Реферати » Реферати з авіації і космонавтики » Супутникова система ГЛОНАСС

Супутникова система ГЛОНАСС

НС відносять зону огляду, зону видимості, тривалість спостереження, орбітальну конфігурацію мережі НС та ін. На кресленні (рис. 2 ) пояснюються основні визначення.

Зона огляду НС являє собою ділянка земної поверхні, на якому можна здійснювати спостереження за НС, прийом його сигналів. Центром зони огляду є підсупутникової точка О3, звана географічним місцем супутника (ГМС).

Координати ГМС (географічні широта і довгота) можуть бути розраховані за формулами:

де - орбітальні елементи НС; - Грінвічський зоряний час;
- Кутова швидкість прецесії вузла орбіти. Зона огляду обмежена лінією дійсного горизонту в точці НС, тому її розмір залежить від висоти
НС (). Розмір зони огляду характеризується кутом або відповідної йому дугою АО3, яка називається радіусом зони огляду
[км]. З рис. 2 видно, що

(1)

Бортові пріемоіндікаторов СРНС забезпечують задану точність вимірювань в зоні огляду, обмеженою радиогоризонта, який піднято для користувача на кут 5 ... 10 ((кут маски). В цьому випадку зона огляду визначається кутом, де

(2)

Площа зони огляду. Тоді відносна площа огляду, де - площа земної кулі .

При збільшенні висоти НС до 40 000 км радіус зони огляду змінюється незначно (9400 км), а витрати на формування такої орбіти зростають суттєво.

Розглянута вище зона огляду відповідає фіксованому моменту часу (миттєва зона огляду).

У нестаціонарних НС миттєва зона огляду, переміщуючись по поверхні
Землі, утворює зону огляду у вигляді смуги шириною. Її віссю є сукупність ГМС - траса НС.

Встановимо умови видимості НС для спостерігача, розташованого в точці
, лежачої на трасі НС (рис. 3). Область небосхилу СС ', в якій

НС спостерігається з точки; від моменту сходу над горизонтом до моменту заходу називають зоною видимості (геометричної зоною видимості), для якої справедливі співвідношення (1), (2). З рис. 3 видно, що максимальний кутовий радіус зони видимості (дуга А "З)

З урахуванням радиогоризонта кутовий радіус зони огляду зменшується. Тут кут (називають мінімально допустимою висотою.
Тривалість сеансу зв'язку з НС (в межах видимості НС) визначається різницею () і залежить від кута ((т. Е. Від висоти польоту
НС або періоду його звернення Т).

Для кругової орбіти, де - кутова швидкість обертання супутника.

Для СРНС ГЛОНАСС км,% при км, ; (300 хв.

Очевидно, що якщо споживач знаходиться в стороні від траси НС, то тривалість спостереження супутника зменшується.

Навігаційні алгоритми, реалізовані в бортових пріемоіндікаторов сучасних СРНС , зазвичай орієнтовані на прийом сигналів від декількох НС одночасно. Спостереження в будь-якій точці робочої зони СРНС одночасно декількох НС забезпечується шляхом оптимального вибору стабільній просторово-часової структури (конфігурації) мережі НС - числа, орієнтації та форми орбіт; числа НС на кожній з них; взаємного розташування орбіт і супутників на них. Зазвичай число НС в мережі перевищує мінімально необхідне за рахунок резервних НС.

4. Рішення навігаційної задачі

Основним змістом навігаційної задачі (НЗ) в СРНС є визначення просторово-часових координат споживача, а також складових його швидкості, тому в результаті рішення навігаційної задачі повинен бути визначений розширений вектор стану споживача П, який в інерціальній системі координат можна представити у вигляді.
Елементами даного вектора служать просторові координати (х, у, z) споживача, тимчасова поправка t 'шкали часу споживача щодо системної ШВ, а також складові вектора швидкості.

Елементи вектора споживача недоступні безпосередньому виміру за допомогою радіозасобів. У прийнятого радіосигналу можуть вимірюватися ті чи інші його параметри, наприклад затримка або доплерівський зсув частоти.
Вимірюваний в інтересах навігації параметр радіосигналу називають радіонавігаційним (РНП), а відповідний йому геометричний параметр - навігаційним (НП), тому затримка сигналу (і його доплеровское зміщення частоти є радіонавігаційними параметрами, а відповідні їм дальність до об'єкта Д і радіальна швидкість зближення об'єктів служать навігаційними параметрами. Зв'язок між цими параметрами дається співвідношеннями:

де с - швидкість світла; (-довжина хвилі випромінюваного НС сигналу.

геометричне місце точок простору з однаковим значенням навігаційного параметра називають поверхнею становища. Перетин двох поверхонь положення визначає лінію становища - геометричне місце точок простору, які мають два певних значення двох навігаційних параметрів. Розташування визначається координатами точки перетину трьох поверхонь становища або двох ліній положення. Нерідко (через нелінійність) дві лінії положення можуть перетинатися в двох точках. При цьому однозначно знайти місце розташування можна, тільки використовуючи додаткову поверхню становища чи іншу інформацію про місцезнаходження об'єкта.

Для вирішення навігаційної задачі, т. С. для знаходження вектора споживача П, використовують функціональну зв'язок між навігаційними параметрами і компонентами вектора споживача. Відповідні функціональні залежності прийнято називати навігаційними функціями.
Конкретний вид навігаційних функцій зумовлений багатьма факторами: видом
НП, характером руху НС і споживача, обраної системою координат і т.д.

