Пояснительная записка (1225689), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В России в рабочей эксплуатации находятся четыре цепи системы "ЧАЙКА":
- европейская, в составе пяти станций, три из которых расположены в районах городов Брянск (ведущая), Петрозаводск, Сызрань (Россия) и две за пределами России Слоним (Республика Беларусь) и Симферополь (Украина);
- восточная, в составе четырех станций, расположенных в районах городов: Александровск Сахалинский (ведущая), Петропавловск Камчатский, Уссурийск и Охотск;
- на Севере России функционируют две цепи в составе пяти станций, расположенных в районах: г. Дудинка (ведущая), пос. Тамылык, о. Панкратьева, г. Инта и п. Туманный, причем три станции одновременно работают в обеих цепях.
Общая площадь рабочих зон всех цепей системы "ЧАЙКА" составляет около 20 млн. кв. км. Кроме того, в России имеются региональные цепи ИФРНС средней мощности. Завершены работы по созданию объединенной российско-американской цепи систем "ЧАЙКА" и "LORAN-C" в составе двух российских станций в районах городов Петропавловск-Камчатский и Александровск-Сахалинский и одной американской станции "LORAN-C" на о. Акту (США).
Система "LORAN-C" остается самой распространенной с наземным базированием: количество ее потребителей в мире в 1997 г. составляло около 1,3 млн., причем более половины находятся в США (морские около 500 тыс.). К сожалению, номенклатура и объем выпускаемой отечественной приемоиндикаторной аппаратуры системы "ЧАЙКА" в настоящее время недостаточны для удовлетворения требований многочисленных потребителей.
По уровню технических решений отечественная приемоиндикаторная аппаратура не уступает зарубежной, однако ее элементная база отстает от зарубежного уровня. В настоящее время ведутся разработки новых образцов отечественных приёмоиндикаторов PHC "ЧАЙКА/LORAN-C" [9].
Рабочие зоны ИФРНС систем "ЧАЙКА/LORAN-C" видны на рисунке 1.8
Рисунок 1.8 – Рабочие зоны ИФРНС систем "ЧАЙКА/LORAN-C"
1.6 Система "Инмарсат"
Система "Инмарсат" была создана 16 июля 1979 года по инициативе Международной Морской Организации и изначально имела статус межгосударственной организации. Главная цель создания системы "Инмарсат" заключалась в обеспечении морских судов надежной связью, в первую очередь для повышения безопасности мореплавания, в том числе передачи сигналов о бедствии, оперативного взаимодействия с другими судами и береговыми службами, связи членов экипажа и пассажиров судна с берегом. Одна из задач создания системы "Инмарсат" – обеспечить функционирование системы морской спутниковой связи в соответствии с требованиями Глобальной Морской Системы Связи (ГМССБ).
В проект, по созданию системы "Инмарсат", изначально входили 35 государств – участниц, подписавших эксплуатационное соглашение, в том числе СССР, США, Великобритания, Норвегия, Япония, Италия, Франция, ФРГ и другие. Интересы СССР в Инмарсат представляло Всесоюзное объединение «Морсвязьспутник» при Министерстве морского флота СССР.
Компания "Инмарсат" имеет и эксплуатирует одну из самых крупных в мире сетей спутниковой связи. Эта сеть имеет группировку из четырнадцати спутников на геостационарной орбите на удалении около 36000 километров от земли и включает спутники системы "Инмарсат-4" (I-4), запущенных в 2005 и 2008 годах и спутники системы "Инмарсат-5" (I-5), запущенные в 2013-2015 годах. Коммерческая эксплуатация спутников I-4 и I-5 рассчитана на 15 лет.
Три выведенных на орбиту спутника I-4обеспечивают глобальный охват широкополосной связью, за исключением самых крайних полярных регионов. Каждый спутник I-4 генерирует сотни высокомощных сфокусированных лучей, которые могут быть оперативно сконфигурированы так, чтобы предоставлять необходимую пропускную способность сети в районах повышенного спроса на услуги.
Спутники системы "Инмарсат 5 поколения" – Inmarsat Global Xpress (GX) - это глобальная спутниковая сеть сверхскоростного широкополосного доступа, созданная компанией Inmarsat. Архитектура сети GX состоит из трех геостационарных спутников нового поколения – "Инмарсат-5", которые работают в КА-диапазоне и наземного сегмента, состоящего из шести станций. Каждый из спутников обслуживается двумя полностью дублированными наземными станциями, что обеспечивает высокий уровень надежности сети. Каждый спутник сети GX формирует 89 фиксированных точечных лучей в КА-диапазоне, что позволяет пользователям с компактными терминалами (60-80 см) высокоскоростную (до 50 Мбит/с – downlink и 5 Мбит/с – uplink) передачу данных, телефонию, доступ в Интернет на суше, море и в воздухе. Зоны покрытия системы "Инмарсат I-5" показаны на рисунке 1.11
Рисунок 1.11 – Зоны покрытия системы "Инмарсат I-5"
В системе "Инмарсат" используются геостационарные спутники, которые "неподвижно висят" над заданными точками над экватором Земли. Кажущаяся неподвижность спутников достигается тем, что они обращаются по круговой орбите, совпадающей с плоскостью экватора Земли, с угловой скоростью вращения, равной скорости вращения Земли. На каждом спутнике имеются, по крайней мере, два ретранслятора, один из которых ретранслирует сообщения в направлении от Земных станций к терминалам, а второй работает в обратном направлении. Спутники системы "Инмарсат" располагаются на геостационарной орбите, на высоте 35 786 км [10].
