Рт система регистрации ионосферных радиосигналов искусственых спутников земли среднеорбитных навигационных систем gps и глонасс. Аппаратура и измерения основные сведения о спутниковых навигационных системах
жүктеу/скачать 1,08 Mb.
|
РТ система супутникових вимірювань
- Бұл бет үшін навигация:
- Основные сведения о спутниковых навигационных системах
|
РТ СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ ИОНОСФЕРНЫХ РАДИОСИГНАЛОВ ИСКУССТВЕНЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ СРЕДНЕОРБИТНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ GPS И ГЛОНАСС. АППАРАТУРА И ИЗМЕРЕНИЯ Основные сведения о спутниковых навигационных системах 1. Общие характеристики среднеорбитных спутниковых навигационных систем В настоящее время существуют две среднеорбитные спутниковые навигационные системы: ГЛОНАСС (РОССИЯ) и GPS (США). Последнюю иногда еще называют NAVSTAR. 1.1. Принципы работы спутниковых навигационных систем В основе работы спутниковых навигационных систем лежит: спутниковая трилатерация (на ней базируется работа системы); спутниковая дальнометрия (измерение расстояний до спутников); точная временная привязка (высокоточная синхронизация отсчета времени в системе спутники-приемники); точное положение спутников в космосе; коррекция ошибок, вносимых задержкой радиосигнала спутника в ионосфере и тропосфере. Спутниковая трилатерация предполагает, что точные координаты любой точки на поверхности Земли могут быть вычислены путем измерений расстояний от группы спутников, если их положение в космосе известно. В этом случае спутники являются пунктами с известными координатами. Предположим, что расстояние от одного спутника известно, и вокруг него можно описать сферу заданного радиуса. Если известно также расстояние до второго спутника, то определяемое местоположение будет расположено где-то в круге, задаваемом пересечением двух сфер. Третий спутник определяет две точки на окружности. Четвертый спутник позволяет окончательно точно определить местоположение точки. Таким образом, зная расстояние до четырех спутников, можно вычислить координаты определяемой точки (рис. 1). Рис. 1. Иллюстрация принципов определения координатРасстояние до спутников определяется по измерениям времени прохождения радиосигнала от космического аппарата до приемника, умноженным на скорость света. Для того чтобы определить время распространения сигнала, нам необходимо знать, когда он был передан со спутника. Как видно из вышесказанного, вычисления напрямую зависят от точности хода часов на спутниках и в приемниках. Код должен генерироваться на спутнике и в приемнике строго в одно и то же время. На спутниках установлены атомные часы, имеющие точность около одной наносекунды. Однако это решение является слишком дорогим, чтобы использовать его в приемниках GPS. Поэтому для устранения ошибок хода часов приемника используются результаты измерения сигналов от четвертого спутника. Их можно использовать для устранения ошибок, которые возникают, если часы на спутнике и в приемнике не синхронизированы. Рис. 2 наглядно это показывает. Итак, для определения координат потребителя необходимо знать координаты спутников (не менее 4) и дальность от потребителя до каждого видимого спутника. Для того, чтобы потребитель мог определить координаты спутников, излучаемые ими навигационные сигналы модулируются 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 КА на достаточно большом интервале времени (около 30 минут). Параметры аппроксимирующей модели меняются достаточно медленно, и их можно считать постоянными на интервале аппроксимации. Параметры аппроксимирующей модели входят в состав навигационных сообщений спутников. В системе GPS используется Кеплеровская модель движения с оскулирующими элементами. В этом случае траектория полёта КА разбивается на участки аппроксимации длительностью в один час. В центре каждого участка задаётся узловой момент времени, значение которого сообщается потребителю навигационной информации. 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. жүктеу/скачать 1,08 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|