Реферат Курсовая Конспект
Структура спутниковых радионавигационных систем - раздел Астрономия, Спутниковая система ГЛОНАСС Структура Спутниковых Радионавигационных Систем. Структура, Способы Функциони...
|
Структура спутниковых радионавигационных систем. Структура, способы функционирования и требуемые характеристики подсистем СРНС во многом зависят от заданного качества навигационного обеспечения и выбранной концепции навигационных измерений.
Для достижения таких важнейших качеств, как непрерывность и высокая точность навигационных определений, в глобальной рабочей зоне в составе современной СРНС типа ГЛОНАСС и GPS функционируют три основные подсистемы рис. 1 Ш космических аппаратов ПКА, состоящая из навигационных ИСЗ в дальнейшем ее называем сетью навигационных спутников НС или космическим сегментом Ш контроля и управления ПКУ наземный командно-измерительный комплекс КИК или сегмент управления Ш аппаратура потребителей АП СРНС приемоиндикаторы ПИ или сегмент потребителей.
Разнообразие видов приемоиндикаторов СРНС обеспечивает потребности наземных, морских, авиационных и космических в пределах ближнего космоса потребителей.
Основной операцией, выполняемой в СРНС с помощью этих сегментов, является определение пространственных координат местоположения потребителей и времени, т. е. пространственно-временных координат ПВК. Эту операцию осуществляют в соответствии с концепцией независимой навигации, предусматривающей вычисление искомых навигационных параметров непосредственно в аппаратуре потребителя. В рамках этой концепции в СРНС выбран позиционный способ определения местоположения потребителей на основе беззапросных пассивных дальномерных измерений по сигналам нескольких навигационных искусственных спутников Земли с известными координатами.
Выбор концепции независимой навигации и использование беззапросных измерений обеспечили возможность достижения неограниченной пропускной способности СРНС. По сравнению с зависимой навигацией, не предусматривающей процедуры вычислений ПВК в ПИ СРНС, произошло усложнение аппаратуры потребителей.
Однако современные достижения в области технологий сделали возможной реализацию таких подходов при решении проблемы навигационных определений в СРНС. Высокая точность определения местоположения потребителей обусловлена многими факторами, включая взаимное расположение спутников и параметры их навигационных сигналов. Структура космического сегмента обеспечивает для потребителя постоянную видимость требуемого числа спутников.
В настоящее время считается целесообразным введение в состав СРНС региональных дополнительных систем, обеспечивающих реализацию наиболее строгих требований потребителей.
Эти структуры позволяют существенно повысить точность обсерваций, обнаруживать и идентифицировать нарушения в режимах работы СРНС, недопустимое ухудшение качества ее функционирования и своевременно предупреждать об этом потребителей, т. е. они могут осуществлять контроль целостности системы и поддерживать режим дифференциальных измерений. 2.1. Подсистема космических аппаратов Подсистема космических аппаратов СРНС состоит из определенного числа навигационных спутников.
Основные функции НС формирование и излучение радиосигналов, необходимых для навигационных определений потребителей СРНС, контроля бортовых систем спутника подсистемой контроля и управления СРНС. С этой целью в состав аппаратуры НС обычно включают радиотехническое оборудование передатчики навигационных сигналов и телеметрической информации, приемники данных и команд от КИК, антенны, блоки ориентации, ЭВМ, бортовой эталон времени и частоты БЭВЧ, солнечные батареи и т. д. Бортовые эталоны времени и частоты обеспечивают практически синхронное излучение навигационных сигналов всеми спутниками, что необходимо для реализации режима пассивных дальномерных измерений в аппаратуре потребителей.
Навигационные сигналы спутников содержат дальномерные компоненты и компоненты служебных сообщений.
Первые используют для определения в аппаратуре потребителей СРНС навигационных параметров дальности, ее производных, ПВК и т. д вторые для передачи потребителям координат спутников, векторов их скоростей, времени и др. Основная часть служебных сообщений спутника подготовлена в наземном командно-измерительном комплексе и передана по радиолинии на борт спутника.
И только небольшая их часть формируется непосредственно бортовой аппаратурой. Дальномерные компоненты навигационных сигналов содержат две составляющие, отличающиеся обеспечиваемой ими точностью навигационных определений стандартной и более высокой.
В аппаратуре гражданских потребителей обрабатывается сигнал стандартной точности. Для использования сигнала высокой точности требуется санкция военных органов. Выбор состава и конфигурации орбитальной группировки НС может обеспечить заданную рабочую зону, возможность реализации различных методов навигационно-временных определений НВО, непрерывность и точность НВО, диапазон изменения параметров радиосигналов НС и т. д. Например, увеличение высоты полета НС современных средневысотных СРНС до примерно 20 000 км позволяет принимать сигналы каждого НС на значительных территориях приблизительно на половине поверхности Земли. И тогда несколько НС, расположенных на определенных орбитах, могут формировать сплошное, с точки зрения наземного и авиационного потребителя, радионавигационное поле глобальную рабочую зону. Соответствующие характеристики сигналов НС и способы их обработки позволяют проводить навигационные измерения с высокой точностью.
В современных СРНС типа ГЛОНАСС и GPS большое внимание уделяется взаимной синхронизации НС по орбитальным координатам и излучаемым сигналам, что обусловило применение к ним термина сетевые СРНС. 2.2. Наземный командно-измерительный комплекс Подсистема контроля и управления представляет собой комплекс наземных средств командно-измерительный комплекс КИК, которые обеспечивают наблюдение и контроль за траекториями движения НС, качеством функционирования их аппаратуры управление режимами ее работы и параметрами спутниковых радиосигналов, составом, объемом и дискретностью передаваемой со спутников навигационной информации, стабильностью бортовой шкалы времени и др. Обычно КИК состоит из координационно-вычислительного центра, КВЦ, станций траекторных измерений и управления СТИ, системной наземного эталона времени и частоты СЭВЧ. Периодически при полете НС в зоне видимости СТИ, происходит наблюдение за спутником, что позволяет с помощью КВЦ определять и прогнозировать координатную и другую необходимую информацию.
Затем эти данные вкладывают в память бортовой ЭВМ и передают потребителям в служебном сообщении в виде кадров соответствующего формата.
Синхронизация различных процессов в СРНС обеспечивается с помощью высокостабильного атомного системного эталона времени и частоты, который используется, в частности, в процессе юстировки бортовых эталонов времени и частоты навигационных спутников СРНС. 2.3.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Обратная задача была очевидной по измерениям того же доплеровского сдвига при известных координатах ИСЗ найти координаты пункта наблюдения. Научные основы низкоорбитальных СРНС были существенно развиты в процессе… Проведенные работы позволили перейти в 1963 г. к опытно-конструкторским работам над первой отечественной …
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Структура спутниковых радионавигационных систем
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов