèí 4,091ñ ñîëíå÷íîãî âðåìåíè.Ïîñêîëüêó ñêîðîñòü âðàùåíèÿ Çåìëè îòíîñèòåëüíî ñâîåé îñè íåÿâëÿåòñÿ ñòðîãî ïîñòîÿííîé, ïðîäîëæèòåëüíîñòü çâåçäíûõ è ñîëíå÷íûõ ñóòîê òàêæå ìåíÿåòñÿ. Ïîýòîìó äëÿ òî÷íûõ ðàñ÷åòîâ áûëîââåäåíî ðàâíîìåðíî òåêóùåå ýôåìåðèäíîå âðåìÿ ÅÒ, åäèíèöåéêîòîðîãî ÿâëÿåòñÿ ýôåìåðèäíàÿ ñåêóíäà, ðàññ÷èòûâàåìàÿ êàê 1/86400äîëÿ ñðåäíåé ïðîäîëæèòåëüíîñòè ñóòîê â îïðåäåëåííûé äåíü 1900 ã.Ñèñòåìà îòñ÷åòà âðåìåíè, îñíîâàííàÿ íà ñðåäíåì ñîëíå÷íîì âðåìåíè, áûëà ââåäåíà â 1928 ã.
III Ãåíåðàëüíîé Àññàìáëååé ìåæäóíàðîäíîãî àñòðîíîìèè÷åñêîãî ñîþçà. Ýòî âðåìÿ íàçûâàåòñÿ Âñåìèðíûì UT (Universal Time), èëè ãðèíâè÷ñêèì ñðåäíèì ñîëíå÷íûì.Î÷åâèäíî, ÷òî ñèñòåìû îòñ÷åòà, ãäå â êà÷åñòâå ýòàëîíà åäèíèöûâðåìåíè ïðèíÿò ïåðèîä âðàùåíèÿ Çåìëè, àäåêâàòíû çàäà÷àì àñòðîíîìèè, à òàêæå äëÿ îïèñàíèÿ ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ íà Çåìëå âòå÷åíèå äëèòåëüíûõ èñòîðè÷åñêèõ ïåðèîäîâ.
Ïðèìåíåíèå ýòèõ ñèñòåì äëÿ âûñîêîòî÷íûõ èçìåðåíèé êðàòêîâðåìåííûõ ïðîöåññîâ ñîïðÿæåíî ñ öåëûì ðÿäîì òðóäíîñòåé. Ïîýòîìó ïîñëå ñîçäàíèÿ àòîìíûõ ñòàíäàðòîâ ÷àñòîòû (âðåìåíè) â íàó÷íî-òåõíè÷åñêèõ èçìåðåíèÿõ è ðàñ÷åòàõ ïåðåøëè ê íåàñòðîíîìè÷åñêîìó áàçèñó ìåð âðåìåíè. 1967 ã. íà XII Ãåíåðàëüíîé êîíôåðåíöèè ïî ìåðàì è âåñàìáûëà ïðèíÿòà åäèíèöà âðåìåíè, íå çàâèñÿùàÿ îò âðàùåíèÿ Çåìëè «àòîìíàÿ» ñåêóíäà. «Àòîìíàÿ» ñåêóíäà èíòåðâàë âðåìåíè, â òå÷åíèå êîòîðîãî ïðîèñõîäèò 9 192 631 770 êîëåáàíèé, ñîîòâåòñòâóþùèõ ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòå ýíåðãåòè÷åñêîãî ïåðåõîäà ìåæäó óðîâíÿìè ñâåðõòîíêîé ñòðóêòóðû îñíîâíîãî ñîñòîÿíèÿ àòîìà öåçèÿ-133ïðè îòñóòñòâèè âíåøíèõ âîçäåéñòâèé.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ àòîìíàÿñåêóíäà ïðèíÿòà çà åäèíèöó âðåìåíè â ìåæäóíàðîäíîé ñèñòåìå ÑÈâìåñòî ðàíåå ïðèìåíÿâøåéñÿ ýôåìåðèäíîé ñåêóíäû. Ïðèáîð, ôîðìèðóþùèé ýòàëîííóþ øêàëó âðåìåíè, ïîëó÷èë íàçâàíèå àòîìíî53ãî (öåçèåâîãî) ñòàíäàðòà ÷àñòîòû. Øêàëà ìåæäóíàðîäíîãî àòîìíîãî âðåìåíè TAI ôîðìèðóåòñÿ ïóòåì îñðåäíåíèÿ ïîêàçàíèé íåñêîëüêèõ àòîìíûõ ýòàëîíîâ.5.3.2. Ñèñòåìû îòñ÷åòà (øêàëû) âðåìåíè, èñïîëüçóåìûå â ÃÍÑÑÍàèáîëåå ÷àñòî èñïîëüçóåòñÿ ñèñòåìà îòñ÷åòà âðåìåíè, ïîëó÷èâøàÿ íàçâàíèÿ Âñåìèðíîãî êîîðäèíèðîâàííîãî âðåìåíè (UniversalCoordinated Time UTC ).
