Спутниковое позиционирование

Позиционирование может быть выполнено от группировки космических аппаратов, входящих в Спутниковую Систему Позиционирования (СПП). Основными достоинствами ССП являются их глобальность, оперативность, всепогодность, оптимальная точность (до нескольких миллиметров), малогабаритная аппаратура пользователя, необязательность видимости между позиционируемыми наземными пунктами.

К современному поколению ССП относятся две системы - американская GPS (Global Positioning System) и российская ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система).

Подсистемы ССП:

- сеть станций наземного контроля и управления - определение положения спутников на их орбитах в данный момент времени (дважды в сутки), прогнозирование координат (эфемерид) на 12 часов, передача прогнозной информации на борт космических аппаратов;

- группировка космических аппаратов - из 24 спутников по четыре в шести плоскостях (GPS) или по восемь в трех плоскостях (ГЛОНАСС) на практически круговых орбитах высотой порядка 20000 км;

- аппаратура пользователей (АП) - приемные устройства; практически распространение получили приемники GPS (Ashtech, Garmin, Magellan, Trimble – США; Sercel – Франция; Leica – Швейцария; Geotronics - Швеция); (например, приемник GG24 Ashtech имеет по 12 каналов для наблюдений спутников в обеих системах).

Аппаратура спутника и пользователя образуют радиодальномер; приемник принимает электромагнитные колебания со спутника, сравнивает их с выработанными в приемнике и определяет дальность до космического аппарата фазовым методом.

С позиционируемого пункта М измеряют дальности R1, R2, R3 до трех спутников 1, 2, 3 с известными в данный момент координатами; сферы соответствующих радиусов, пересекаясь в точке М, определяют ее положение (способ пространственных линейных засечек).

Для повышения точности определения координат дальности надо измерять не до трех, а, по крайней мере, до четырех спутников.

Спутники являются аналогами геодезических пунктов на Земле; разница в том, что они движутся с огромной скоростью по своим орбитам, но в каждое мгновение координаты спутников должны быть известны с высокой точностью, и сообщены приемной аппаратуре пользователя.