Микрин Е.А., Михайлов М.В. Ориентация, выведение, сближение и спуск КА по измерениям от ГНСС (2017) (1246989), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Следует отметить, что после запуска новой модификацииНС ГЛОНАСС (ГЛОНАСС-М) в составе неоперативной информации навигационного сообщения ГЛОНАСС передаются данные, позволяющие вычислить эту поправку для любого момента времени. Для этого в составе1.1. Системные шкалы времени, связь между ними и форматы представления.. .19неоперативной информации сообщений ГЛОНАСС передаются следующиепараметры:NА Bl В2 -номер суток, к которым относятся передаваемые данные;значениеdUTlна начало суток N A;скорость измененияdUT 1 за средние солнечные сутки.Поправка dUTl в течение текущих суток Nт определяется по формулеdUTl = Bl + В2(Nт - NA)(1.2)Наличие на борту КА поправкиматрицу перехода из ГСК в ИСКdUT 1 позволяет автономно рассчитыватьJ2000 с точностью до ошибок, обусловленных смещением полюса Земли.
Более точный расчет требует периодическойпередачи на борт КА параметров смещения полюса Земли от оси Z ГСК.В информационных сообщениях ГЛОНАСС иGPSпередается целый рядпараметров, связывающих между собой различные ШВ. Рассмотрим эти параметры и приведем алгоритмы, позволяющие выполнять переход от однойшкалы времени к другой, а также от одного формата представления временик другому.Рассмотрим форматы представления времени. Выше отмечалось, что всистемеGPSвремя формируется в формате:N - номер текущей недели, начиная с06.01.1980 г.;текущее время в секундах от начала текущей недели, за которое приt-нимается воскресенье.Отсчет недель осуществляется от О до1023,после чего снова начинаетсянулевая неделя. Период обновления недель называется «эпохаGPS» и со~ 19,6 лет. Первая смена эпохи с нулевой на первую произошла в ав1999 г.
Номер эпохи GPS не передается в информационных сообщенияхставляетгустеот НС, поэтому для корректной работы навигационного приемника (НП)необходимо, чтобы этот номер, а также алгоритм смены номера эпохи бьши впамяти вычислителя приемника.Для упрощения алгоритмов связи между различными шкалами удобно вНП ввести общее для двух систем времяGPS,-так называемое большое времявыраженное в секундах от начала нулевой эпохищего времениGPS.Переход от текуGPS к большому времени GPS осуществляется по алгоритмуTaPs = (1024Nэ + N)-604800 + taps,где Nэномер эпохи-GPS; N -номер текущей недели;(1.3)taps -время (в секундах) от начала текущей недели.В системе ГЛОНАСС время формируется в формате:Nт-текущая дата, календарный номер суток внутри четырехлетнегопериода, начиная сN4-номер четырехлетнего периода (первый год первого четырехлетиясоответствуетt-1 января последнего високосного года;1996 г.);время в секундах от начала суток.20Глава1.
Формирование бортовой шкалы времени космического аппаратаШкала времени ГЛОНАСС сдвигается на секунду синхронно со временем UTC(SU).Начало суток в системеGPSсоответствует московскому времени, т. е.если не учитывать доли секунд между временемТглонлсс = Тuтс (SU)Между временемUTC (SU)+ 03чUTC (SU), то00 мин.(1.4)и временем ГЛОНАСС имеется также сдвигна дробную часть секунды 'tc, значение которой передается в составе неоперативной информации.
С учетом этого сдвига связь времени в шкалахUTCиГЛОНАСС определяется соотношениемТuтс (SU) = Тглонлсс -03ч00 мин + 'tc-(1.5)В составе неоперативной информации передается также поправка 'tGPS нарасхождение системных шкал времени TGPS и Тглонлсс в соответствии с выражениемтGPS - Тглонлсс= лт + 'tGPS,(1.6)где ЛТ - целая часть секунд расхождения шкал времени ГЛОНАСС иПо аналогии с большим временемвремя ГЛОНАСС»-GPSGPS.можно ввести понятие «большоевремя (в секундах) от начала1996года, определяемоепо формулеТглонлсс= (N4 -1)1,2623-108 + (Nт -1) · 86 400+ tглонлсс,(1.7)где tглонлсс - время (в секундах) от начала текущих суток.Время ГЛОНАСС, так же как и времяся для того, чтобы разность со временемUTC, периодически корректируетUTl не превышала 0,9 с.
Коррекцияможет выполняться первого числа квартала любого года. О предстоящей коррекции сообщается заблаговременно. В том числе в составе неоперативнойинформации сообщений ГЛОНАСС передается двухбитовое слово КР со следующими значениями:• 00 - в конце текущего квартала коррекции UTC не будет;• О 1 - в конце текущего квартала будет коррекция на + 1 с;• 11 - в конце текущего квартала будет коррекция на - 1с;• 10 - решение еще не принято.В результате коррекции времени UTC накапливается разница между временем UTC и временем GPS, называемая leap_sec.
