Назначение и состав подсистемы контроля и управления

Назначение и состав подсистемы контроля и управления. Наземный сегмент системы ГЛОНАСС подсистема контроля и упрощения ПКУ, предназначена для контроля правильности функционирования правления и информационного обеспечения сети спутников системы ГЛОНАСС, состоит из следующих взаимосвязанных стационарных элементов центр управления системой ГЛОНАСС ЦУС центральный синхронизатор ЦС контрольные станции КС система контроля фаз СКФ кванто-оптические станции КОС аппаратура контроля поля АКП. Наземный сегмент выполняет следующие функции проведение траекторных измерений для определения и прогнозировании непрерывного уточнения параметров орбит всех спутников временные измерения для определения расхождения бортовых шкал времени всех спутников с системной шкалой времени ГЛОНАСС, синхронизации спутниковой шкалы времени с временной шкалой центрального синхронизатора и службы единого времени путем фазирования и коррекции бортовых шкал времени спутников формирование массива служебной информации навигационных сообщений, содержащего спрогнозированные эфемериды, альманах и поправки к бортовой шкале времени каждого спутника и другие данные, необходимые для формирования навигационных кадров передача закладка массива служебной информации в память ЭВМ каждого спутника и контроль за его прохождением контроль по телеметрическим каналам за работой бортовых систем спутников и диагностика их состояния контроль информации в навигационных сообщениях спутника, прием сигнала вызова ПКУ управление полетом спутников и работой их бортовых систем путем выдачи на спутники временных программ и команд управления контроль прохождения этих данных контроль характеристик навигационного поля определение сдвига фазы дальномерного навигационного сигнала спутника по отношению к фазе сигнала центрального синхронизатора планирование работы всех технических средств ПКУ, автоматизированная обработка и передача данных между элементами ПКУ. В автоматизированном режиме решаются практически все основные задачи управления НС и контроля навигационного поля. 5.2.1 Центр управления системой Центр управления системой соединен каналами автоматизированной и неавтоматизированной связи, а также линиями передачи данных со всеми элементами ПКУ, планирует и координирует работу всех средств ПКУ на основании принятого для ГЛОНАСС ежесуточною режима управления спутниками в рамках технологического цикла управления.

При этом ЦУС собирает и обрабатывает данные для прогноза эфемерид и частотно-временных оправок, осуществляет с помощью, так называемого, баллистического центра расчет и анализ пространственных характеристик системы, анализ баллистической и структуры и расчет исходных данных для планирования работы элементов ПКУ. Информацию, необходимую для запуска спутников, расчета параметров орбитального движения, управления ими в полете, ЦУС получает от системы единого времени и эталонных частот, системы определения параметров вращения Земли, системы мониторинга гелио- и геофизизической обстановки.

Центральный синхронизатор, взаимодействуя с ЦУС, формирует шкалу времени ГЛОНАСС, которая используется для синхронизации процессов и теме, например, в системе контроля фаз. Он включает в свой состав группу однородных стандартов. 5.2.2. Контрольные станции Контрольные станции станции управления, измерения и кон ля или наземные измерительные пункты по принятой схеме радиоконтроля орбит осуществляют сеансы тракторных и временных измерений, необходимых для определения и прогнозирования пространственного положения спутников и расхождения их шкал времени с временной шкалой ГЛОНАСС, а также собирают телеметрическую информацию о состоянии бортовых систем спутников.

С их помощью происходит закладка в бортовые ЭВМ спутников массивов служебной информации альманах, эфемериды, частотно-временные поправки и др временных программ и оперативных команд для управления новыми системами.

Траекторные измерения осуществляются с помощью радиолокационных станций, которые определяют запросным способом дальность до спутников и начальную скорость. Дальномерный канал характеризуется максимальной ошибкой около 2 3 м. Процесс измерения дальности до спутника совмещают по времени с процессом закладки массивов служебной информации, временных программ и команд управления, со съемом телеметрических данных спутника.

Для эфемеридного обеспечения с КС в ЦУС ежесуточно выдается по каждому спутнику по 10 12 наборов сеансов измеренных текущих навигационных параметров объемом примерно 1 Кбайт каждый.

В настоящее время для обеспечения работ ГЛОНАСС могут использоваться КС, рассредоточенные по всей территории России.

Часть КС других элементов наземного сегмента ГЛОНАСС осталась вне территории России в странах СНГ и может быть использована лишь при наличии соответствующих договоренностей.

Размещение сети КС выбрано с учетом существующей инфраструктуры управления НС и из условий надежного решения задач траекторных измерений для всей орбитальной группировки.

Такая сеть КС обеспечивает закладку на спутники системы 1 разсут высокоточных эфемерид и временных поправок возможна закладка 2 разсут.

В случае выхода из строя одной из станций возможна ее равноценная замена другой, так как сеть КС обладает достаточной избыточностью и в наихудшей ситуации работу системы может обеспечивать ЦУС и одна станция, однако интенсивность ее работы будет очень высокой. При планировании работы КС на сутки определяются основные и резервные станции для проведения сеансов измерений с необходимой избыточностью.

Контрольные станции имеют тройное резервирование по аппаратуре один комплект рабочий, второй в резерве, третий профилактические работы.

Коэффициент готовности средств ПКУ в сеансе измерений и закладки информации на борт спутника близок к единице.

Описанная сеть КС отличается от аналогичной структуры СРНС GPS тем, что обеспечивает высокое качество управления орбитальной группировкой только с национальной территории.

КС ГЛОНАСС могут использоваться для обеспечения функционирования других космических средств. 5.2.3. Эфемеридное обеспечение Эфемеридное обеспечение поддерживается комплексом технических и программных средств, выполняющих радиоконтроль орбит спутников с нескольких наземных КС, обработку результатов траекторных измерений и рас эфемеридной информации ЭИ, передаваемой далее с помощью загрузочных станций на спутник.

Высокая точность расчета эфемерид обеспечивается соответствующей точностью измерительных средств, внесением поправок на выявленные методических траекторных измерений, но и накапливаемых за недельный срок. При этом дальномерные данные, получаемые от станций слежения за спутниками, периодически калибруются, что обеспечивает высокое качество траекторных измерений в системе ГЛОНАСС. Предполагается, что такие традиционные методы управления будут использоваться до 2000 г. В дальнейшем будет осуществляться переход на новые технологии, включающие межспутниковые угломерно-дальномерные измерения, что обеспечит качественный скачок в координатно-временном обеспечении потребителей. 5.2.4.