Спутниковые навигационные системы: Учебное пособие

ÔÅÄÅÐÀËÜÍÎÅ ÀÃÅÍÒÑÒÂÎ ÏÎ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÞ Ãîñóäàðñòâåííîå îáðàçîâàòåëüíîå ó÷ðåæäåíèå âûñøåãî ïðîôåññèîíàëüíîãî îáðàçîâàíèÿ ÑÀÍÊÒ-ÏÅÒÅÐÁÓÐÃÑÊÈÉ ÃÎÑÓÄÀÐÑÒÂÅÍÍÛÉ ÓÍÈÂÅÐÑÈÒÅÒ ÀÝÐÎÊÎÑÌÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÏÐÈÁÎÐÎÑÒÐÎÅÍÈß

À. À. Áåññîíîâ, Â. ß. Ìàìàåâ

ÑÏÓÒÍÈÊÎÂÛÅ ÍÀÂÈÃÀÖÈÎÍÍÛÅ ÑÈÑÒÅÌÛ Ó÷åáíîå ïîñîáèå

Ñàíêò-Ïåòåðáóðã 2006

ÓÄÊ 621.396.9 (075) ÁÁÊ 32.884.1 Á53 Áåññîíîâ, À. À., Ìàìàåâ, Â. ß. Á53 Ñïóòíèêîâûå íàâèãàöèîííûå ñèñòåìû: ó÷åá. ïîñîáèå / À. À. Áåññîíîâ, Â. ß. Ìàìàåâ; ÃÓÀÏ. – ÑÏá., 2006. – 36 ñ.: èë. Ïðèâåäåíû ñâåäåíèÿ î íàçíà÷åíèè, ïðèíöèïàõ ïîñòðîåíèÿ è äåéñòâèÿ áîðòîâîãî îáîðóäîâàíèÿ ïîòðåáèòåëÿ, à òàêæå î íàïðàâëåíèÿõ ðàçâèòèÿ ñïóòíèêîâûõ íàâèãàöèîííûõ ñèñòåì. Ðàññìîòðåíà ñåòåâàÿ ðàäèîíàâèãàöèîííàÿ ñèñòåìà ÃËÎÍÀÑÑ. Êðàòêî îñâåùåíû ïóòè åå ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ. Ïðåäíàçíà÷åíî äëÿ ñòóäåíòîâ ñïåöèàëüíîñòåé “Àâèàöèîííûå ïðèáîðû è èçìåðèòåëüíî-âû÷èñëèòåëüíûå êîìïëåêñû”, “Òåõíè÷åñêàÿ ýêñïëóàòàöèÿ àâèàöèîííûõ ýëåêòðîñèñòåì è ïèëîòàæíî-íàâèãàöèîííûõ êîìïëåêñî┠íàïðàâëåíèÿ “Ïðèáîðîñòðîåíèå” è äðóãèõ ñìåæíûõ ñïåöèàëüíîñòåé è íàïðàâëåíèé. Ðåöåíçåíòû: êàôåäðà ïðîöåññîâ óïðàâëåíèÿ Áàëòèéñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óíèâåðñèòåòà; äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîð Ì. Ñ. Êóïðèÿíîâ

© ÃÎÓ ÂÏÎ «Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò àýðîêîñìè÷åñêîãî ïðèáîðîñòðîåíèÿ», 2006

2

Ñïèñîê óñëîâíûõ ñîêðàùåíèé ÀÏ ÁÖÂÌ ÃÊÀ ÃÔ ÄÏÑ ÄÐ ÄÑ ÈÂ ÈÄÍÑ ÈÍÑ ÊÀ ÊÂÖ ÊÈÊ ÊÈÑ ÊÊÑ ÊÎÈ ÊÎÐ ËÀ ËÄÏÑ ÍÀÏ ÍÈ ÍÈÑÇ ÍÊ ÍÊÀ ÍÊÓ ÍÏ ÍÑÏÄ ÎÃ ÎÑ ÏÈ ÏÌËÀ ÏÓÒ ÐÂ

– àïïàðàòóðà ïîòðåáèòåëÿ – áîðòîâàÿ öèôðîâàÿ âû÷èñëèòåëüíàÿ ìàøèíà – ãåîñòàöèîíàðíûé êîñìè÷åñêèé àïïàðàò – ãåîìåòðè÷åñêèé ôàêòîð – äèôôåðåíöèàëüíàÿ ïîäñèñòåìà – äèôôåðåíöèàëüíûé ðåæèì – äèôôåðåíöèàëüíàÿ ñòàíöèÿ – èçìåðèòåëü âðåìåíè – èíåðöèàëüíî-äîïïëåðîâñêàÿ íàâèãàöèîííàÿ ñèñòåìà – èíåðöèàëüíàÿ íàâèãàöèîííàÿ ñèñòåìà – êîñìè÷åñêèé àïïàðàò – êîîðäèíàöèîííî-âû÷èñëèòåëüíûé öåíòð – êîìàíäíî-èçìåðèòåëüíûé êîìïëåêñ – êîìàíäíî-èçìåðèòåëüíàÿ ñòàíöèÿ – êîíòðîëüíî-êîððåêòèðóþùàÿ ñòàíöèÿ – êîìïëåêñíàÿ îáðàáîòêà èíôîðìàöèè – êîððåëÿòîð – ëåòàòåëüíûé àïïàðàò – ëîêàëüíàÿ äèôôåðåíöèàëüíàÿ ïîäñèñòåìà – íàâèãàöèîííàÿ àïïàðàòóðà – íàâèãàöèîííûé èçìåðèòåëü – íàâèãàöèîííûé èñêóññòâåííûé ñïóòíèê Çåìëè – íàâèãàöèîííûé êîìïëåêñ – íàâèãàöèîííûé êîñìè÷åñêèé àïïàðàò – íàçåìíûé êîìïëåêñ óïðàâëåíèÿ – íàâèãàöèîííûå ïàðàìåòðû – íàçåìíàÿ ñòàíöèÿ ïåðåäà÷è äàííûõ – îïîðíûé ñòàáèëüíûé ãåíåðàòîð – îïîðíàÿ ñòàíöèÿ – ïðèåìîèçìåðèòåëü – ïðîñòðàíñòâåííîå ìåñòîïîëîæåíèå ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà – ïðèåìíî-óñèëèòåëüíûé òðàêò – ðàäèîâîëíà

3

ÐÄÏÑ ÐÍÑ ÐÍÒ ÐÎ ÐÑÁÍ ÐÑÄÍ ÑÄ ÑÇÑÈ ÑÈ ÑÊÎ ÑÊÏ ÑÍ ÑÍÑ ÑÐÍÑÑ ÑÑÎ ÑÑÑ ÓÃÊ ØÂÏ ØÂÑ ØÃÑ ØÄÏÑ ØÊÑ ÝÂ×

4

– ðåãèîíàëüíàÿ äèôôåðåíöèàëüíàÿ ïîäñèñòåìà – ðàäèîíàâèãàöèîííàÿ ñèñòåìà – ðàäèîíàâèãàöèîííàÿ òî÷êà – ðàáî÷àÿ îáëàñòü – ðàäèîòåõíè÷åñêàÿ ñèñòåìà áëèæíåé íàâèãàöèè – ðàäèîòåõíè÷åñêàÿ ñèñòåìà äàëüíåé íàâèãàöèè – ñåëåêòèâíûé äîñòóï – ñòàíöèÿ çàãðóçêè ñëóæåáíîé èíôîðìàöèè – ñëóæåáíàÿ èíôîðìàöèÿ – ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå – ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü – ñòàíöèÿ íàáëþäåíèÿ – ñïóòíèêîâàÿ íàâèãàöèîííàÿ ñèñòåìà – ñåòåâàÿ ðàäèîíàâèãàöèîííàÿ ñïóòíèêîâàÿ ñèñòåìà – ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå ñôåðè÷åñêîå îòêëîíåíèå – ñòàíöèÿ ñëåæåíèÿ çà ñïóòíèêîì – óïðàâëÿåìûé ãåíåðàòîð êîäà – øêàëà âðåìåíè ïîòðåáèòåëÿ – øêàëà âðåìåíè ñïóòíèêà – øèðîêîçîííàÿ ãëàâíàÿ ñòàíöèÿ – øèðîêîçîííàÿ äèôôåðåíöèàëüíàÿ ïîäñèñòåìà – øèðîêîçîííàÿ êîíòðîëüíàÿ ñòàíöèÿ – ýòàëîí âðåìåíè è ÷àñòîòû

1. ÑÏÓÒÍÈÊÎÂÛÅ ÍÀÂÈÃÀÖÈÎÍÍÛÅ ÑÈÑÒÅÌÛ Ñïóòíèêîâûå íàâèãàöèîííûå ñèñòåìû (ÑÍÑ) îòíîñÿòñÿ ê êëàññó ìíîãîïîçèöèîííûõ ðàäèîíàâèãàöèîííûõ ñèñòåì (ÐÍÑ) è ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïðîñòðàíñòâåííîãî ìåñòîïîëîæåíèÿ è âåêòîðà ñêîðîñòè ïîòðåáèòåëÿ â ïðåäåëàõ âñåé ïîâåðõíîñòè Çåìëè (ãëîáàëüíûå ñèñòåìû). Äëÿ ÑÍÑ âòîðîãî ïîêîëåíèÿ (ïåðâîå ïîêîëåíèå ÑÍÑ «Òðàíçèò») âûäåëåíû ÷àñòîòû 906–1215 è 1536–1660 ÌÃö è ðåçåðâíûå äèàïàçîíû 4200–4400, 5000–5250 è 15400–15700 ÌÃö. Ñîñòàâ ÑÍÑ: ñîçâåçäèå íàâèãàöèîííûõ èñêóññòâåííûõ ñïóòíèêà Çåìëè (ÍÈÑÇ), âûïîëíÿþùèõ ôóíêöèþ îïîðíûõ ðàäèîíàâèãàöèîííûõ òî÷åê (ÐÍÒ), îòíîñèòåëüíî êîòîðûõ èçìåðÿþòñÿ íàâèãàöèîííûå ïàðàìåòðû (ÍÏ). Êîíôèãóðàöèÿ ñîçâåçäèÿ è ÷èñëî ÍÈÑÇ âûáèðàåòñÿ èç óñëîâèé ïîëó÷åíèÿ òðåáóåìîé çîíû äåéñòâèÿ ÑÍÑ, èçáûòî÷íîãî ÷èñëà âèäèìûõ ÍÈÑÇ â òî÷êå ïðèåìà (äëÿ âûáîðà ïîäõîäÿùåãî ïî ãåîìåòðè÷åñêîìó ôàêòîðó (ÃÔ) ðàáî÷åãî ñîçâåçäèÿ). Âûñîòû îðáèò ÑÍÑ «Íàâñòàð» è ÃËÎÍÀÑÑ îêîëî 20000 êì (ïåðèîä îáðàùåíèÿ ÍÈÑÇ – 12 ÷). Äëÿ îïèñàíèÿ ñîçâåçäèÿ èñïîëüçóþò çàïèñü À ´  ´ Ñ, ãäå À,  è Ñ – ÷èñëî îðáèò, êîëè÷åñòâî ÍÈÑÇ íà îðáèòå è ïåðèîä îáðàùåíèÿ ñïóòíèêà ñîîòâåòñòâåííî. ÑÍÑ ñëóæèò èñòî÷íèêîì íàâèãàöèîííûõ ñèãíàëîâ è ñëóæåáíîé èíôîðìàöèè (ÑÈ) – ðèñ. 1.

Ðèñ. 1. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÑÍÑ

5

Äëÿ ñíàáæåíèÿ ñïóòíèêîâ ÑÈ, êîíòðîëÿ ïàðàìåòðà îðáèò è ñîñòîÿíèÿ ñïóòíèêîâ è óïðàâëÿþùåé ñèñòåìû ïðåäóñìîòðåí êîìàíäíîèçìåðèòåëüíûé êîìïëåêñ (ÊÈÊ) – òàáë. 1. Òàáëèöà 1 Îáùèå õàðàêòåðèñòèêè ÑÍÑ ÍÀÂÑÒÀÐ 123245637857429

798679

 9

119112139

3732769 66379

!"!9

#366$6769437259 " %9

&9

373276927'2(7)*987'+ 2$9 6,676927'2(7-922.79 26$676987'2$9 " %9 6/79&9

" %9 &9 !69 &2887)-9

24$6769307519'3229

339

28549307599,735619'3229

59

9 Ôàêòîðû, âëèÿþùèå íà òî÷íîñòü ÑÍÑ Ãåîìåòðè÷åñêèé ôàêòîð, ñâÿçûâàþùèé äàëüíîìåðíóþ ïîãðåøíîñòü ñî ñðåäíåêâàäðàòè÷íîé ïîãðåøíîñòüþ (ÑÊÏ) îïðåäåëåíèÿ ïðîñòðàíñòâåííîãî ìåñòîïîëîæåíèÿ ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà (ÏÌËÀ) – ïåðåìåííàÿ âåëè÷èíà, èìåþùàÿ ðàçíûå çíà÷åíèÿ â äàííîé ðàáî÷åé îáëàñòè (ÐÎ) ÑÍÑ èç-çà èçìåíåíèÿ ðàñïîëîæåíèÿ ñïóòíèêîâ. Îñíîâíûå ôàêòîðû, âëèÿþùèå íà çíà÷åíèå ÃÔ: – ìåòîä îïðåäåëåíèÿ ÍÏ. – êîíôèãóðàöèÿ ñîçâåçäèÿ ÍÈÑÇ. Íàèáîëüøàÿ òî÷íîñòü ó äàëüíîìåðíîãî ìåòîäà, òàê êàê îí ìàëî çàâèñèò îò âûñîòû îðáèòû è óãëà âîçâûøåíèÿ ñïóòíèêà. Çíà÷åíèÿ ÃÔ óìåíüøàþòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì ÷èñëà ÍÈÑÇ è çàâèñÿò îò èõ ðàñïîëîæåíèÿ íà îðáèòàõ. 6

Ìèíèìàëüíîå çíà÷åíèå ÃÔ äîñòèãàåòñÿ ïðè ìàêñèìàëüíîì îáúåìå òåòðàýäðà, îáðàçîâàííîãî åäèíè÷íûìè âåêòîðàìè, íàïðàâëåííûìè îò ïîòðåáèòåëÿ ê ñïóòíèêàì, ïî êîòîðûì îïðåäåëÿåòñÿ ÏÌËÀ. Íà ýòîì îñíîâàí àëãîðèòì âûáîðà íàèëó÷øèõ äëÿ èçìåðåíèÿ ñïóòíèêîâ. Èç ÷èñëà âèäèìûõ ïîòðåáèòåëåé îáúåì òåòðàýäðà ìàêñèìàëåí, êîãäà îäèí èç ÍÈÑÇ íàõîäèòñÿ â çåíèòå, à òðè äðóãèõ ðàñïîëàãàþòñÿ êàê ìîæíî áëèæå ê ãîðèçîíòó, îáðàçóÿ ðàâíîñòîðîííèé òðåóãîëüíèê. Êà÷åñòâî íàâèãàöèîííîãî ñèãíàëà çàâèñèò, ãëàâíûì îáðàçîì, îò òî÷íîñòè ñîäåðæàùåéñÿ â íåì èíôîðìàöèè îá ýôåìåðèäàõ ÍÈÑÇ è ðåëÿòèâèñòñêèõ ýôôåêòîâ, âûçûâàþùèõ óâåëè÷åíèå ïîãðåøíîñòè ýòàëîíà âðåìåíè ÷àñòîòû (ÝÂ×) ÍÈÑÇ îòíîñèòåëüíî ýòàëîíà íàçåìíîãî öåíòðà ÑÍÑ (òàáë. 2). Òàáëèöà 2 Îñíîâíûå ñîñòàâëÿþùèå äàëüíîìåðíîé ïîãðåøíîñòè ÑÍÑ ÍÀÂÑÒÀÐ 8927234567289

1234567289  1  1

21

2234

142372554

 

 

9274557 !

" #

" #

2728547$454%$

" &

' &

(4228547$454%$

& 

& 

)7232 5289 

" &

" &

*49 42945+95$

" &,

"& ,

12334564789 5 6 8 1 8

8

8



Ïðîãíîç ýôåìåðèä. Îøèáêà ïðîãíîçà ýôåìåðèä â îñíîâíîì îïðåäåëÿåòñÿ íåòî÷íîñòüþ ãåîïîòåíöèàëüíîé ìîäåëè Çåìëè (âëèÿíèå íà äâèæåíèå ÍÈÑÇ ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ, ñîëíå÷íîãî äàâëåíèÿ, äâèæåíèÿ ïîëþñîâ Çåìëè è äð.). Ïðîãíîç îñóùåñòâëÿåòñÿ ïî äàííûì èçìåðåíèé çà ïðåäûäóùóþ íåäåëþ. Ýòàëîí âðåìåíè. Ñäâèãè ÷àñòîòû áîðòîâîãî ýòàëîíà ÍÈÑÇ âîçíèêàþò èç-çà ðåëÿòèâèñòñêîãî è ãðàâèòàöèîííûõ ýôôåêòîâ. 7

Èîíîñôåðíàÿ ðåôðàêöèÿ – ñëåäñòâèå èçìåíåíèÿ êîýôôèöèåíòà ïðåëîìëåíèÿ èîíîñôåðû. Ïîãðåøíîñòü îïðåäåëåíèÿ äàëüíîñòè, âûçûâàåìàÿ ðåôðàêöèåé, çàâèñèò îò ÷àñòîòû è ìîæåò áûòü ðàññ÷èòàíà äëÿ êàæäîãî çåíèòíîãî óãëà 11 (ðèñ. 2). Äëÿ êîìïåíñàöèè èîíîñôåðíîé ïîãðåøíîñòè 111 ïðèìåíÿþò ìåòîä äâóõ÷àñòîòíûõ èçìåðåíèé è ââåäåíèå ðàññ÷èòàííûõ ïî àïðèîðíûì äàííûì ïîïðàâîê. Ìåòîä îñíîâàí íà çàâèñèìîñòè çàäåðæêè îò ÷àñòîòû è ôóíêöèè 11 1 1 2 22 3, çàâèñÿùåé îò âûñîòû ÍÑ ÍÈÑÇ è îò êîìïåíñàöèè ýëåêòðîíîâ NÝ. Èìåÿ ðåçóëüòàòû äâóõ èçìåðåíèé îäíîé è òîé æå äàëüíîñòè íà äâóõ ÷àñòîòàõ, ìîæíî ðåøèòü ñèñòåìó èç äâóõ óðàâíåíèé ñ äâóìÿ íåèçâåñòíûìè. Ïîãðåøíîñòü ÄDò è ÄDè çàâèñèò îò èç. Ñ óâåëè÷åíèåì èç òî÷íîñòü óõóäøàåòñÿ. Ýòî ïðèâîäèò ê îãðàíè÷åíèþ ðàáî÷èõ óãëîâ çíà÷åíèåì èç£ 85°.

Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü ïîãðåøíîñòè îïðåäåëåíèÿ äàëüíîñòè îò èçìåðÿåìîãî ðàññòîÿíèÿ ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ çåíèòíîãî óãëà (÷àñòîòà 1550 ÌÃö)

8

Òðîïîñôåðíàÿ ðåôðàêöèÿ âîçíèêàåò èç-çà íåïîñòîÿíñòâà êîýôôèöèåíòà ïðåëîìëåíèÿ 11 ñ âûñîòîé (ïðåëîìëåíèå âûçûâàåò èçìåíåíèå ôàçîâîé ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ðàäèîâîëí (ÐÂ) 1 1 2 1 31 , à ñëåäîâàòåëüíî, è èñêðèâëåíèå òðàåêòîðèè). Ñðåäñòâîì óìåíüøåíèÿ òðîïîñôåðíîé ðåôðàêöèè ÿâëÿåòñÿ ìîäåëèðîâàíèå òðîïîñôåðû. Ìíîãîëó÷åâîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñèãíàëà çàâèñèò îò âçàèìíîãî ðàñïîëîæåíèÿ ïîòðåáèòåëÿ, ñïóòíèêîâ è îòðàæàþùèõ ïîâåðõíîñòåé (íàïðèìåð, íåñïîêîéíîãî ìîðÿ). Ýòè ïîãðåøíîñòè íå ïîääàþòñÿ ïðîãíîçèðîâàíèþ. Àïïàðàòóðà ïîòðåáèòåëÿ (ÀÏ). Åå íåñîâåðøåíñòâî ñêàçûâàåòñÿ íà ïîÿâëåíèè ïîãðåøíîñòåé, îáóñëîâëåííûõ, â îñíîâíîì, øóìîì ïðèåìíèêà, äèñêðåòèçàöèåé ñèãíàëà è íåäîñòàòî÷íîé òî÷íîñòüþ âû÷èñëèòåëüíûõ ñðåäñòâ (òàáë. 3). Òàáëèöà 3 Ïàðàìåòðû àïïàðàòóðû ïîòðåáèòåëÿ ïðè îïðåäåëåíèè äàëüíîñòè è ñêîðîñòè 627289 75

123245 24 3  5

1 5

15

2345

4325 435855

5

5

"2

2#5$2

255

% &5 % &5

 7  5

5 5 5 !5 5  5 5

5

5

5

67 #'933  5(49893 25 25)1585

& 5

& 5

*+8 2#5, -79.3  5+2585

%5

%5 %%%!!5 %%%/5

79 585

%!05

!05

6 -79.3  579 125+3585 12334564789 5 6 8+588

% 005 8

005 %%% 5 %%%&5 8 8 8

5

%%%&5 %%%&/5

Óêàçàííûå â òàáë. 3 ïîãðåøíîñòè îïðåäåëÿþòñÿ: – øóìîâàÿ – êà÷åñòâîì ïðèåìíî-óñèëèòåëüíîãî òðàêòà (ÏÓÒ) è êà÷åñòâîì ñèñòåìû ñëåæåíèÿ çà çàäåðæêîé äàëüíîìåðíîãî êîäà èëè çà äîïïëåðîâñêîé ÷àñòîòîé. Ïîãðåøíîñòü 1 1 çàâèñèò îò ïðîòÿæåííîñòè (äëèòåëüíîñòè) 1 1 ýëåìåíòà êîäà, îòíîøåíèÿ ìîùíîñòè ñèãíàëà è øóìà 1 1, øóìîâîé ïîëîñû ñëåäÿùåé ñèñòåìû 111 è äð; 9

– ïðîòÿæåííîñòü ýëåìåíòà êîäà îïðåäåëÿåò òî÷íîñòü èçìåðåíèé è íå ïðåâûøàåò îäíîé ìèêðîñåêóíäû. Óìåíüøåíèå 11 òðåáóåò ðàñøèðåíèÿ ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ ÏÓÒ (îïòèìàëüíàÿ ïîëîñà 11 123 2 1 ), ÷òî ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ óðîâíÿ øóìà ïðèåìíèêà; 34 – ïîãðåøíîñòü äèñêðåòèçàöèè 1 1 îáóñëîâëåíà öèôðîâûì ìåòîäîì èçìåðåíèÿ, ïðè êîòîðîì çàäåðæêà êîäà è äîïïëåðîâñêîé ÷àñòî1 11 ; òû èçìåíÿþòñÿ äèñêðåòàìè 23 – äèñêðåò âîçíèêàåò èç-çà îãðàíè÷åíèé: ðàçðÿäíîñòè ïðîöåññîðà, íåäîñòàòî÷íîé òî÷íîñòè àëãîðèòìîâ è çàäåðæåê ïðè âûïîëíåíèè êîìàíä. Ýòà ïîãðåøíîñòü – ìåíåå 1ì – ïðè îïðåäåëåíèè äàëüíîñòè è 0,1ì ïðè îïðåäåëåíèè ñêîðîñòè (ïðèðàùåíèå äàëüíîñòè).

10

2. ÏÐÈÍÖÈÏ ÄÅÉÑÒÂÈß ÑÍÑ Ïðèíöèï äåéñòâèÿ ÑÍÑ ÍÀÂÑÒÀÐ îïðåäåëÿåòñÿ ïàññèâíûì õàðàêòåðîì ñèñòåìû è êâàçèäàëüíîìåðíûì ìåòîäîì íàõîæäåíèÿ íàâèãàöèîííîãî ïàðàìåòðà. Èçìåðåíèå äàëüíîñòè ïðîèçâîäèòñÿ ïî èçëó÷àåìîìó ÍÈÑÇ äàëüíîìåðíîìó êîäó ñ èñïîëüçîâàíèåì ýôåìåðèäíîé èíôîðìàöèè, ñîäåðæàùåéñÿ â ìàññèâå ñëóæåáíîé èíôîðìàöèè (ÑÈ), èñòî÷íèêîì êîòîðîé ñëóæèò ÊÈÊ (ðèñ. 3): 12

727

4 11

12

4 1 3 2 21 1

1

3214 2

1

56 Ðèñ. 3. Ëèíèè ñâÿçè ÀÏ è ÍÈÑÇ â ñèñòåìå ÍÀÂÑÒÀÐ

Èìåþòñÿ ãðóáûé C/A è òî÷íûé Ð äàëüíîìåðíûå êîäû. Ïåðâûé èç íèõ ïåðåäàåòñÿ íà ÷àñòîòå f1=1575,42 ÌÃö, à âòîðîé – íà ÷àñòîòå f2=1227,6 ÌÃö, ñôîðìèðîâàííûå èç ñèãíàëîâ àòîìíîãî ýòàëîíà ÷àñòîòû – 10,23 ÌÃö, íàõîäÿùåãîñÿ íà áîðòó ÍÈÑÇ. Îñíîâíîå íàçíà÷åíèå ñèãíàëà ñ ÷àñòîòîé f2 – êîððåêöèÿ ïîãðåøíîñòè, âûçûâàåìîé èîíîñôåðíîé ðåôðàêöèåé. Êîä Ð äîñòóïåí òîëüêî ñàíêöèîíèðîâàííûì ïîòðåáèòåëÿì, ïîýòîìó èñïîëüçîâàòü ñèãíàë íà ÷àñòîòå f2 ãðàæäàíñêèå ïîòðåáèòåëè íå ìîãóò, à ñëåäîâàòåëüíî, íå ìîãóò âîñïîëüçîâàòüñÿ ÷àñòîòîé f2 äëÿ êîððåêöèè èîíîñôåðíîé ïîãðåøíîñòè. Äëÿ ãðóáîãî ó÷åòà ýòèõ ïîãðåøíîñòåé ñëóæàò äàííûå ÑÈ. Ïðîöåäóðà îïðåäåëåíèÿ ÍÏ óñëîæíÿåòñÿ èç-çà ïðèíÿòîãî â ñèñòåìå ÍÀÂÑÒÀÐ êîäîâîãî ðàçäåëåíèÿ ñèãíàëîâ ÍÈÑÇ, îïðåäåëåíèÿ êîîðäèíàò ÍÈÑÇ â ïðîöåññîðå ÀÏ è íåîáõîäèìîñòè ñèíõðîíèçàöèè øêàë âðåìåíè ñïóòíèêà (ØÂÑ) è ïîòðåáèòåëÿ (ñì. ðèñ. 4). Ïàññèâíàÿ ÑÍÑ èçëó÷àåò íàâèãàöèîííûé ñèãíàë îïîðíîé ñòàíöèè (ÎÑ) â ìîìåíò toi è ïðè èçìåðåíèè âðåìåíè ïðèåìà tD ýòîãî ñèãíàëà ïîòðåáèòåëåì ñ ïîìîùüþ èçìåðèòåëÿ âðåìåíè (ÈÂ), êîòîðûé âêëþ÷àåòñÿ â ìîìåíò toï, ò. å. øêàëû âðåìåíè ÎÑ è ÀÏ çàäàþòñÿ ÝÂ×. Âûñîêàÿ ñòàáèëüíîñòü ÝÂ× ÎÑ ïîçâîëÿåò ñ÷èòàòü, ÷òî âñå ñïóòíèêè 11

123

1

122 124

12

123

11

1

11

Ðèñ. 4. Øêàëà âðåìåíè ðàçíîñòíî-äàëüíîìåðíîé ñèñòåìû

èñïîëüçóþò åäèíóþ øêàëó âðåìåíè. Øêàëà âðåìåíè ïîòðåáèòåëÿ (ØÂÏ) ñìåùåíà íà DT îòíîñèòåëüíî ØÂÑ. Êîäîâîå ðàçäåëåíèå ñèãíàëîâ ÍÈÑÇ òðåáóåò óñòàíîâêè â ÀÏ êîäà, ñîîòâåòñòâóþùåãî âûáðàííîìó ÍÈÑÇ, ÷òî âîçìîæíî ïðè íàëè÷èè ãðóáîé èíôîðìàöèè î ÏÌËÀ è î ýôåìåðèäàõ âñåõ ñïóòíèêîâ ñèñòåìû. Ïîñëåäíÿÿ âêëþ÷àåòñÿ â àëüìàíàõ, ïåðåäàâàåìûé â ìàññèâå ÑÈ. Îò ïðîöåññîðà ÀÏ òðåáóåòñÿ âûñîêîå áûñòðîäåéñòâèå, òàê êàê âðåìÿ ðàñ÷åòà êîîðäèíàò ÍÈÑÇ îïðåäåëÿåò çàäåðæêó ìîìåíòà ïåðâîãî ìåñòîîïðåäåëåíèÿ îòíîñèòåëüíî ìîìåíòà åãî âêëþ÷åíèÿ. Äàííûå ïðîöåäóðû óñëîæíÿþòñÿ èç-çà íåîáõîäèìîñòè ïîèñêà ñèãíàëà, òðåáóþùåãî ïåðåáîðà âîçìîæíûõ çàäåðæåê êîäîâ âñåõ âèäèìûõ ñ ËÀ ÍÈÑÇ (ëèáî ïðèìåíåíèåì ïàðàëëåëüíîãî ìíîãîêàíàëüíîãî ïîèñêà). Ôîðìèðîâàíèå íàâèãàöèîííîé èíôîðìàöèè â ÑÍÑ Îïðåäåëåíèå ÏÌËÀ â ÑÍÑ ìîæåò îñóùåñòâëÿòüñÿ ñ ïîìîùüþ äàëüíîìåðíîãî, êâàçèäàëüíîìåðíîãî è äîïïëåðîâñêîãî ìåòîäîâ [1].  ñïóòíèêîâûõ íàâèãàöèîííûõ ñèñòåìàõ Navstar è ÃËÎÍÀÑÑ èñïîëüçóåòñÿ êâàçèäàëüíîìåðíûé ìåòîä, êîòîðûé ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå ñëåäóþùåé çàâèñèìîñòè: 12 3 3 3 3 112 5 124 6 273 5 391 4 2 8 5 2 6 162 8 7 2 6 1 82 8 9 2 4



6 27 32 6 273 5 12 6 27 32 6 2 73 1

 îòëè÷èå îò äàëüíîìåðíîãî ìåòîäà ïðè èñïîëüçîâàíèè êâàçèäàëüíîìåðíîãî ìåòîäà ïîâåðõíîñòè ïîëîæåíèÿ (ñôåðû ñ öåíòðàìè â ÍÈÑÇ) èç-çà ðàñõîæäåíèÿ øêàë âðåìåíè DT ñäâèãàþòñÿ è ïåðåñåêàþòñÿ â âåðøèíàõ òðåõãðàííîé ïèðàìèäû ñî ñôåðè÷åñêèìè ãðàíÿìè, ðàçìåðû êîòîðûõ çàâèñÿò îò cDT. Ïîëîæåíèå ËÀ ñîîòâåòñòâóåò òî÷êå, ðàâíîóäàëåííîé îò òðåõ ãðàíåé è îñíîâàíèÿ ïèðàìèäû. 12

3. ÏÐÈÍÖÈÏ ÄÅÉÑÒÂÈß ÁÎÐÒÎÂÎÃÎ ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈß ÏÎÒÐÅÁÈÒÅËß Èçìåðåíèå ÍÏ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì: ñî ñïóòíèêà ïåðåäàåòñÿ âûñîêî÷àñòîòíûé ñèãíàë, ìîäóëèðîâàííûé ïî ôàçå ñ ïîìîùüþ âðåìåííîé ôóíêöèè, ïðåäñòàâëÿþùåé ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ïðÿìîóãîëüíûõ èìïóëüñîâ ïîëîæèòåëüíîé è îòðèöàòåëüíîé ïîëÿðíîñòåé (ïñåâäîøóìîâàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü). Çàêîí ÷åðåäîâàíèÿ ïîëîæèòåëüíûõ è îòðèöàòåëüíûõ èìïóëüñîâ èçâåñòåí íà ÍÈÑÇ è ïîòðåáèòåëå. Åñëè ýòîò çàêîí íà ïîòðåáèòåëå íå èçâåñòåí, òî ïîñëåäîâàòåëüíîñòü âîñïðèíèìàåòñÿ êàê øóìîâàÿ. Ïîëó÷åííàÿ ïîñëå äåìîäóëÿöèè ïñåâäîøóìîâàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü è ïñåâäîøóìîâîé ñèãíàë òàêîé æå ôîðìû, âûðàáàòûâàåìûé â ÏÓÒ ïîòðåáèòåëÿ (ðèñ. 5), ïðèâÿçûâàþòñÿ ê îáùåìó âðåìåíè ñ ïîìîùüþ ñàìîëåòíûõ ýòàëîíîâ ÷àñòîòû. Ïî âðåìåííîìó ñäâèãó 1 1 11 2 ìåæäó ýòèì ñèãíàëîì, ïðèíÿòûì ñ ÍÈÑÇ, ìîæíî îïðåäåëèòü âðåìÿ ïðîõîæäåíèÿ Рñî ñïóòíèêà ê ñàìîëåòó è ðàññòîÿíèå 11 12 2 1 321 12 2 . Îïðåäåëåíèå äàëüíîñòè âûïîë12

42

32

333

333 333

1

281 2

2

2

1

1

2

1

2

2

333

1

4

123

11

2

31

1

7

31

6 5 21

11

1

Ðèñ. 5. Ïðèìåð ôàçèìàíèïóëèðîâàííîãî ñèãíàëà (à) , åãî óñëîâíîå îáîçíà÷åíèå (á) è êîððåëÿöèîííàÿ ôóíêöèÿ (â)

13

íÿåòñÿ ïî èçìåðåíèþ çàäåðæêè ïðèíèìàåìîãî êîäà (íàïðèìåð, C/A) 121 13 1 3 21 2 , îòíîñèòåëüíî àíàëîãè÷íîãî êîäà, ôîðìèðóåìîãî â áîðòîâîé àïïàðàòóðå ïîòðåáèòåëÿ (ðèñ. 6).

3

123

232 21 2 112 1

78

9

232 21 2 1 1

86

267 11

51 3

45

42

Ðèñ. 6. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà óñòðîéñòâà îïðåäåëåíèÿ äàëüíîñòè ÀÏ ÑÍÑ

Ïðè ñëåæåíèè çà i-ì ñïóòíèêîì óïðàâëÿåìûé ãåíåðàòîð êîäà (ÓÃÊ) â ìîìåíò t, ñîîòâåòñòâóþùèé ìîìåíòó èçëó÷åíèÿ ñèãíàëà ÍÈÑÇ, ôîðìèðóåò êîä 121 13 1 22. Ñèíõðîíèçàöèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ îïîðíûì ñòàáèëüíûì ãåíåðàòîðîì (ÎÃ). Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ØÂÏ è ÍÈÑÇ ñèíõðîíèçèðîâàíû. Ýòîò êîä ïîäàåòñÿ íà êîððåëÿòîð (ÊÎÐ), êóäà ñ ÏÓÒ ïîñòóïàåò òàêæå ïðèíÿòûé ñèãíàë ÍÈÑÇ. Ñèãíàë îøèáêè ïðîïîðöèîíàëåí ñäâèãó ïî âðåìåíè ïîäàâàåìûõ íà êîððåëÿòîð êîäîâ, è, ïîñëå óñðåäíåíèÿ è ñãëàæèâàíèÿ â ôèëüòðå (Ô), èñïîëüçóåòñÿ äëÿ èçìåðåíèÿ ïîëîæåíèÿ ôîðìèðóåìîãî ÓÃÊ êîäà. Ïðîöåññ ïðîäîëæàåòñÿ äî ñîâïàäåíèÿ êîäîâ ïî âðåìåíè (t = tDi), ïîñëå ÷åãî È èçìåðÿåò ïðîïîðöèîíàëüíûé èñêîìîé äàëüíîñòè ñäâèã îïîðíîãî êîäà, èñïîëüçóÿ äëÿ ýòîãî êîëè÷åñòâî n ýëåìåíòîâ êîäà, íà êîòîðîå ïîòðåáîâàëîñü ñäâèíóòü îïîðíûé êîä. Ôàêòîðû, îïðåäåëÿþùèå ÷èñëî è ðàñïîëîæåíèå ÍÈÑÇ íà îðáèòå: – âåðîÿòíîñòü îïðåäåëåíèÿ ÏÌËÀ â ðàçëè÷íûõ òî÷êàõ îêîëîçåìíîé ïîâåðõíîñòè; – âðåìÿ îæèäàíèÿ íàâèãàöèîííûõ èçìåðåíèé; – èñïîëüçóåìûé ìåòîä ðàäèîíàâèãàöèè. 14

Çîíà ðàäèîâèäèìîñòè (íàáëþäàåìîñòè) àïïàðàòóðû ïîòðåáèòåëÿ è çîíà âèäèìîñòè ÍÈÑÇ Ïîä çîíîé ðàäèîâèäèìîñòè – íàáëþäàåìîñòè (ÐÂÍ) ÀÏ ïîíèìàåòñÿ ÷àñòü îêîëîçåìíîãî êîñìè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà, çàêëþ÷åííàÿ ìåæäó îðáèòîé ÍÈÑÇ è ïëîñêîñòüþ ðàäèîãîðèçîíòà ÖÒ íàáëþäàòåëÿ Í, â ïðåäåëàõ êîòîðîé âîçìîæíà óñòîé÷èâàÿ ñâÿçü ìåæäó ÍÈÑÇ è ÀÏ (ðèñ. 7): à)

á)

Ðèñ. 7. Çîíà ðàäèîâèäèìîñòè

Óñòîé÷èâàÿ ðàäèîñâÿçü ìåæäó íàáëþäàòåëåì (Í) è ñïóòíèêîì Ñ(ђ) îáåñïå÷èâàåòñÿ òîëüêî ïðè óãëå ìåñòà d ÍÈÑÇ, ïðåâûøàþùåì ïðåäåëüíîå çíà÷åíèå, ðàâíîå 10°. Ïîýòîìó ôàêòè÷åñêàÿ çîíà ÐÂÍ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îáëàñòü ïðîñòðàíñòâà, îãðàíè÷åííóþ êîíóñîì ñ îáðàçóþùèìè ÍÑ è Íђ. Çà ñ÷åò òîãî, ÷òî ËÀ ñîâåðøàåò ïîëåòû íà îïðåäåëåííîé âûñîòå, çîíà ÐÂÍ ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàåò ñ îáðàçóþùèìè ÖÒ êîíóñà. Ïîä çîíîé âèäèìîñòè ÍÈÑÇ (ðèñ. 7,á) ïîíèìàþò ñîâîêóïíîñòü òî÷åê, èç êîòîðûõ ÍÈÑÇ, íàõîäÿùèéñÿ íà âûñîòå Í íàä ïîâåðõíîñòüþ Çåìëè, âèäåí ïîä óãëîì ìåñòà, ïðåâûøàþùèì d, îòñ÷èòûâàåìûì ìåæäó íàïðàâëåíèåì íà ÍÈÑÇ è ãîðèçîíòîì. Ýòà çîíà îäíîçíà÷íî îïðåäåëÿåòñÿ öåíòðàëüíûì óãëîì b: 1 1 123 2 752 . 2 61 Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ñ âûñîòû ïîëåòà ËÀ ÍÈÑÇ âèäåí ïðè óãëàõ ìåñòà d = 0. Ñóùåñòâóåò äâà ôîðìàòà ïîñòðîåíèÿ ÑÍÑ, ïîçâîëÿþùèõ íåïðåðûâíî îïðåäåëÿòü êîîðäèíàòû ÀÏ âî âñåõ òî÷êàõ Çåìëè: – ïîñòðîåíèå ÑÍÑ ñ èñïîëüçîâàíèåì áîëüøîãî ÷èñëà ÍÈÑÇ íà íåâûñîêèõ îðáèòàõ; – ïîñòðîåíèå ñèñòåì ñ èñïîëüçîâàíèåì íåñêîëüêèõ ÍÈÑÇ, íàõîäÿùèõñÿ íà ãåîñòàöèîíàðíîé îðáèòå. 3 4 4511236

15

Èñïîëüçîâàíèå ãåîñòàöèîíàðíîé îðáèòû èìååò ñëåäóþùèå ïðåèìóùåñòâà: – óïðîùàåòñÿ ïîèñê ñïóòíèêîâ íà îðáèòå è íàâåäåíèå àíòåíí; – îáåñïå÷èâàåòñÿ ïîñòîÿííàÿ ÐÂÍ ñî âñåõ òî÷åê âèäèìîñòè ÍÈÑÇ è áîëüøîå ïîêðûòèå (îäèí ÍÈÑÇ ïîêðûâàåò îêîëî 4% ïîâåðõíîñòè Çåìëè); – ìàëîå êîëè÷åñòâî ÍÈÑÇ, òðåáóåìûõ äëÿ ïîñòðîåíèÿ ãëîáàëüíîé ÑÍÑ (òðè ÍÈÑÇ, ðàñïîëîæåííûõ íà îðáèòå ñ èíòåðâàëîì 120°, ïîêðûâàåò 98% çåìíîé ïîâåðõíîñòè). Îäíàêî äëÿ âûâîäà ÍÈÑÇ íà ãåîñòàöèîíàðíóþ îðáèòó òðåáóþòñÿ ðàêåòû áîëüøîé ìîùíîñòè, à òàêæå áîëåå ìîùíûå ïåðåäàò÷èêè è èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ.

16

4. ÐÀÇÂÈÒÈÅ ÑÏÓÒÍÈÊÎÂÎÉ ÍÀÂÈÃÀÖÈÈ Îáùåå íàïðàâëåíèå ìîäåðíèçàöèè îáîèõ ñïóòíèêîâûõ ñèñòåì GPS è ÃËÎÍÀÑÑ ñâÿçàíî ñ ïîâûøåíèåì òî÷íîñòè íàâèãàöèîííûõ îïðåäåëåíèé; óëó÷øåíèåì ñåðâèñà, ïðåäîñòàâëÿåìîãî ïîëüçîâàòåëÿì; ïîâûøåíèåì ñðîêà ñëóæáû è íàäåæíîñòüþ áîðòîâîé àïïàðàòóðû ñïóòíèêîâ; óëó÷øåíèåì ñîâìåñòèìîñòè ñ äðóãèìè ðàäèîòåõíè÷åñêèìè ñèñòåìàìè è ðàçâèòèåì äèôôåðåíöèàëüíûõ ïîäñèñòåì. Îáùåå íàïðàâëåíèå ðàçâèòèÿ ñèñòåì GPS è ÃËÎÍÀÑÑ ñîâïàäàåò, íî äèíàìèêà è äîñòèãíóòûå ðåçóëüòàòû ñèëüíî îòëè÷àþòñÿ. Ñîâåðøåíñòâîâàíèå ñèñòåìû ÃËÎÍÀÑÑ ïëàíèðóåòñÿ îñóùåñòâëÿòü íà áàçå ñïóòíèêîâ íîâîãî ïîêîëåíèÿ ÃËÎÍÀÑÑ-Ì. Ýòîò ñïóòíèê áóäåò îáëàäàòü óâåëè÷åííûì ðåñóðñîì ñëóæáû è ñòàíåò èçëó÷àòü íàâèãàöèîííûé ñèãíàë â äèàïàçîíå L2 äëÿ ãðàæäàíñêèõ ïðèìåíåíèé. Àíàëîãè÷íîå ðåøåíèå áûëî ïðèíÿòî â ÑØÀ, ãäå 5 ÿíâàðÿ 1999 ã. îáúÿâëåíî î âûäåëåíèè 400 ìëí äîëë. íà ìîäåðíèçàöèþ ñèñòåìû GPS, ñâÿçàííóþ ñ ïåðåäà÷åé C/A-êîäà íà ÷àñòîòå L2 (1222,7 ÌÃö) è ââåäåíèåì òðåòüåé íåñóùåé L3 (1176,45 Ìãö) íà êîñìè÷åñêèé àïïàðàò (ÊÀ), êîòîðûå ïðåäïîëàãàëîñü çàïóñòèòü ñ 2005 ã. Ñèãíàë íà ÷àñòîòå L2 íàìå÷åíî èñïîëüçîâàòü äëÿ ãðàæäàíñêèõ íóæä, íå ñâÿçàííûõ íåïîñðåäñòâåííî ñ îïàñíîñòüþ äëÿ æèçíè ëþäåé. Ïðåäëàãàëîñü íà÷àòü ðåàëèçàöèþ ýòîãî ðåøåíèÿ â 2003 ã. Òðåòèé ñèãíàë íà ÷àñòîòå L3 ðåøåíî áûëî èñïîëüçîâàòü äëÿ íóæä ãðàæäàíñêîé àâèàöèè.

17

5. ÑÅÒÅÂÀß ÐÀÄÈÎÍÀÂÈÃÀÖÈÎÍÍÀß ÑÏÓÒÍÈÊÎÂÀß ÑÈÑÒÅÌÀ ÃËÎÍÀÑÑ Ñåòåâàÿ ðàäèîíàâèãàöèîííàÿ ñïóòíèêîâàÿ ñèñòåìà (ÑÐÍÑÑ) ÃËÎÍÀÑÑ ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ãëîáàëüíîé îïåðàòèâíîé íàâèãàöèè ïðèçåìíûõ ïîäâèæíûõ îáúåêòîâ, êîòîðàÿ ðàçðàáîòàíà ïî çàêàçó Ìèíèñòåðñòâà îáîðîíû. Ïî ñâîåé ñòðóêòóðå ÃËÎÍÀÑÑ òàê æå, êàê è GPS, ñ÷èòàåòñÿ ñèñòåìîé äâîéíîãî äåéñòâèÿ, ò. å. ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ êàê â âîåííûõ, òàê è â ãðàæäàíñêèõ öåëÿõ. Ñèñòåìà â öåëîì âêëþ÷àåò â ñåáÿ òðè ôóíêöèîíàëüíûå ÷àñòè (íàçûâàåìûå â ïðîôåññèîíàëüíîé ëèòåðàòóðå ñåãìåíòàìè – ðèñ. 8): – êîñìè÷åñêèé ñåãìåíò, â êîòîðûé âõîäèò îðáèòàëüíàÿ ãðóïïèðîâêà èñêóññòâåííûõ ñïóòíèêîâ Çåìëè; – ñåãìåíò óïðàâëåíèÿ, íàçåìíûé êîìïëåêñ óïðàâëåíèÿ (ÍÊÓ) îðáèòàëüíîé ãðóïïèðîâêîé êîñìè÷åñêèõ àïïàðàòîâ; – àïïàðàòóðà ïîëüçîâàòåëåé ñèñòåìû. Ïîñëåäíÿÿ ÷àñòü – ñàìàÿ ìíîãî÷èñëåííàÿ. Ñèñòåìà ÃËÎÍÀÑÑ ÿâëÿåòñÿ áåççàïðîñíîé, ïîýòîìó êîëè÷åñòâî ïîòðåáèòåëåé íå îãðàíè÷åíî. Ïîìèìî îñíîâíîé ôóíêöèè – íàâèãàöèîííûõ îïðåäåëåíèé – îíà ïîçâîëÿåò ïðîèçâîäèòü âûñîêî òî÷íóþ âçàèìíóþ ñèíõðîíèçàöèþ ñòàíäàðòîâ ÷àñòîòû è âðåìåíè íà óäàëåííûõ íàçåìíûõ îáúåêòàõ è âçàèìíóþ ãåîäåçè÷åñêóþ ïðèâÿçêó. Êðîìå òîãî, ñ åå ïîìîùüþ ìîæíî

1234 8

523

8





9 9









1234



333 111 333 111 333

3432

567 Ðèñ. 8. Ôóíêöèîíàëüíûå ñâÿçè â ñèñòåìå ÍÀÂÑÒÀÐ: 1 – êîìàíäû óïðàâëåíèÿ; 2 – òåëåìåòðèÿ; 3 – íàâèãàöèîííûå ñèãíàëû äëÿ ÊÈÊ; 4 – íàâèãàöèîííûå ñèãíàëû äëÿ ÀÏ; 5 – ñëóæåáíàÿ èíôîðìàöèÿ

18

ïðîèçâîäèòü îïðåäåëåíèå îðèåíòàöèè îáúåêòà íà îñíîâå èçìåðåíèé, ïðîèçâîäèìûõ îò ÷åòûðåõ ïðèåìíèêîâ ñèãíàëîâ íàâèãàöèîííûõ ñïóòíèêîâ.  ñèñòåìå ÃËÎÍÀÑÑ â êà÷åñòâå ðàäèîíàâèãàöèîííîé ÎÑ èñïîëüçóåòñÿ íàâèãàöèîííûé êîñìè÷åñêèé àïïàðàò (ÍÊÀ), âðàùàþùèéñÿ ïî êðóãîâîé ãåîñòàöèîíàðíîé îðáèòå íà âûñîòå áîëåå 19100 êì (ðèñ. 9):

Ðèñ. 9. Êîñìè÷åñêèé ñåãìåíò ñèñòåì ÃËÎÍÀÑÑ è GPS

Ïåðèîä îáðàùåíèÿ ñïóòíèêà âîêðóã Çåìëè ðàâåí, â ñðåäíåì, 11 ÷ 45 ìèí. Âðåìÿ ýêñïëóàòàöèè ñïóòíèêà – 5 ëåò, çà ýòîò ïåðèîä ïàðàìåòðû åãî îðáèòû íå äîëæíû îòëè÷àòüñÿ îò íîìèíàëüíûõ çíà÷åíèé áîëüøå, ÷åì íà 5 %. Ñàì ñïóòíèê ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ãåðìåòè÷åñêèé êîíòåéíåð äèàìåòðîì 1,35 ì è äëèíîé 7,84 ì, âíóòðè êîòîðîãî ðàçìåùàåòñÿ ðàçëè÷íîãî ðîäà àïïàðàòóðà. Ïèòàíèå âñåõ ñèñòåì ïðîèçâîäèòñÿ îò ñîëíå÷íûõ áàòàðåé. Îáùàÿ ìàññà ñïóòíèêà – 1415 êã. Ñîñòàâ áîðòîâîé àïïàðàòóðû: áîðòîâîé íàâèãàöèîííûé ïåðåäàò÷èê, ñèíõðîíèçàòîð (÷àñû), áîðòîâîé óïðàâëÿþùèé êîìïëåêñ, ñèñòåìà îðèåíòàöèè è ñòàáèëèçàöèè è ò. ä. Ñåãìåíò íàçåìíîãî êîìïëåêñà óïðàâëåíèÿ ñèñòåìû ÃËÎÍÀÑÑ âûïîëíÿåò ñëåäóþùèå ôóíêöèè: – ýôåìåðèäíîå è ÷àñòîòíî-âðåìåííîå îáåñïå÷åíèå; – ìîíèòîðèíã ðàäèîíàâèãàöèîííîãî ïîëÿ; – ðàäèîòåëåìåòðè÷åñêèé ìîíèòîðèíã ÍÊÀ; – êîìàíäíîå è ïðîãðàììíîå ðàäèîóïðàâëåíèå ÍÊÀ. 19

Äëÿ ñèíõðîíèçàöèè øêàë âðåìåíè ðàçëè÷íûõ ñïóòíèêîâ ñ íåîáõîäèìîé òî÷íîñòüþ íà áîðòó ÍÊÀ èñïîëüçóþòñÿ öåçèåâûå ñòàíäàðòû ÷àñòîòû ñ îòíîñèòåëüíîé íåñòàáèëüíîñòüþ ïîðÿäêà 10-13; íà ÍÊÓ – âîäîðîäíûé ñòàíäàðò ñ îòíîñèòåëüíîé íåñòàáèëüíîñòüþ 10-14. Êðîìå òîãî, â ñîñòàâ ÍÊÓ âõîäÿò ñðåäñòâà êîððåêöèè ØÂÑ îòíîñèòåëüíî ýòàëîííîé øêàëû ñ ïîãðåøíîñòüþ 3–5 íñ. Íàçåìíûé ñåãìåíò ðåàëèçóåò ýôåìåðèäíîå îáåñïå÷åíèå ñïóòíèêîâ. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî íà Çåìëå îïðåäåëÿþòñÿ ïàðàìåòðû äâèæåíèÿ ñïóòíèêîâ è ïðîãíîçèðóþòñÿ èõ çíà÷åíèÿ íà çàðàíåå îïðåäåëåííûé ïðîìåæóòîê âðåìåíè. Ïàðàìåòðû è èõ ïðîãíîç çàêëàäûâàþòñÿ â íàâèãàöèîííîå ñîîáùåíèå, ïåðåäàâàåìîå ñïóòíèêîì íàðÿäó ñ ïåðåäà÷åé íàâèãàöèîííîãî ñèãíàëà. Ñþäà æå âõîäÿò ÷àñòîòíî-âðåìåííûå ïîïðàâêè áîðòîâîé ØÂÑ îòíîñèòåëüíî ñèñòåìíîãî âðåìåíè. Èçìåðåíèå è ïðîãíîç ïàðàìåòðîâ äâèæåíèÿ ÍÊÀ ïðîèçâîäÿòñÿ â Áàëëèñòè÷åñêîì öåíòðå ñèñòåìû ïî ðåçóëüòàòàì òðàåêòîðíûõ èçìåðåíèé äàëüíîñòè äî ñïóòíèêà è åãî ðàäèàëüíîé ñêîðîñòè.

20

6. ÑÒÐÓÊÒÓÐÀ ÍÀÂÈÃÀÖÈÎÍÍÛÕ ÐÀÄÈÎÑÈÃÍÀËΠÑÈÑÒÅÌÛ ÃËÎÍÀÑÑ Â ñèñòåìå ÃËÎÍÀÑÑ èñïîëüçóåòñÿ ÷àñòîòíîå ðàçäåëåíèå ñèãíàëîâ (FDMA), èçëó÷àåìûõ êàæäûì ñïóòíèêîì, – äâóõ ôàçîìàíèïóëèðîâàííûõ ñèãíàëîâ. ×àñòîòà ïåðâîãî ñèãíàëà ëåæèò â äèàïàçîíå L1 áîëåå 1600 ÌÃö, à ÷àñòîòà âòîðîãî – â äèàïàçîíå L2 áîëåå 1250 ÌÃö. Íîìèíàëüíûå çíà÷åíèÿ ðàáî÷èõ ÷àñòîò ðàäèîñèãíàëîâ, ïåðåäàâàåìûõ â äèàïàçîíàõ L1 è L2, îïðåäåëÿþòñÿ ñëåäóþùèì âûðàæåíèåì: 1 11 1 11 2 2 3 411 ; 1 1 1 1 1 1 2 2 3 41 1 ; k = 0,1,2,…,24, ãäå k – íîìåðà ëèòåðîâ (êàíàëîâ) ðàáî÷èõ ÷àñòîò ñïóòíèêîâ; 1 111 2 2 234564 ÌÃö; 11 1 1234 ÌÃö; 75 1 11 1 2 2 23 4516 ÌÃö. 1 1 1 1234 ÌÃö; 78 Äëÿ êàæäîãî ñïóòíèêà ðàáî÷èå ÷àñòîòû ñèãíàëîâ â äèàïàçîíå L1 è L2 êîãåðåíòíû è ôîðìèðóþòñÿ îò îäíîãî ýòàëîíà ÷àñòîòû. Îòíîøåíèå ðàáî÷èõ ÷àñòîò íåñóùåé êàæäîãî ñïóòíèêà: 11 1 1 1 2 11 1 2 2 . Íîìèíàëüíîå çíà÷åíèå ÷àñòîòû áîðòîâîãî ãåíåðàòîðà, ñ òî÷êè çðåíèÿ íàáëþäàòåëÿ, íàõîäÿùåãîñÿ íà ïîâåðõíîñòè Çåìëè, ðàâíî 5,0 ÌÃö.  äèàïàçîíå L1 êàæäûé ñïóòíèê ñèñòåìû ÃËÎÍÀÑÑ èçëó÷àåò äâå íåñóùèå âîëíû íà îäíîé è òîé æå ÷àñòîòå, ñäâèíóòûå îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà ïî ôàçå íà 90° (ðèñ.10): 7899 4

11

12

1 34567899 4

34567899 4

Ðèñ. 10. Âåêòîðíàÿ äèàãðàììà íåñóùèõ ñãèíàëîâ ñèñòåì ÃËÎÍÀÑÑ è GPS

21

Îäíà èç íåñóùèõ ïîäâåðãàåòñÿ ôàçîâîé ìàíèïóëÿöèè íà 180°. Ìîäóëèðóþùèé ñèãíàë ïîëó÷àþò ñëîæåíèåì ïî ìîäóëþ äâóõ, òðåõ äâîè÷íûõ ñèãíàëîâ (ðèñ.11): – ïîñëåäîâàòåëüíîñòè íàâèãàöèîííûõ äàííûõ, ïåðåäàâàåìûõ ñî ñêîðîñòüþ 50 áèò/ñ (ðèñ.11, à); – ìåàíäðîâîãî êîëåáàíèÿ, ïåðåäàâàåìîãî ñî ñêîðîñòüþ 100 áèò/ñ (ðèñ.11, á); – ãðóáîãî äàëüíîìåðíîãî êîäà, ïåðåäàâàåìîãî ñî ñêîðîñòüþ 511 Êáèò/ñ (ðèñ.11, â). Ñèãíàë â äèàïàçîíå L1 (àíàëîãè÷åí Ñ/À-êîäó â GPS) äîñòóïåí äëÿ âñåõ ïîòðåáèòåëåé â çîíå âèäèìîñòè ÊÀ. Ñèãíàë â äèàïàçîíå L2 ïðåäíàçíà÷åí äëÿ âîåííûõ íóæä, è åãî ñòðóêòóðà íå ðàñêðûâàåòñÿ.