Навігаційні функції для просторових координат споживача можна визначити за допомогою різних різновидів віддалемірних, разностно-віддалемірних, кутомірних методів і їх комбінацій. Для отримання навігаційних функцій, що включають складові вектора швидкості споживача, використовують радіально-швидкісні методи.

5. СРНС ГЛОНАСС

5.1. Структура та основні характеристики

Вітчизняна мережева среднеорбітальних СРНС ГЛОНАСС (Глобальна
Навігаційна Супутникова Система) призначена для безперервного і високоточного визначення просторового (тривимірного) місцеположення вектора швидкості руху, а також часу космічних, авіаційних, морських і наземних споживачів в будь-якій точці Землі або навколоземного простору. В даний час вона складається з трьох підсистем:
. підсистема космічних апаратів (ПКА), що складається з навігаційних супутників ГЛОНАСС на відповідних орбітах;
. підсистема контролю та управління (ПКУ), що складається з наземних пунктів контролю і управління;
. апаратури споживачів (АП).

Навігаційні визначення в ГЛОНАСС здійснюються на основі опитувальних вимірювань в апаратурі споживачів псевдодальності і радіальної псевдошвидкості до чотирьох супутників (або трьох супутників при використанні додаткової інформації) ГЛОНАСС, а також з урахуванням прінятиx навігаційних повідомлень цих супутників. В навігаційних повідомленнях, переданих за допомогою супутникових радіосигналів, міститься інформація про різні параметри, в тому числі і необхідні відомості про становище та рух супутників у відповідні моменти часу. В результаті обробки цих даних в АП ГЛОНАСС зазвичай визначаються три (дві) координати споживача, величина і напрямок вектора його земної (шляховий) швидкості, поточний час
(місцеве або в шкалі Госеталона Координувати Всесвітнього Часу
UTC (SU) або, по іншому, UТC ??(ГЕВЧ) (ГЕВЧ - Державний еталон часу і частоти). Основні характеристики СРНС ГЛОНАСС наведені в табл. 1 - 2, де для порівняння наведені відомості про американську срсдневисотние СРНС GPS. В табл. 1 наведені загальносистемні характеристики СРНС ГЛОНАСС. В табл. 2 наведені як стандартні значення характеристик СРНС, так і їх оцінки на основі даних, отриманих в 1993-1995 рр. Останні показані в дужках, причому для С / А-коду, коду стандартної точності) значення наводяться для варіантів роботи з А / без SA (SA - Selective Availability - селективний доступ)).

Таблиця 1 Системні характеристики СРНС ГЛОНАСС

| Параметр, спосіб | ГЛОНАСС | GPS |
| Число НС (резерв) | 24 (3) | 24 (3) |
| Число орбітальних площин | 3 | 6 |
| Число НС в орбітальній | 8 | 4 |
| площині | | |
| Тип орбіт | Кругова | Кругова |
| | (е = 0 ± 0,01) | |
| Висота орбіт, км | 19100 | 20145 |
| Нахил орбіт, 1рад | 64,8 ± 0,3 | 55 (63) |
| Драконічеський період звернення | 11год 15 хв 44 | 11 год 56,9 хв |
| НС | с ± 5 з | |
| Спосіб поділу сигналів НС | Частотний | Кодовий |
| Несучі частоти навігаційних | | |
| радіосигналів МГц: | | |
| L1 | 1602,5625 ... 16 | 1575.42 |
| | 15,5 | |
| L2 | 1246,4375 ... 12 | 1227,6! |
| | 56,5 | |
| Період повторення ПСП | 1 мс | 1 мс |
| | | ( С / А-код) |
| (далекомірного коду або його | | 7 дн (Р-код) |
| сегмента) | | |
| Тактова частота ПСП, МГц | 0,511 | 1,023 |
| | | (С / А-код) |
| | | 10 , 23 |
| | | (P, Y-код) |
| Швидкість передачі цифрової | | |
| інформації | | |
| (відповідно СІ- і D-код), | 50 | 50 |
| біт / с | | |
| Тривалість суперкадра, хв | 2,5 | 12,5 |
| Число кадрів в суперкадрі | 5 | 25; |
| Число рядків в кадрі | 15 | 5 |
| Система відліків часу | UTC (SU) | UTC (USNO). |
| Система відліку | | |
| просторових | | |
| координат | ПЗ-90 | WGC-84 |
| Тип ефемерид | геоцентричного | моди-|
| | е | |
| | координати і | ванні кепле-|
| | їх | |
| | похідні | рови елементи |

| | |
| | |
| | |
| Таблиця 2 Точнісні характеристики СРНС | |
| | Параметр | | Точність вимірювань | |
| | | | GPS | ГЛОНАСС |
| | | | (P = 0,95) | (P = 0,997) |
| | Горизонтальна | 100 (72/18) | (С / А-код | 60 (СТ-код) |
| | площину, м | 300 (Р = 0.9999 ) |) | (39) |
| | | 18 | (С / А-код | |
| | | |) (Р-, | |
| | | | Y-код! | |
| | Вертикальна | 156 | (135/34) | (С / А-кол | 75 (СТ-код) |
| | площину, м | 28 | |) (Р-, | (67,5) |
| | | | | Y-код) | |
| | Швидкість, см / с | <200 | | (С / А-код | 15 |
|

Сторінки: 1 2 3 4

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар