Разработка рекомендаций по применению систем функционального дополнения спутниковой навигации - Дипломная работа

3.2.Модель распространения радиоволн, полученная графическим путемСистема ГЛОНАСС предназначена для глобальной оперативной навигации приземных подвижных объектов. Система в целом включает в себя три сегмента (рис. Система ГЛОНАСС является беззапросной, поэтому количество потребителей системы не имеет значения. Помимо основной функции (навигационных определений) система позволяет производить высокоточную взаимную синхронизацию стандартов частоты и времени на удаленных наземных объектах и взаимную геодезическую привязку. Аналогично отечественной, система GPS разработана для Министерства Обороны США и находится под его управлением.Для того, чтобы потребитель мог определить координаты спутников, излучаемые ими навигационные сигналы моделируются сообщениями о параметрах их движения. В аппаратуре потребителя происходит выделение этих сообщений и определение координат спутников на нужный момент времени. Координаты и составляющие вектора скорости меняются очень быстро, поэтому сообщения о параметрах движения спутников содержат сведения не об их координатах и составляющих вектора скорости, а информацию о параметрах некоторой модели, аппроксимирующей траекторию движения НКА на достаточно большом интервале времени (около 30 минут). Помимо этого, потребителю сообщают параметры модели оскулирующих элементов на узловой момент времени, а также параметры функций, аппроксимирующих изменения параметров модели оскулирующих элементов во времени как предшествующем узловому элементу, так и следующем за ним. На последнем этапе с помощью обычных формул кеплеровской модели определяют координаты и составляющие вектора скорости спутника.Оперативная информация (табл.3) относится к тому НКА, с борта которого передается данный навигационный радиосигнал и содержит:-оцифровку меток времени НКА; Последние восемь символов в каждой строке являются проверочными символами кода Хэмминга, позволяющими исправлять одиночный ошибочный символ и обнаруживать два ошибочных символа в строке. Он содержит полный объем оперативной информации для излучающего НКА (строки 1…4) и четверть альманаха. В кадрах с первого по четвертый передается альманах по пяти спутникам, в пятом кадре по оставшимся четырем. Альманах для каждого спутника занимает по две строки.Спутниковые навигационные системы позволяют определить координаты потребителя с точностью порядка 10…15 метров. К таким случаям относится навигация в городских условиях, заход на посадку по категориям ИКАО , а также геодезические измерения, картография и т.д. Добиться существенного увеличения точности определения координат (до единиц и долей сантиметра) удается при помощи функционального дополнения к ГНСС, называемого дифференциальной подсистемой. В дифференциальной подсистеме используется дифференциальный метод, суть которого заключается в передачи на приемники воздушных судов ГЛОНАСС/GPS поправок к измеренным псевдодальностям до НКА. Дифференциальный метод основан на минимизации погрешностей, влияющих на точность определения местоположения судовыми приемниками ГЛОНАСС/GPS.Точность определения навигационных параметров:-по псевдодальности(при сглаживании по фазе несущей)-по псевдоскорости(по фазе несущей) 0,01 м 0,001 м/сек Численные значения доступности при маршрутных полетах составляют 0,999...0,99999; при полете в зоне аэродрома и некатегорированном заходе на посадку-0,99999. Требования по доступности для захода на посадку и посадки по категориям ИКАО соответствуют требованиям к системам инструментальной посадки. Требования к целостности составляют для маршрутных полетов, полетов в зоне аэродрома и некатегорированном заходе на посадку - 0,999 при допустимом времени предупреждения соответственно 10 с, 10 с и 2 с, а для захода и посадки по I, II и III категориям ИКАО-0,999999, 0,9999999 и 0,9999999995 при допустимом времени предупреждения не более 1 с. Требования к точности определения координат и высоты полета ВС приведены в табл.Основу дифференциальной подсистемы составляют наземные контрольно-корректирующие станции (ККС), координаты которых известны и определены с большой точностью. Путем сравнения измеренных значений псевдодальностей до спутников с достоверными значениями, вычисленными на основе полученной от главной станции информации об орбитах НКА, вычисляются поправки к псевдодальностям.Основой широкозонной подсистемы (ШДПС) является сеть специальных широкозонных ККС, информация о поправках с которых передается на главную станцию. После дополнительной проверки на главной станции вырабатывается комплекс общих поправок и целостности. Достаточно часто ККС, входящие в ШДПС, обеспечивают и локальный сервис с применением дополнительных каналов передачи данных. К настоящему времени наиболее широкую известность получили проекты ШДПС или SBAS, использующих геостационарные космические аппараты в качестве средств передачи сигналов контроля целостности и дифференциальных поправок. Региональные дифференциальные системы (РДПС) служат для навигационного обеспечения отдельных регионов от 400 до 2000 и предназначе

Оглавление

Введение

1. Спутниковые навигационные системы

1.1. Общие сведения о спутниковых навигационных системах

1.2. Определение координат потребителя СНС

1.3. Структура навигационного сообщения системы ГЛОНАСС

1.4. Дифференциальный метод определения координат

2. Спутниковые системы функционального дополнения

2.1. Общие сведения и классификация систем функционального дополнения.

2.1.1. Общие положения систем функционального дополнения

2.1.2. Псевдоспутники (псевдолиты)

2.2. Правовая основа применения систем функционального дополнения

2.3. Описание и работа контрольно-корректирующей станции

2.3.1. Назначение контрольно-корректирующей станции

Введение

Традиционные средства навигации не достаточно точно обеспечивают требуемую надежность и точность, недостаточно автоматизированы и не могут устранить влияние человеческого фактора. Основным навигационным средством будущего станут глобальные спутниковые системы навигации (Global Navigation Satellite System - GNSS). В настоящее время развернуты две GNSS - GPS (Global Positioning System) NAVSTAR (Navigation Satellite Time And Ranging), принадлежащая США, и Российская глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 25 августа 2008г. № 641 «Об оснащении транспортных, технических средств и систем аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS» все ВС должны быть оснащены аппаратурой ССН ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS. Глобальная навигационная спутниковая система (GNSS), как навигационный элемент систем управления воздушным движением CNS/АТМ, включает в себя сочетания комбинаций следующих составляющих, размещенных на земле, спутниках и на борту воздушного судна: -GPS;

-ГЛОНАСС;

-бортовая система функционального дополнения (ABAS);

-спутниковая система функционального дополнения (SBAS);

-наземная система функционального дополнения (GBAS);

-бортовой приемник GNSS.

Системы функционального дополнения позволяют повысить точность до единиц и долей сантиметра.

В России не достаточно широко развернута сеть контрольно-корректирующих станций (ККС). В настоящий момент осуществляется Федеральная Целевая Программа «ГЛОНАСС», по итогам которой развертывание дифференциального сервиса должно закончиться в 2011 г. Поэтому организация функциональных дополнений спутниковой навигационной системы в настоящее время является актуальной. В данной дипломной работе будут рассматриваться вопросы применения ККС, которые составляют основу систем дифференциального сервиса.