131

131

%796  !&!6 9 ' (

121

1



$ #6 1 79 1

"#796 179



1

411679 6179 ! 1 1 1 1 1 1 1

111





11

9 9686



1

12 345366789 

)#!7 *6+ 7!69! 1

Ðèñ. 11. Ñòðóêòóðà ñèãíàëà ÃËÎÍÀÑÑ

22

7. ÏÓÒÈ ÑÎÂÅÐØÅÍÑÒÂÎÂÀÍÈß ÑÍÑ Äèôôåðåíöèàëüíûé ðåæèì è êîíòðîëü öåëîñòíîñòè ÑÍÑ Êàê è â ëþáîé ñëîæíîé òåõíè÷åñêîé ñèñòåìå, êîìïîíåíòû ÑÍÑ ôóíêöèîíèðóþò íåèäåàëüíî. Ïîýòîìó çíà÷åíèÿ êîîðäèíàò è ñêîðîñòè, ïîëó÷àåìûå ïîòðåáèòåëåì â íàâèãàöèîííîì ðåøåíèè, îòëè÷àþòñÿ îò ðåàëüíûõ. Ïðè ýòîì, êàê áûëî ñêàçàíî âûøå, îñíîâíûìè ôàêòîðàìè, âëèÿþùèìè íà òî÷íîñòü ðåøåíèÿ íàâèãàöèîííîé çàäà÷è ïî îïðåäåëåíèþ ìåñòîïîëîæåíèÿ îáúåêòà, ÿâëÿþòñÿ: ãåîìåòðè÷åñêîå ðàñ-ïîëîæåíèå ÍÊÀ, èñïîëüçóåìûõ â ðåøåíèè; ïîãðåøíîñòè ôîðìèðîâàíèÿ áîðòîâûõ øêàë âðåìåíè ÍÊÀ; ýôåìåðèäíûå ïîãðåøíîñòè ÍÊÀ; ïîãðåøíîñòè çà ñ÷åò ðàñïðîñòðàíåíèÿ íàâèãàöèîííûõ ðàäèîñèãíàëîâ â àòìîñôåðå (èîíîñôåðíûå è òðîïîñôåðíûå ïîãðåøíîñòè); àïïàðàòóðíûå ïîãðåøíîñòè íàâèãàöèîííîé àïïàðàòóðû (ÍÀÏ); íàëè÷èå â ñèñòåìå ñïåöèàëüíûõ ìåð ïî çàãðóáëåíèþ òî÷íîñòè (íàïðèìåð, ïðèìåíÿâøèéñÿ äî íåäàâíåãî âðåìåíè ñåëåêòèâíûé äîñòóï (ÑÄ) â ñèñòåìå GPS). Êàê ñëåäóåò èç [ 3 ], ïðè òèïè÷íîì ÃÔ òî÷íîñòü îïðåäåëåíèÿ êîîðäèíàò (ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêàÿ ðàäèàëüíàÿ îøèáêà – ÑÊÎ) ñîñòàâëÿåò äëÿ Ñ/À êîäà 50,6 è 16,2 ì (áåç ÑÄ), à äëÿ Ð-êîäà – 8,2 è 13,2 ì. Îäíàêî ñóùåñòâóåò ðÿä çàäà÷, êîòîðûå òðåáóþò áîëåå âûñîêîãî êà÷åñòâà íàâèãàöèîííîãî îáñëóæèâàíèÿ êàê ïî òî÷íîñòè, òàê è ïî õàðàêòåðó, ò. å. ïî òèïó ïðåäñòàâëÿåìîé èíôîðìàöèè î ïîëîæåíèè ïîòðåáèòåëÿ. Òàê, äëÿ çàõîäà íà ïîñàäêó ñàìîëåòà ïî ïåðâîé êàòåãîðèè íåîáõîäèìà òî÷íîñòü íàâèãàöèè â ïëîñêîñòè – 4–8 ì, à ïî âûñîòå – 2–8 ì. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ïîâûøåííîé òî÷íîñòè íàâèãàöèè îáû÷íî ïðèìåíÿåòñÿ äèôôåðåíöèàëüíàÿ êîððåêöèÿ.  îñíîâå ýòîãî ìåòîäà ëåæèò îòíîñèòåëüíîå ïîñòîÿíñòâî çíà÷èòåëüíîé ÷àñòè ïîãðåøíîñòè ÑÍÑ âî âðåìåíè è â ïðîñòðàíñòâå. Ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè âîçìîæíîñòü ñíèæåíèÿ îøèáîê, èçìåðÿåìûõ ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîé âåëè÷èíîé îïðåäåëåíèÿ êîîðäèíàò ïî ñèñòåìå GPS – ñ 20 äî 5 ì è âûñîòû – ñ 40 äî 5 ì. Äèôôåðåíöèàëüíûå ðåæèì (ÄÐ) ÑÍÑ ïðåäïîëàãàåò íàëè÷èå, êàê ìèíèìóì, äâóõ ñïóòíèêîâûõ ïðèåìíèêîâ èëè ïðèåìîèçìåðèòåëåé (ÏÈ). Íàïðèìåð, ÏÈ1 (êîíòðîëüíî-êîððåêòèðóþùàÿ ñòàíöèÿ – ÊÊÑ) è ÏÈ2 (ïîòðåáèòåëü) ðàñïîëîæåíû â òî÷êàõ 1 è 2 ïðîñòðàíñòâà, ïðè÷åì ÏÈ1 ãåîäåçè÷åñêè òî÷íî ïðèâÿçàí ê ïðèíÿòîé ñèñòåìå êîîðäèíàò (ÏÇ-90 èëè WGS-84). Ðàçíîñòè ìåæäó èçìåðåííûìè ÏÈ1 è ðàññ÷èòàííûìè â 23

íåì çíà÷åíèÿìè ïñåâäîäàëüíîñòåé dDi íàáëþäàåìûõ ÍÊÀ, à òàêæå ðàçíîñòè ñîîòâåòñòâóþùèõ ïñåâäîñêîðîñòåé dVi ïî ëèíèè ïåðåäà÷è äàííûõ ïåðåäàþòñÿ â âèäå äèôôåðåíöèàëüíûõ ïîïðàâîê ÏÈ2, â êîòîðîì îíè âû÷èòàþòñÿ èç èçìåðåííûõ ÏÈ2 dDi è dVi.  ñëó÷àå åñëè ïîãðåøíîñòè îïðåäåëåíèÿ dDi ñëàáî èçìåíÿþòñÿ âî âðåìåíè è ïðîñòðàíñòâå, òî îíè ñóùåñòâåííî êîìïåíñèðóþòñÿ ïåðåäàâàåìûìè ïî ëèíèè ïîïðàâêàìè. Çà ñ÷åò ñèíõðîíèçàöèè ÷àñîâ ÍÊÀ îøèáêè dDi ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííû â ïðîñòðàíñòâå. Äëÿ ïîãðåøíîñòåé îïðåäåëåíèÿ êîîðäèíàò ÍÊÀ ïîðÿäêà 20 ì èçìåí÷èâîñòü îøèáîê dDi ñîñòàâëÿåò ñàíòèìåòðû ïðè ðàçíîñòè ðàññòîÿíèÿ ïîðÿäêà 100 êì è äåöèìåòðû – ïðè âçàèìíûõ óäàëåíèÿõ ïîðÿäêà 1000 êì. Èçìåí÷èâîñòü âî âðåìåíè è ïðîñòðàíñòâå ñòàáèëüíûõ ñîñòàâëÿþùèõ èîíîñôåðíûõ ïîãðåøíîñòåé, îáóñëîâëåííûõ çàïàçäûâàíèåì ñèãíàëà ïðè ïðîõîæäåíèè â èîíîñôåðå, õàðàêòåðèçóåòñÿ êîððåëÿöèîííîé ôóíêöèåé, êîòîðàÿ èìååò âðåìåíà è ïðîñòðàíñòâåííûå ðàäèóñû êîððåëÿöèè íà óðîâíå ñîîòâåòñòâåííî íåñêîëüêèõ ÷àñîâ è òûñÿ÷ êèëîìåòðîâ. Ïîýòîìó íà èíòåðâàëå â íåñêîëüêî åäèíèö ìèíóò è ñîòåí êèëîìåòðîâ èîíîñôåðíûå ïîãðåøíîñòè â óñëîâèÿõ ñïîêîéíîé èîíîñôåðû äîñòàòî÷íî ñòàáèëüíû. Èõ óðîâåíü ñîñòàâëÿåò îò 10 äî 40 ì è äîñòèãàåò ìèíèìóìà ïðè ìàêñèìàëüíîì óãëå ìåñòà âèçèðóåìîãî ÍÊÀ. Òî÷íîñòü ìåñòîîïðåäåëåíèÿ ïîñëå ââîäà ïîïðàâîê îïðåäåëÿåòñÿ ïîãðåøíîñòÿìè, îáóñëîâëåííûìè èçìåí÷èâîñòüþ êâàçèñèñòåìàòè÷åñêèõ îøèáîê ñèíõðîíèçàöèè ýôåìåðèäíîãî îáåñïå÷åíèÿ ÍÊÀ, îøèáîê çà ñ÷åò èîíîñôåðû, ïîãðåøíîñòåé ñåëåêòèâíîãî äîñòóïà GPS, à òàêæå îøèáêàìè, îáóñëîâëåííûìè øóìàìè è ïîìåõàìè, ìíîãîëó÷åâîñòüþ è âîçäåéñòâèåì òðîïîñôåðû. Åñëè ñ÷èòàòü èõ ÷èñòî ñëó÷àéíûìè è âçàèìîíåçàâèñèìûìè, òî ñóììàðíàÿ äèñïåðñèÿ ìîæåò áûòü çàïèñàíà â ñëåäóþùåì âèäå: 1 1 112 2 1 23 3 1 21

2345

4 1 21 3 1 21 1 67

61

(1)

1 ãäå 112 1 111 1 1 1123 , 1 1121 – äèñïåðñèè ñîîòâåòñòâåííî îñòàòî÷íûõ ïîãðåøíîñòåé çà ñ÷åò ýôåìåðèäíûõ è èîíîñôåðíûõ îøèáîê dDiý è dDiÈÎÍ, øóìîâûõ ïîãðåøíîñòåé ÏÈ1 è ÏÈ2, âêëþ÷àþùèõ â ñåáÿ âñå îñòàëüíûå ïîãðåøíîñòè.  ïðåäïîëîæåíèè âçàèìíîé íåçàâèñèìîñòè è ðàâåíñòâå ñòàòèñòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ïîãðåøíîñòåé (1) ñîîòíîøåíèÿ ñîîòâåòñòâåí2345

24

íî äëÿ òî÷íîñòè îïðåäåëåíèÿ êîîðäèíàò ïîòðåáèòåëÿ è âðåìåííîé ïîïðàâêè Ғ2 – Ғ1 èìåþò âèä [3]: 1 2 112 3 3 1

34 2 1 15 3 3 2 2 1

(2) (3)

ãäå 1 1 2 1 12 ; Ғ1, Ғ2 – ðàñõîæäåíèÿ ìåæäó øêàëîé âðåìåíè ÑÍÑ è øêàëàìè âðåìåíè ÏÈ1 è ÏÈ2 ñîîòâåòñòâåííî; ÊGP, ÊGT – ÃÔ ïðè îïðåäåëåíèè ìåñòà è âðåìåíè. Íà îñíîâàíèè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòîâ ïîäòâåðæäåíà âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ëèíåéíûõ çàâèñèìîñòåé ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîãî ñôåðè÷åñêîãî îòêëîíåíèÿ ïîãðåøíîñòè ìåñòîîïðåäåëåíèÿ êàê ôóíêöèè ðàññòîÿíèÿ L è âîçðàñòà t, äèôôåðåíöèàëüíîé ïîïðàâêè, êîòîðàÿ ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíà â âèäå [3]: 3 1 1 1 2 2 4 31 5 31 5 421

(4)

ãäå 11 = 2,28 ì, à = 1,32Å – 3 ì/ñ, b = 0,000438 ì/êì.

Ïðè ñðàâíèòåëüíî íèçêèõ 1112 1 11123 , 11121 , êîòîðûìè ìîæíî ïðåíåáðå÷ü, îñíîâíûìè ñîñòàâëÿþùèìè, âëèÿþùèìè íà òî÷íîñòü ìåñòîïîëîæåíèÿ ÑÍÑ â ÄÐ, ìîãóò áûòü íåñêîìïåíñèðîâàííûå èîíîñôåðíûå îøèáêè. Ñîîòíîøåíèÿ (1)–(4) ïîêàçûâàþò, ÷òî òî÷íîñòü îïðåäåëåíèÿ ìåñòà è âðåìåíè â ÄÐ ÑÍÑ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè çàâèñèò îò òî÷íîñòè èçìåðåíèé ÍÏ â ÊÊÑ è àïïàðàòóðå ïîòðåáèòåëÿ îò ðàññòîÿíèÿ ìåæäó ÊÊÑ è ïîòðåáèòåëåì è îò âîçðàñòà ïîïðàâîê, à òàêæå îò ÃÔ ÊGP, ÊGT; ïîñëåäíèå â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè – îò êîëè÷åñòâà íàáëþäàåìûõ ÍÊÀ, îòíîñèòåëüíî êîòîðûõ îïðåäåëÿþòñÿ ïñåâäîäàëüíîñòè. Äëÿ àâèàöèîííûõ ïîòðåáèòåëåé äîïîëíèòåëüíûì èñòî÷íèêîì îøèáîê ÿâëÿåòñÿ ìíîãîëó÷åâîñòü. Êîíòðîëü öåëîñòíîñòè ÑÍÑ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîñðåäñòâîì ñàìîêîíòðîëÿ áîðòîâûõ ñèñòåì ÍÊÀ, êîíòðîëÿ êà÷åñòâà èçëó÷àåìûõ ÍÊÀ ñèãíàëîâ, à òàêæå ïåðåäàâàåìîé èíôîðìàöèè. Ïðè ýòîì äîñòîâåðíîñòü íàâèãàöèîííûõ îïðåäåëåíèé äîëæíà ïîääåðæèâàòüñÿ íà òðåáóåìîì óðîâíå, à ïîòðåáèòåëü äîëæåí ñâîåâðåìåííî èíôîðìèðîâàòüñÿ î âîçìîæíûõ íàðóøåíèÿõ. Ðåàëèçàöèÿ ÄÐ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîñðåäñòâîì ñîçäàíèÿ äèôôåðåíöèàëüíûõ ïîäñèñòåì (ÄÏÑ) ÑÍÑ. Îíè ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà øèðîêîçîííûå (ØÄÏÑ), ðåãèîíàëüíûå (ÐÄÏÑ) è ëîêàëüíûå (ËÄÏÑ). 25