Ýòà ñèñòåìà áàçèðóåòñÿ íà «àòîìíîé» ñåêóíäå è èìåííî åå ñèãíàëû ïåðåäàþòñÿ ïî ðàäèî, â ñîñòàâå òåëåâèçèîííûõ ñèãíàëîâ, â ñåòÿõ Èíòåðíåò. Øêàëà âðåìåíè UTC ïåðèîäè÷åñêè êîððåêòèðóåòñÿ íà 1 ñ òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû åå ðàññîãëàñîâàíèå ñî øêàëîé UT íå ïðåâûøàëî 0,9 ñ. Êîððåêöèþ øêàëû UTCíà âåëè÷èíó ±1 ñ, ïðè êîòîðîé ïðîèñõîäèò òàê íàçûâàåìûé «ñåêóíäíûé ñêà÷îê» (leap second), ïðîèçâîäèò ìåæäóíàðîäíîå áþðî âðåìåíè ïî ðåêîìåíäàöèÿì Ìåæäóíàðîäíîé ñëóæáû âðàùåíèÿ Çåìëè.Êîððåêöèÿ UTC, êàê ïðàâèëî, ïðîèçâîäèòñÿ îäèí ðàç â ãîä â ïîëíî÷ü ñ 31 äåêàáðÿ íà 1 ÿíâàðÿ, èëè ñ 31 ìàðòà íà 1 àïðåëÿ, èëè ñ30 èþíÿ íà 1 èþëÿ, èëè ñ 30 ñåíòÿáðÿ íà 1 îêòÿáðÿ.Èñïîëüçóåìûå â ÃÍÑÑ àòîìíûå ñòàíäàðòû ÷àñòîòû òàêæå ñèíõðîíèçèðóþòñÿ UTC.Íàèáîëåå òî÷íûì ýëåìåíòîì ñèñòåì åäèíîãî âðåìåíè ÃÍÑÑÃËÎÍÀÑÑ ÿâëÿåòñÿ Íàçåìíûé öåíòðàëüíûé ñèíõðîíèçàòîð, áàçèðóþùèéñÿ íà âîäîðîäíîì ñòàíäàðòå ÷àñòîòû, ñóòî÷íàÿ íåñòàáèëüíîñòüêîòîðîãî íå ïðåâûøàåò 5⋅1014 ñ.
Êîíòðîëèðóåìîå ðàñõîæäåíèå ìåæäó øêàëîé ñèñòåìíîãî âðåìåíè ÃËÎÍÀÑÑ è Ãîñóäàðñòâåííûì ýòàëîíîì UTC (SU) íå ïðåâûøàåò 1 ìñ, à ïîãðåøíîñòü ïðèâÿçêè íåáîëåå 1 ìêñ. Êðîìå òîãî, èç-çà îñîáåííîñòåé ôóíêöèîíèðîâàíèÿ íàçåìíîãî êîìïëåêñà óïðàâëåíèÿ ìåæäó øêàëàìè ÃËÎÍÀÑÑ è UTC(SU) ñóùåñòâóåò ïîñòîÿííûé ñäâèã, ðàâíûé 3 ÷ 00 ìèí.Äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè íàâèãàöèîííûå ñîîáùåíèÿ ÍÊÀ ÃËÎÍÀÑÑíå ñîäåðæàëè èíôîðìàöèè î êîððåêöèè ñèñòåìíîé øêàëû; î íåéçàáëàãîâðåìåííî ñîîáùàëîñü â ñïåöèàëüíûõ áþëëåòåíÿõ.
 ÍÊÀÃËÎÍÀÑÑ-Ì ïðåäóñìîòðåíà ïåðåäà÷à èíôîðìàöèè î ôàêòå, âåëè÷èíå è çíàêå ñåêóíäíîé êîððåêöèè. Êîððåêöèÿ ñèñòåìíîé øêàëûÃËÎÍÀÑÑ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïóòåì ñîâìåùåíèÿ ìåòêè âðåìåíè â êàäðå íàâèãàöèîííîãî ñîîáùåíèÿ ñ ìåòêîé âðåìåíè UTC (SU).Ïîñêîëüêó ýôåìåðèäíàÿ èíôîðìàöèÿ, ïåðåäàâàåìàÿ ñ ÍÊÀ, îòíîñèòñÿ ê îïðåäåëåííîìó èíòåðâàëó âðåìåíè, ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå íàâèãàöèîííîãî ïðèåìíèêà äîëæíî ó÷èòûâàòü ôàêò è âðåìÿ êîððåêöèè, ò.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
