Навигационные измерения в многоканальной НАП. Структура навигационных радиосигналов в системе ГЛОНАСС и GPS. Точность глобальной навигации наземных подвижных объектов. Алгоритмы приема и измерения параметров спутниковых радионавигационных сигналов.
В декабре 1976 г. было принято Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР О развертывании Единой космической навигационной системы ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система). Технические предложения по системе ГЛОНАСС в составе КА 11Ф654 Ураган были разработаны в красноярском НПО прикладной механики (НПО ПМ) в начале 1976 г. и рассмотрены межведомственной комиссией в августе того же года. В 1976 г. на вооружение Советской Армии была принята навигационно-связная система Циклон-Б в составе шести космических аппаратов Парус, обращающихся на околополярных орбитах высотой 1000 км. Через три года была сдана в эксплуатацию спутниковая радионавигационная система (СРНС) Цикада в составе четырех КА на орбитах того же класса, что и у КА Парус. И если первая система использовалась исключительно в интересах МО СССР, то вторая предназначалась, главным образом, для навигации гражданских морских судов. Оснащение спутниковой навигационной аппаратурой судов торгового флота оказалось очень выгодным, поскольку благодаря повышению точности судовождения удавалось настолько сэкономить время плавания и топливо, что бортовая аппаратура потребителя окупала себя после первого же года эксплуатации. В ходе испытаний этих и предшествовавшей им системы Циклон было установлено, что погрешность местоопределения движущегося судна по навигационным сигналам этих спутников составляет 250... Для выявления локальных особенностей гравитационного поля Земли, оказывающих воздействие на выбранные орбиты навигационных КА (НКА), на такие же орбиты были запущены специальные геодезические спутники Космос-842 и Космос-911. Следует отметить, что в настоящее время это требование потеряло актуальность, поскольку современная стандартная навигационная аппаратура потребителя (НАП) имеет возможность принимать сигналы от 8 до 12 НКА в зоне радиовидимости одновременно, что позволяет не заботиться о выборе оптимальной четверки, а просто обрабатывать все принимаемые измерения. Для решения задачи высокоточной синхронизации бортовых шкал времени потребовалась установка на спутниках высокостабильных цезиевых стандартов частоты и наземного водородного стандарта (на порядок более стабильного), а также создания наземных средств сличения шкал с погрешностью 3...5 нс. Основные принципы работы системы ГЛОНАСС Спутники системы ГЛОНАСС непрерывно излучают навигационные сигналы двух типов: навигационный сигнал стандартной точности (СТ) в диапазоне L1 (1,6 ГГц) и навигационный сигнал высокой точности (ВТ) в диапазонах L1 и L2 (1,2 ГГц). Сигнал ВТ предназначен, в основном, для потребителей МО РФ, и его несанкционированное использование не рекомендуется. СРНС ГЛОНАСС каждый штатный НКА излучает навигационные радиосигналы 1600 МГц и 1250 МГц в сторону Земли с помощью передающих антенн, рабочая часть диаграммы направленности (ДН) которых имеет ширину 2? ? =38? и “освещает” диск Земли с избытком до высоты h0 над поверхностью. Основной характеристикой радионавигационного поля для наземного потребителя являются мощности навигационного радиосигнала от околозенитного и пригоризонтного НКА на выходе “стандартной” приемной антенны (без учета отражений от поверхности Земли): P0 = Pп G(? ) G0(? ) ? 2/(4? R)2, где Pп ? мощность излучения передатчика; G(? ) ? коэффициент направленности передающей антенны (с учетом потерь в АФУ) в направлении ? на приемную антенну; G0(? ) ? коэффициент направленности “стандартной” приемной антенны в направлении ? на передающую антенну; ? ? длина волны несущего колебания радиосигнала; R ? дальность от приемной антенны до передающей антенны. На динамичных объектах с недетерминированной моделью движения (T0=1 с) нецелесообразно применять двухдиапазонные узкополосные навигационные радиосигналы 1600 МГц и 1250 МГц для определения координат объекта, поскольку в этом случае , как было показано выше: 1. шумовые погрешности псевдодальности до пригоризонтного НКА составят ? (S2) = 12...22 м, т.е. превысят ионосферные погрешности измерений в однодиапазонной НАП в худший сезон (зимний день); 2. погрешности псевдодальности до пригоризонтного НКА, обусловленные многолучевостью, составят ? (S2) = 9 м (в худшей ситуации), т.е. будут соизмеримы с ионосферными погрешностями в однодиапазонной НАП в худший сезон (зимний день). В каждой двухсекундной строке на интервале времени 1,7 с передаются 85 двоичных символов ЦИ, длительностью 20 мс и перемноженные на меандр, имеющий длительность символов 10 мс.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
