Спутниковая система ГЛОНАСС
н быть определен расширенный вектор состояния потребителя П,
который в инерциальной системе координат можно представить в виде [pic].
Элементами данного вектора служат пространственные координаты (х, у, z)
потребителя, временная поправка t' шкалы времени потребителя относительно
системной ШВ, а также составляющие вектора скорости [pic].
Элементы вектора потребителя недоступны непосредственному измерению с
помощью радиосредств. У принятого радиосигнала могут измеряться те или
другие его параметры, например задержка или доплеровское смещение частоты.
Измеряемый в интересах навигации параметр радиосигнала называют
радионавигационным (РНП), а соответствующий ему геометрический параметр —
навигационным (НП), поэтому задержка сигнала ( и его доплеровское смещение
частоты [pic] являются радионавигационными параметрами, а соответствующие
им дальность до объекта Д и радиальная скорость сближения объектов [pic]
служат навигационными параметрами. Связь между этими параметрами дается
соотношениями:
[pic]
де с — скорость света; ( — длина волны излучаемого НС сигнала.
Геометрическое место точек пространства с одинаковым значением
навигационного параметра называют поверхностью положения. Пересечение двух
поверхностей положения определяет линию положения — геометрическое место
точек пространства, имеющих два определенных значения двух навигационных
параметров. Местоположение определяется координатами точки пересечения трех
поверхностей положения или двух линий положения. В ряде случаев (из-за
нелинейности) две линии положения могут пересекаться в двух точках. При
этом однозначно найти местоположение можно, только используя дополнительную
поверхность положения или иную информацию о местоположении объекта.
Для решения навигационной задачи, т. с. для нахождения вектора
потребителя П, используют функциональную связь между навигационными
параметрами и компонентами вектора потребителя. Соответствующие
функциональные зависимости принято называть навигационными функциями.
Конкретный вид навигационных функций обусловлен многими факторами: видом
НП, характером движения НС и потребителя, выбранной системой координат и
т.д.
Навигационные функции для пространственных координат потребителя можно
определить с помощью различных разновидностей дальномерных, разностно-
дальномерных, угломерных методов и их комбинаций. Для получения
навигационных функций, включающих составляющие вектора скорости
потребителя, используют радиально-скоростные методы.
5. СРНС ГЛОНАСС
5.1. Структура и основные характеристики
Отечественная сетевая среднеорбитальная СРНС ГЛОНАСС (ГЛОбальная
НАвигационная Спутниковая Система) предназначена для непрерывного и
высокоточного определения пространственного (трехмерного) местоположения
вектора скорости движения, а также времени космических, авиационных,
морских и наземных потребителей в любой точке Земли или околоземного
пространства. В настоящее время она состоит из трех подсистем:
. подсистема космических аппаратов (ПКА), состоящая из навигационных
спутников ГЛОНАСС на соответствующих орбитах;
. подсистема контроля и управления (ПКУ), состоящая из наземных пунктов
контроля и управления;
. аппаратуры потребителей (АП).
Навигационные определения в ГЛОНАСС осуществляются на основе опросных
измерений в аппаратуре потребителей псевдодальности и радиальной
псевдоскорости до четырех спутников (или трех спутников при использовании
дополнительной информации) ГЛОНАСС, а также с учетом принятыx навигационных
сообщений этих спутников. В навигационных сообщениях, передаваемых с
помощью спутниковых радиосигналов, содержится информация о различных
параметрах, в том числе и необходимые сведения о положении и движении
спутников в соответствующие моменты времени. В результате обработки этих
данных в АП ГЛОНАСС обычно определяются три (две) координаты потребителя,
величина и направление вектора его земной (путевой) скорости, текущее время
(местное или в шкале Госэталона Координированного Всемирного Времени
UTC(SU) или, по другому, UТC(ГЭВЧ) (ГЭВЧ — Государственный эталон времени и
частоты). Основные характеристики СРНС ГЛОНАСС приведены в табл. 1 — 2, где
для сравнения приведены сведения об американской срсдневысотной СРНС GPS. В
табл. 1 приведены общесистемные характеристики СРНС ГЛОНАСС. В табл. 2
приведены как стандартные значения характеристик СРНС, так и их оценки на
основе данных, полученных в 1993—1995 гг. Последние показаны в скобках,
причем для С/А-кода, кода стандартной точности) значения приводятся для
вариантов работы с А/без SA (SA — Selective Availability — селективный
доступ) ).
Таблица 1. Системные характеристики СРНС ГЛОНАСС
|Параметр, способ |ГЛОНАСС |GPS |
|Число НС (резерв) |24 (3) |24 (3) |
|Число орбитальных плоскостей |3 |6 |
|Число НС в орбитальной |8 |4 |
|плоскости | | |
|Тип орбит |Круговая |Круговая |
| |(е =0±0,01) | |
|Высота орбит, км |19100 |20145 |
|Наклонение орбит, 1рад |64,8±0,3 |55 (63) |
|Драконический период обращения|11ч 15 мин 44 |11 ч 56,9 мин|
|НС |с ±5 с | |
|Способ разделения сигналов НС |Частотный |Кодовый |
|Несущие частоты навигационных | | |
|радиосигналов МГц: | | |
|L1 |1602,5625...16|1575.42 |
| |15,5 | |
|L2 |1246,4375...12|1227,6 ! |
| |56,5 | |
|Период повторения ПСП |1 мс |1 мс |
| | |(С/А-код) |
|(дальномерного кода или его | |7 дн (Р-код) |
|сегмента) | | |
|Тактовая частота ПСП, МГц |0,511 |1,023 |
| | |(С/А-код) |
| | |10,23 |
| | |(P,Y-код) |
|Скорость передачи цифровой | | |
|информации | | |
|(соответственно СИ- и D- код),|50 |50 |
|бит/с | | |
|Длительность суперкадра, мин |2,5 |12,5 |
|Число кадров в суперкадре |5 |25 ; |
|Число строк в кадре |15 |5 |
|Система отсчетов времени |UTC(SU) |UTC(USNO) . |
|Система отсчета | | |
|пространственных | | |
|координат |ПЗ-90 |WGC-84 |
|Тип эфемерид |Геоцентрически|Модифициро- |
| |е | |
| |координаты и |ванные кепле-|
| |их | |
| |производные |ровы элементы|
| | |
| | |
| | |
|Таблица 2. Точностные характеристики СРНС | |
| |Параметр | |Точность измерений | |
| | | |GPS |ГЛОНАСС |
| | | |(P=0,95) |(P=0,997) |
| |Горизонтальная |100 (72/18) |(С/А-код|60 (СТ-код)|
| |плоскость, м |300 (Р=0.9999) |) |(39) |
| | |18 |(С/А-код| |
| | | |) (Р-, | |
| | | |Y-код! | |
| |Вертикальная |156 |(135/34)|(С/А-кол|75 (СТ-код)|
| |плоскость, м |28 | |) (Р-, |(67,5) |
| | | | |Y-код) | |
| |Скорость, см/с |< 200 | |(С/А-код|15 |
| | |20 | |) (Р-. |(С'1-код) |
| | | | |Y-код) | |
| |Ускорение, мм/с2 |8 | |(С/А-код|— |
| | |<19 | |) | |
| | | | |(С/А-код| |
| | | | |) | |
| |Время, мкс |0,34 | |(С/А-код|1 (CI-код) |
| | |0,18 | |) (Р-, | |
| | |код) | |Y- | |
5.2. 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:
. прове
| |  скачать работу |
Спутниковая система ГЛОНАСС |