Îñíîâîé ØÄÏÑ (ðèñ.12 – àìåðèêàíñêàÿ WAAS, åâðîïåéñêàÿ EGNOS è ÿïîíñêàÿ MSAS) ÿâëÿåòñÿ ñåòü øèðîêîçîííûõ êîíòðîëüíûõ ñòàíöèé (ØÊÑ), èíôîðìàöèÿ îò êîòîðûõ ïåðåäàåòñÿ íà øèðîêîçîííûå ãëàâíûå ñòàíöèè (ØÃÑ) äëÿ ñîâìåñòíîé îáðàáîòêè ñ öåëüþ âûðàáîòêè îáùèõ ïîïðàâîê è ñèãíàëîâ öåëîñòíîñòè. Ðàäèóñ ðàáî÷åé îáëàñòè ØÄÏÑ ñîñòàâëÿåò 5000–6000 êì. Âûðàáîòàííûå íà ØÃÑ ñèãíàëû öåëîñòíîñòè è êîððåêòèðóþùèå ïîïðàâêè ïåðåäàþòñÿ ÷åðåç íàçåìíûå ñòàíöèè ïåðåäà÷è äàííûõ (ÍÑÏÄ) íà ãåîñòàöèîíàðíûé êîñìè÷åñêèé àïïàðàò (ÃÊÀ) äëÿ ïîñëåäóþùåé ðåòðàíñëÿöèè ïîòðåáèòåëÿì. Ðåãèîíàëüíûå ÄÏÑ ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ íàâèãàöèîííîãî îáåñïå÷åíèÿ îòäåëüíûõ ðåãèîíîâ. Äèàìåòð èõ ðàáî÷åé îáëàñòè ìîæåò ñîñòàâëÿòü îò 400 äî 2000 êì. ÐÄÏÑ ìîãóò èìåòü â ñâîåì ñîñòàâå îäíó èëè íåñêîëüêî ÊÊÑ, à òàêæå ñðåäñòâà ïåðåäà÷è êîððåêòèðóþùåé èíôîðìàöèè è ñèãíàëîâ öåëîñòíîñòè, êîòîðûå âûðàáàòûâàþòñÿ ØÃÑ èëè ÊÊÑ. Ëîêàëüíûå ÄÏÑ èìåþò ìàêñèìàëüíûå äàëüíîñòè äåéñòâèÿ îò ÊÊÑ äî 50–200 êì. Îíè îáû÷íî âêëþ÷àþò îäíó ÊÊÑ, àïïàðàòóðó óïðàâëåíèÿ è êîíòðîëÿ è ñðåäñòâà ïåðåäà÷è äàííûõ. Ðàçíîâèäíîñòè äèôôåðåíöèàëüíîãî ðåæèìà ÑÍÑ Ïåðå÷èñëèì íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûå ðàçíîâèäíîñòè ÄÐ, êîòîðûå îòëè÷àþòñÿ îò îñíîâíîãî, âûøåîïèñàííîãî. Ìåòîä êîððåêöèè êîîðäèíàò ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ â ÄÐ, åñëè îïðåäåëåíèå êîîðäèíàò äèôôåðåíöèàëüíîé ñòàíöèåé (ÄÑ) è ïîòðåáèòåëåì îñóùåñòâëÿåòñÿ ïî îäíîìó è òîìó æå ñîçâåçäèþ ÍÊÀ.  ýòîì ñëó÷àå äèôôåðåíöèàëüíàÿ ïîïðàâêà ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ñëåäóþùåé ôîðìóëå: 1 31 , (5) 1 21

1

12

12

1 , 1 ãäå 1 12 12 – îöåíåííûå â ïðîöåññå òåêóùèõ èçìåðåíèé è òî÷íî èçâåñòíûé çàðàíåå âåêòîð êîîðäèíàò ÄÑ. Ïîòðåáèòåëü èñïîëüçóåò ýòó ïîïðàâêó, ïðèìåíÿÿ ñîîòíîøåíèå: 1 3 11 . (6) 121 1 Ìåòîä êîððåêöèè êîîðäèíàò â îòëè÷èå îò îñíîâíîãî òðåáóåò ìåíüøåãî îáúåìà ïåðåäàâàåìîé èíôîðìàöèè. Íàïðèìåð, ïî òðè ïîïðàâêè ê êîîðäèíàòàì è ñêîðîñòÿì âìåñòî 16 ïîïðàâîê ê ïñåâäîäàëü-

26

íîñòÿì è 16 ïîïðàâîê ê ïñåâäîñêîðîñòÿì. Îäíàêî ýòîò ìåòîä ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ íà íåáîëüøèõ óäàëåíèÿõ ïîòðåáèòåëÿ îò ÄÑ è â ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèå ïðîìåæóòêè âðåìåíè. Äèôôåðåíöèàëüíûé ðåæèì ñ îòíîñèòåëüíûìè êîîðäèíàòàìè ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí, êîãäà òî÷íàÿ ãåîäåçè÷åñêàÿ ïðèâÿçêà ÄÑ çàòðóäíåíà.  ýòîì ñëó÷àå, åñëè äâà ïîäâèæíûõ îáúåêòà (íàïðèìåð, ËÀ1 è ËÀ2) îïðåäåëÿþò ñâîè ïðÿìîóãîëüíûå êîîðäèíàòû h1Ò = [õ1, ó1, z1] è h2Ò = [x2, ó2, z2] ñ ïîìîùüþ àïïàðàòóðû ïîòðåáèòåëÿ ÑÐÍÑÑ â íîìèíàëüíîì ðåæèìå ðàáîòû, òî âåêòîð êîîðäèíàò ËÀ2 îòíîñèòåëüíî ËÀ1 çàïèøåòñÿ â âèäå: (7) 3121 4 1 112 1 212 1 312 2 , ãäå õ21 = õ2 – õ1, ó21 = ó2 – ó1, z21 = z2 – z1. Ïîñêîëüêó ïîãðåøíîñòè Dhi, i = l,2 (êàê è â ïðåäûäóùåì ñëó÷àå) ÿâëÿþòñÿ ðåçóëüòàòîì ëèíåéíîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ âñåõ îøèáîê îïðåäåëåíèÿ ïñåâäîäàëüíîñòåé, òî â ðåçóëüòàòå îïåðàöèè âû÷èòàíèÿ îäèíàêîâûå êâàçèñèñòåìàòè÷åñêèå îøèáêè, îáóñëîâëåííûå îñîáåííîñòÿìè ðàñïðîñòðàíåíèÿ Рâ èîíîñôåðå, íåòî÷íîñòüþ ýôåìåðèäíîé èíôîðìàöèè è ñèíõðîíèçàöèè, èñêëþ÷àþòñÿ. Òî÷íîñòü ìåòîäà èñïîëüçîâàíèÿ îòíîñèòåëüíûõ êîîðäèíàò ýêâèâàëåíòíà òî÷íîñòè ñòàíäàðòíîãî ÄÐ ÑÍÑ. Ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå ñôåðè÷åñêîå îòêëîíåíèå (ÑÑÎ) ïðè îòíîñèòåëüíîì ìåñòîîïðåäåëåíèè ËÀ2 ìîæåò áûòü îðèåíòèðîâî÷íî îöåíåíî ñîîòíîøåíèåì: 1

2 312 4 131 32 5 31 31 5 134 5 12 5 342 1 5 5 112 567 2 , 6 7 ãäå r2Ï1, r2Ï2 – ÑÑÎ ìåñòîîïðåäåëåíèÿ ËÀ1 è ËÀ2, îáóñëîâëåííûå îøèáêàìè çà ñ÷åò øóìîâ ïðèåìíèêîâ, ïîìåõ, òðîïîñôåðû è ìíîãîëó÷åâîñòè; L – ðàññòîÿíèå ìåæäó ËÀ1 è ËÀ2; t – çàäåðæêà ìåæäó îïðåäåëåíèÿìè ËÀ1 è ËÀ2; r0, à, b îïðåäåëåíû ðàíåå, óàï – ïîãðåøíîñòü àïïðîêñèìàöèè, a KGP – ÃÔ äëÿ òî÷íîñòè îïðåäåëåíèÿ ïðîñòðàíñòâåííûõ êîîðäèíàò.

Øèðîêîçîííàÿ ÄÏÑ WAAS Øèðîêîçîííàÿ ÄÏÑ WAAS ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ îáåñïå÷åíèÿ óðîâíÿ öåëîñòíîñòè, äîñòóïíîñòè è òî÷íîñòè, ñîîòâåòñòâóþùåãî òðåáîâàíèÿì, ïðåäúÿâëåííûì ê îñíîâíûì ñèñòåìàì äëÿ âñåõ ôàç ïîëåòà, âïëîòü äî çàõîäà íà ïîñàäêó ïî ïåðâîé êàòåãîðèè íà Ñåâåðî27

Àìåðèêàíñêîì êîíòèíåíòå è ÷àñòè÷íî â Ñåâåðíîé Àíòàðêòèêå. Åþ ìîãóò ïîëüçîâàòüñÿ ïîòðåáèòåëè äëÿ âûñîêîòî÷íîé ìîðñêîé è ñóõîïóòíîé íàâèãàöèé.

Ðèñ. 12. Øèðîêîçîííàÿ ÄÏÑ WAAS

ØÄÏÑ WAAS ñîñòîèò èç êîñìè÷åñêîãî è íàçåìíîãî ñåãìåíòîâ (ðèñ.12). Êîñìè÷åñêèé ñåãìåíò âêëþ÷àåò ÃÊÀ GEOS, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ: – ïåðåäà÷è íàâèãàöèîííîãî GPS-ïîäîáíîãî ñèãíàëà íà ÷àñòîòå 1575,42 ÌÃö, êîòîðûé óâåëè÷èâàåò äîñòóïíîñòü, òî÷íîñòü è íàäåæíîñòü íàâèãàöèîííûõ îïðåäåëåíèé, à òàêæå ñèãíàëîâ êîíòðîëÿ ñâîåé öåëîñòíîñòè; – äëÿ ðåòðàíñëÿöèè ñôîðìèðîâàííûõ íà Çåìëå ñîîáùåíèé î öåëîñòíîñòè ÊA GPS è ÃÊÀ è âåêòîðà ïîïðàâîê ê ýôåìåðèäíûì äàííûì, øêàëàì âðåìåíè è ïàðàìåòðàì èîíîñôåðíîé ìîäåëè. Íàçåìíûé ñåãìåíò âêëþ÷àåò: ØÊÑ – ìîíèòîðèíãà, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ êîíòðîëÿ è íàáëþäåíèÿ çà ñîñòîÿíèåì íàâèãàöèîííîãî ïîëÿ; 28

ØÃÑ – ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ îáðàáîòêè äàííûõ ìîíèòîðèíãà è íàáëþäåíèé ØÊÑ; ÍÑÏÄ – ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ ñâÿçè ìåæäó ØÃÑ è ÃÊÀ. Ñèñòåìà âûïîëíÿåò ñëåäóþùèå ôóíêöèè: – ñáîð äàííûõ î ñîñòîÿíèè íàâèãàöèîííîãî ïîëÿ; – îïðåäåëåíèå èîíîñôåðíûõ êîððåêöèé; – îïðåäåëåíèå è óòî÷íåíèå ïàðàìåòðîâ îðáèò ÊÀ; – îïðåäåëåíèå êîððåêöèè îðáèò è âðåìåííûõ ïîïðàâîê äëÿ ÊÀ; – êîíòðîëü öåëîñòíîñòè ÊÀ; – îáåñïå÷åíèå íåçàâèñèìîé âåðèôèêàöèè (êîíòðîëÿ èëè ïîäòâåðæäåíèÿ) âûõîäíûõ äàííûõ ôóíêöèè 1–5 ïåðåä èñïîëüçîâàíèåì èõ ïîòðåáèòåëÿìè; – îáåñïå÷åíèå ïîòðåáèòåëåé êîððåêòèðóþùåé èíôîðìàöèåé è äîïîëíèòåëüíûìè èçìåíåíèÿìè ïñåâäîäàëüíîñòåé, ïîçâîëÿþùèìè ïîâûøàòü òî÷íîñòü è íàäåæíîñòü íàâèãàöèîííûõ îïðåäåëåíèé; – îáåñïå÷åíèå ðàáîòîñïîñîáíîñòè è ñîáñòâåííîãî íîðìàëüíîãî ôóíêöèîíèðîâàíèÿ. Êîìïëåêñèðîâàíèå ÑÐÍÑ è äðóãèõ íàâèãàöèîííûõ ñèñòåì Âàæíåéøèì íàïðàâëåíèåì ïîñòðîåíèÿ âûñîêîòî÷íûõ, ïîìåõîóñòîé÷èâûõ, íåïðåðûâíî ðàáîòàþùèõ íàâèãàöèîííûõ ñðåäñòâ â óñëîâèÿõ ñóùåñòâîâàíèÿ åñòåñòâåííûõ è èñêóññòâåííûõ ïîìåõ, ìàíåâðèðîâàíèÿ ËÀ, âîçìîæíîãî óõóäøåíèÿ êà÷åñòâà íàâèãàöèîííûõ ñèãíàëîâ ÊÀ ÑÐÍÑÑ ÿâëÿþòñÿ êîìïëåêñèðîâàíèå è ñîâìåñòíàÿ îáðàáîòêà èíôîðìàöèè ÑÍÑ è èíôîðìàöèè äðóãèõ íàâèãàöèîííûõ ñèñòåì è óñòðîéñòâ. Ýòîìó ñïîñîáñòâóåò òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî íà ìíîãèõ ËÀ è äðóãèõ ïîäâèæíûõ îáúåêòàõ ïîìèìî àïïàðàòóðû ïîòðåáèòåëÿ ÑÍÑ èñïîëüçóþòñÿ è äðóãèå ñðåäñòâà íàâèãàöèè: èíåðöèàëüíûå íàâèãàöèîííûå ñèñòåìû è èíåðöèàëüíî-äîïëåðîâñêèå íàâèãàöèîííûå ñèñòåìû (ÈÍÑ) è (ÈÄÍÑ), êóðñî-äîïïëåðîâñêèå è êóðñî-âîçäóøíûå ñèñòåìû ñ÷èñëåíèÿ, àïïàðàòóðà ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì áëèæíåé (ÐÑÁÍ) è äàëüíåé (ÐÑÄÍ) íàâèãàöèè è äð. Íà âñåõ ËÀ óñòàíîâëåíû èçìåðèòåëè áàðîìåòðè÷åñêîé è ãåîìåòðè÷åñêîé âûñîòû ïîëåòà, äàò÷èêè âðåìåíè, íà íåêîòîðûõ ËÀ ïîìèìî ýòîãî â ÁÖÂÌ õðàíÿòñÿ äàííûå î âûñîòå ðåëüåôà ìåñòíîñòè. 29