Значение leap_sec передается в составе неоперативной информации сообщений GPS вместе с датой иновым значениемleap_secпосле изменения. С учетом всех поправок связьмежду большим временемGPSи большим временем ГЛОНАСС ТглоНАссопределяется соотношениемTaps = Тглонлсс + 504 478 800- leap _ sec+ 'taps.(1.8)1.2. Методы коррекциибортовой шкалы времени КА от АСН21ВремяUTC и UTC (SU) также удобно передавать в формате большоговремени GPS.
Между временем GPS и UTC, так же как и между временемГЛОНАСС и временем UTC (SU), существует сдвиг на дробную часть секунды. В составе неоперативной информации сообщений GPS передаются параметры, позволяющие рассчитать этот сдвиг в любой момент времени:• toi -эталонное время;• WМ -номер эталонной недели;• Ао - константа полинома;• А 1 - член 1-го порядка полинома.На настоящий момент времени t текущей недели WN и значение дробнойчасти смещения шкал GPS и UTC (tops - tuтc) определяется по формулеtuтc= Ао + А1 [t-to1-(WN -WN1) · 604 800].Параметр 'tuтc позволяет перейти от шкалы времени1.2.
Методы(1.9)GPS к шкале UTC.коррекции бортовой шкалы времени КАотАСНАппаратура спутниковой навигации имеет информационный интерфейс, по которому в ЦВМ КА передается формируемая информация, и отдельный временной интерфейс, по которому АСН передает пользователямметки времени. Информационный интерфейс АСН космического назначения представляет собой мультиплексный канал обмена (МКО), соответствующий международному стандартуMIL-1553.Такой интерфейс имеет,например, АСН-М МКС и АСН-К кораблей «Союз» и «Прогресс». Меткивремени, передаваемые от АСН потребителю по временному интерфейсу,например, в АСН-М или в АСН-К, представляют собой электрические импульсы напряжениемстотой1 Гц.3 ...
5В и длительностью~5мкс, формируемые с чаПередний фронт этих импульсов соответствует целой секундевнутренних часов АСН, время которых может быть смещено от заданнойсистемной шкалы времени на несколько миллисекунд. Смещение внутренних часов АСН относительно заданного системного времени (UTC, UTCGPS, UTC ГЛОНАСС) определяется в АСН и передается в ЦВМ КА в составе информационного сообщения черезветствующей секундной метки.300 ..
. 500мс после выдачи соотВыбор системной шкалы времени осуществляется ЦВМ КА в АСН в виде соответствующего признака. Формируемые АСН секундные метки поступают на прерывание в ЦВМ КА.Коррекция бортовой шкалы времени в ЦВМ КА может выполняться двумя способами: с использованием секундной метки и без нее. В первом случаепосле прихода секундной метки АСН на прерывание ЦВМ КА в ней фиксируется момент поступления этой метки в шкале ЦВМ КА, и определяетсясмещение 'tлсн часов АСН относительно часов ЦВМ. После поступления вЦВМ сообщения от АСН о значении 'tc смещения часов АСН относительноГлава221.
Формирование бортовой шкалы времени космического аппаратавыбранной системной шкалы времени определяется смещение шкалы ЦВМпо формуле'tцвм = 'tACH + 'tc.(1.10)После нахождения рассогласования между шкалой времени ЦВМ и выбранной системной шкалой, уточнение шкалы времени ЦВМ может быть выполнено физической или математической коррекцией. Физическая коррекциявыполняется в ЦВМ путем физического смещения соответствующих метоквремени на полученное рассогласование. Математическая коррекция заключается в формировании соответствующего слова о существующем текущемсмещении шкалы времени ЦВМ относительно системной шкалы времени.С учетом этого смещения ЦВМ КА выполняет все действия по управлениюКА и его системами.Коррекция шкалы ЦВМ может выполняться без использования секундной метки.
Такой метод реализован в АСН-М МКС и в АСН-К кораблей«Союз» и «Прогресс». Если в первом случае в ЦВМ КА реализуется ПО,определяющее время между моментом прихода в ЦВМ секундной меткиАСН и формированием внутренней секундной метки ЦВМ, то во втором случае такое ПО реализуется в АСН. Оно определяет время прихода в АСН сообщения ЦВМ, соответствующего секундной метке часов ЦВМ. В ЦВМдолжно быть предусмотрено формирование сообщения, пересылаемого вАСН в момент целой секунды часов ЦВМ.
В АСН должна быть предусмотрена оцифровка момента прихода сообщения в шкалу времени АСН. Принимая во внимание то, что в АСН формируется значение 'tc смещения шкалывремени АСН относительно выбранной системной шкалы времени, по формуле(1.10) определяется смещение 'tцвм часов ЦВМ относительно выбраннойсистемной шкалы, которое передается в ЦВМ в виде соответствующего информационного сообщения, где по нему реализуется физическая или математическая коррекция часов ЦВМ.1.3. Точность формирования бортовой шкалы временипри ее коррекции от АСНТочность формирования бортовой ШВ при ее коррекции от АСН зависит от точности формирования шкалы времени АСН и точности передачиэтого времени в ЦВМ . Привязка часов АСН к системной шкале времени зависит от точности решения навигационной задачи и формирования переднего фронта секундной метки относительно целой секунды часов АСН.Обычно суммарная ошибка привязки секундной метки к системной ШВ непревышает1 мкспри условии непрерывного решения навигационной задачи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