2 ОБЗОР ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ СИСТЕМ ГЛОБАЛЬНОГО И РЕГИОНАЛЬНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ
Системы "GPS" и "ГЛОНАСС" имеют сходную архитектуру. В их состав входят космический сегмент, состоящий из 24 космических аппарата КА, сеть наземных станций наблюдения за их работой и пользовательские навигационные приемники. Все спутники систем "GPS/ГЛОНАСС" являются автономными. Параметры их орбит периодически контролируются сетью наземных станций слежения, с помощью которых не реже чем 12 раз в сутки вычисляются баллистические характеристики, регистрируются отклонения КА от расчетных траекторий движения и определяется собственное время бортовых часов. Наземные станции также контролируют исправность навигационной аппаратуры, установленной на борту КА. Для обнаружения отказов аппаратуры требуется, как минимум, несколько часов [11]. Данные об этих двух системах приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.11 – Основные характеристики спутниковых навигационных систем "GPS"и "ГЛОНАСС"
| Показатель | GPS | ГЛОНАСС |
| Орбитальная группировка | ||
| Число КА | 24 | 24 |
| Число орбитальных плоскостей | 6 | 3 |
| Число КА в каждой плоскости | 4 | 8 |
| Высота орбиты, км. | 20 000 | 19 100 |
| Наклонение орбиты, | 55 | 64,8 |
| Период обращения КА, ч. | 12 | 11,26 |
| Спутники | ||
| Масса КА стартовая/орбитальная, кг. | 1650/835 | Н/д |
| Показатель | GPS | ГЛОНАСС |
| Срок эксплуатации, лет | 7,5 | 02.мар |
| Навигационные ретрансляторы | ||
| Рабочие частоты, МГц | L1=1575,42; L2=12275,6 | 1602,56-1615,5 |
| ЭИИМ, дБВт | Н/д | 24-27 |
| Мощность передатчика, Вт. | 50 (L1); 8 (L2) | Н/д |
| Поляризация | Правосторонняя | Правосторонняя |
| Точность навигационных определений | ||
| Погрешность определения местоположения, м. | 100 (C/A-код); 16 (P-код) | 100 (СКО) |
| Погрешность определения скорости движения, м/c. | 10 (C/A-код); 0,1 (P-код) | 0,9 |
| Погрешность определения времени | 340 нс (C/A-код); 90 нc (P-код) | 1 мс |
| Надежность навигационных определений, % | 95 | Н/д |
Каждый спутник "GPS" излучает на двух частотах L1 и L2 специальный навигационный сигнал в виде фазоманипулированной псевдослучайной последовательности. В сигнале зашифровываются два вида кода:
- С/А (coarse/acquisition, или clear/acquisition) – этот код доступен широкому кругу гражданских потребителей. Он позволяет получать лишь приблизительную оценку местоположения, поэтому называется "грубым" кодом. Передача кода С/А осуществляется на частоте L1 с использованием фазовой манипуляции псевдослучайной последовательности длиной 1023 символа. Защита от ошибок обеспечивается с помощью кода Гоулда. Период повторения С/А кода 1 мс, с тактовой частотой 1,023 МГц;
- P (precision code) – этот код обеспечивает более точное вычисление координат, но пользоваться им способны не все; доступ к нему ограничивается провайдером услуг системы "GPS". В основном P код предоставляется военным и федеральным службам США. Этот код передается на частоте L2 с применением сверхдлинной псевдослучайной последовательности с периодом повторения 267 дней, с тактовой частотой 10,23 МГц.
Помимо этих кодов в сигнале системы "GPS" может присутствовать так называемый Y код, являющийся шифрованной версией P кода.
Кроме кодов С/А и P навигационный спутник регулярно передает специальное сообщение, которое содержит дополнительные сведения. Пользователь информируется о состоянии спутника и его параметрах системном времени, эфемеридах, прогнозе ионосферной задержки, показателях работоспособности. Передача навигационного сообщения длиной 1500 бит осуществляется со скоростью 50 бит/с на частотах L1 и/или L2.
Координаты подвижного абонента определяются с помощью стандартного навигационного "GPS" или "GPS/ГЛОНАСС-приёмников", встроенного в терминал пользователя. Устройство, как правило, использует собственную миниатюрную антенну и автономно вычисляет географические координаты и всемирное время по навигационным сигналам. В отдельных случаях навигационная антенна совмещается со связной антенной абонентского терминала, а прием навигационных данных может осуществляться как в обслуживаемом, так и в необслуживаемом режимах его работы.
"GPS/ГЛОНАСС-приёмники" чаще всего применяются, если необходимо получить высокую точность координат с погрешность не более 100 метров. Захватив сигнал, навигационный приемник автоматически вычисляет координаты объекта, скорость сигнала и всемирное время и формирует отчет. Сведения о местонахождении объекта передаются по спутниковым каналам связи в диспетчерский пункт. Навигационные устройства могут различаться по количеству каналов приема, скорости обновления данных, времени вычислений, точности и надежности определения координат.
Схема определения координат объекта в системах спутниковой связи с использованием "GPS/ГЛОНАСС-приёмников" показана на Рисунке 2.1
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