Èíòåãðàöèÿ îáîðóäîâàíèÿ â åäèíûé íàâèãàöèîííûé êîìïëåêñ (ÍÊ) ïîçâîëÿåò ïîëíåå èñïîëüçîâàòü èçáûòî÷íîñòü èìåþùåéñÿ èíôîðìàöèè, áëàãîäàðÿ ÷åìó ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè, ïîìåõîóñòîé÷èâîñòè, íåïðåðûâíîñòè è íàäåæíîñòè íàâèãàöèîííûõ îïðåäåëåíèé, ðàñøèðåíèå êðóãà ðåøàåìûõ çàäà÷ è óëó÷øåíèå êà÷åñòâà èõ âûïîëíåíèÿ. Ìàêñèìàëüíîãî ýôôåêòà îò êîìïëåêñèðîâàíèÿ íàâèãàöèîííûõ èçìåðèòåëåé (ÍÈ) ìîæíî äîñòè÷ü, ðåøèâ çàäà÷ó îïòèìàëüíîãî ñèíòåçà è îïðåäåëèâ îïòèìàëüíóþ ñòðóêòóðó è õàðàêòåðèñòèêè ñèñòåìû êîìïëåêñíîé îáðàáîòêè èíôîðìàöèè (ÊÎÈ). Îäíàêî, â ñèëó ñëîæíîñòè ïðîáëåìû, òàêàÿ çàäà÷à ïðàêòè÷åñêè ðåøàåòñÿ îòäåëüíî íà óðîâíÿõ ïåðâè÷íîé è âòîðè÷íîé îáðàáîòêè èíôîðìàöèè. Ïîä ïåðâè÷íîé îáðàáîòêîé èíôîðìàöèè ïîíèìàþò ïîèñê, îáíàðóæåíèå, ñåëåêöèþ, ïðåîáðàçîâàíèå è îáðàáîòêó (â ðåæèìå ñëåæåíèÿ) ñèãíàëîâ ÍÈ ñ öåëüþ îïðåäåëåíèÿ ðàäèîíàâèãàöèîííûõ ïàðàìåòðîâ (ïñåâäîäàëüíîñòè è ïñåâäîñêîðîñòè), ïîä âòîðè÷íîé – âûïîëíåíèå ÁÖÂÌ îáðàáîòêè âûõîäíûõ äàííûõ ñàìèõ èçìåðåíèé, ðåçóëüòàòû êîòîðîé èñïîëüçóþòñÿ äëÿ îïðåäåëåíèÿ è óòî÷íåíèÿ êîîðäèíàò è ñêîðîñòè äâèæåíèÿ, óãëîâ îðèåíòàöèè ïîäâèæíûõ îáúåêòîâ è èñòî÷íèêîâ ïîãðåøíîñòåé èçìåðåíèé.

30

8. ÇÀÄÀÍÈß ÄËß ÑÀÌÎÊÎÍÒÐÎËß 1. Çàïîëíèòå ïóñòûå êëåòêè öèôðàìè ñîîòâåòñòâóþùèõ êëþ÷åâûõ ñëîâ: Èñòî÷íèêîì íàâèãàöèîííîé èíôîðìàöèè â ÑÍÑ ñëóæèò …. Îíà âêëþ÷àåò â ñåáÿ ….. è …… Ñëóæåáíàÿ èíôîðìàöèÿ ñîäåðæèò äàííûå î: ….., ……, ……., ……, ….., ….. . Êëþ÷åâûå ñëîâà: íàâèãàöèîííûé ñèãíàë (1), ÍÈÑÇ (2), ñëóæåáíàÿ èíôîðìàöèÿ (3), ïîïðàâêà øêàëû âðåìåíè (4), ýôåìåðèäû (5), àëüìàíàõ (6), òåëåìåòðè÷åñêàÿ èíôîðìàöèÿ (7), ïîïðàâêà íà ðàñïðîñòðàíåíèå âîëí (8). 2. Çàïèøèòå âûðàæåíèÿ äëÿ äàëüíîñòè i-ãî ÍÈÑÇ ñ ó÷åòîì çàäåðæêè ñèãíàëà â àòìîñôåðå, ïîëüçóÿñü êëþ÷åâûìè ñëîâàìè èç òàáë. 1 è çíàêàìè àðèôìåòè÷åñêèõ îïåðàöèé äëÿ äàëüíîìåðíîãî è êâàçèäàëüíîìåðíîãî ìåòîäîâ. Òàáëèöà 1

12 3456789 7 2 9 2  522678 52 2 1 22 23 1

1

11

!2 #2

627282 9

(2

$ 2

+2 ,2 -2

   2

/2



213

3

1

413 2

1

789 722 9 2 52 5578245222 22 5578215232  5  2 55782"5 4

2 $5"5 7

%78268 & 8278 822 28 5'  2 )85& 7 2* 8 2 7222 2"5 4

2 $8 %75%252"5 4

2524522 868 %75%2 $8 %75%252"5 4

25245222 2.9 5 268 & 278 8228 5'  2  55%28"587 7278 82

2

31

3. Óêàæèòå ïðè÷èíó òîãî èëè èíîãî âèäà ïîãðåøíîñòè? Òàáëèöà 2

12343567  4537 7  234  79 37 7  37 83977

 2  537 12 2 7   23977 *657 2  537 &7 5  2567 2 26 37 +2   2567 2 26 37 ,

626 "2567

 2  5-7 .5  "4 -7 1

32

8 635 7  5   2 53 7 !"7 733 33 23  26 # 53 7 5367 2 $3 %7

567 2  567 2  &737  537877  537 26#6'(3)7 77

 2)5 7

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

4. Óêàæèòå â òàáë. 3 ñîîòâåòñòâèå íàçâàíèé ýëåìåíòîâ ñõåìû öèôðîâûì îáîçíà÷åíèÿì (ðèñ. 13). 1

1

1 1 1 1 1

21

1 22313

111111111111111111111111111111111111111111111

1

231

1

61

1 2231431

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

1 1 1

41

111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

1 1

1

31 3122222222222222222222222222433

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

1

51

3

71

Ðèñ. 13. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÀÏ

Òàáëèöà 3 2345467819 1

1

1

1

1

1

1

4563743681771

1

1

1

1

1

1

68146471

1

1

1

1

1

1

4371

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

#$547431!45461

1

1

1

1

1

1

%371

1

1

1

1

1

1

!3458146471"1

1

33

Áèáëèîãðàôè÷åñêèé ñïèñîê 1. Àâèàöèîííàÿ ðàäèîíàâèãàöèÿ: Ñïðàâî÷íèê / Ïîä ðåä. Ñîñíîâñêîãî. Ì.: Òðàíñïîðò, 1990. 2. Ðàäèîòåõíè÷åñêèå ñèñòåìû / Ïîä ðåä. Þ. Ì. Êàçàðèíîâà. Ì.: Âûñø. øê., 1990. 3. Ñîëîâüåâ Þ. À. Ñèñòåìû ñïóòíèêîâîé íàâèãàöèè. Ì.: ÝêîÒðåíäç, 2000. 4. Ãëîáàëüíàÿ ñïóòíèêîâàÿ ðàäèîíàâèãàöèîííàÿ ñèñòåìà ÃËÎÍÀÑÑ / Ïîä ðåä. Â. Í. Õàðèñîâà, À. È. Ïåòðîâà, Â. À. Áîëäèíà. Ì.: ÈÏÐÆÐ, 1998. 5. Ëèïêèí È. À. Ñïóòíèêîâûå íàâèãàöèîííûå ñèñòåìû. Ì.: Âóçîâñêàÿ êíèãà, 2001. 6. Ãëîáàëüíàÿ íàâèãàöèîííàÿ ñïóòíèêîâàÿ ñèñòåìà ÃËÎÍÀÑÑ. Èíòåðôåéñíûé êîíòðîëüíûé äîêóìåíò. Ì.: ÊÍÈÖ ÂÊÑ, 1995. 7. Interface Control Document: NAVSTAR GPS Space Segment / Navigation User Interfaces (ISD-GPS-200) / Rockwell Int. Corp. 1987.

34

Îãëàâëåíèå Ñïèñîê óñëîâíûõ ñîêðàùåíèé ............................................................. 3 1. Ñïóòíèêîâûå íàâèãàöèîííûå ñèñòåìû ........................................... 5 2. Ïðèíöèï äåéñòâèÿ ÑÍÑ ................................................................. 11 3. Ïðèíöèï äåéñòâèÿ áîðòîâîãî îáîðóäîâàíèÿ ïîòðåáèòåëÿ .......... 13 4. Ðàçâèòèå ñïóòíèêîâîé íàâèãàöèè ................................................... 17 5. Ñåòåâàÿ ðàäèîíàâèãàöèîííàÿ ñïóòíèêîâàÿ ñèñòåìà ÃËÎÍÀÑÑ ....................................................................... 18 6. Ñòðóêòóðà íàâèãàöèîííûõ ðàäèîñèãíàëîâ ñèñòåìû ÃËÎÍÀÑÑ ...................................................................... 21 7. Ïóòè ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ÑÍÑ. .................................................... 23 8. Çàäàíèÿ äëÿ ñàìîêîíòðîëÿ ............................................................ 31 Áèáëèîãðàôè÷åñêèé ñïèñîê ................................................................ 34

35

Ó÷åáíîå èçäàíèå

Áåññîíîâ Àëåêñåé Àëåêñàíäðîâè÷ Ìàìàåâ Âèêòîð ßêîâëåâè÷

ÑÏÓÒÍÈÊÎÂÛÅ ÍÀÂÈÃÀÖÈÎÍÍÛÅ ÑÈÑÒÅÌÛ Ó÷åáíîå ïîñîáèå

Ðåäàêòîð À. Ì. Ñìèðíîâà Êîìïüþòåðíàÿ âåðñòêà Ì. À. Ìîðîçîâà Ï î ä ï è ñ à í î ê ï å ÷ à ò è 06. 03. 0 6. Ô î ð ì à ò 6 0 õ8 4 1 / 1 6 . Á ó ì à ã à î ô ñ å ò í à ÿ . Ï å ÷ à ò ü î ô ñ å ò í à ÿ . Óñ ë . ï å ÷ . ë . 2, 03. Ó ÷ . - è ç ä . ë . 2, 0. Ò è ð à æ 100 ý ê ç . Ç à ê à ç ¹

Ðåäàêöèîííî-èçäàòåëüñêèé îòäåë Îòäåë ýëåêòðîííûõ ïóáëèêàöèé è áèáëèîãðàôèè áèáëèîòåêè Îòäåë îïåðàòèâíîé ïîëèãðàôèè ÃÓÀÏ 190000, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, óë. Á. Ìîðñêàÿ, 67