 |
Спутниковые навигационные системы: общие сведения
|
|
|
|
Оглавление
Введение. 3
1. Спутниковые навигационные системы: общие сведения. 4
2. Спутниковая навигационная система ГЛОНАСС.. 6
3. Состав и технические характеристики ГЛОНАСС.. 7
4. Функции наземного сегмента и спутников ГЛОНАСС.. 8
5. Режимы работы ГЛОНАСС.. 10
6. Преимущества и недостатки системы ГЛОНАСС.. 11
7. Бортовое оборудование ГЛОНАСС/GPS/SBAS СН-4312. 11
8. Технические характеристики авиационной навигационной аппаратуры ГЛОНАСС/GPS/SBAS СН-4312. 12
9. Режимы работы бортового оборудования СН-4312. 13
10. Функции и возможности бортового оборудования СН-4312. 13
11. Схема устройства. 14
12. Внешний вид. 16
13. Объекты установки. 17
14. Соответствие стандартам. 17
15. Отечественные и зарубежные аналоги. 18
16. Срок службы.. 19
Заключение. 20
Список используемой литературы.. 21
Введение
Спутниковая система навигации - комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения(географических координат и высоты) и точного времени, а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.)для наземных, водных и воздушных объектов. [3]
К числу таких систем относится «ГЛОНАСС» (Россия). Она разработана по заказу Министерства обороны СССР. Разработка ГЛОНАСС началась в СССР в 1976 году.[5]
ГЛОНАСС оснащают гражданские и военные суда и самолёты, а также баллистические ракеты. Система в обязательном порядке устанавливается на общественном транспорте и в автомобилях экстренных служб.
Первый спутник ГЛОНАСС был выведен Советским Союзом на орбиту 12 октября 1982 года. 24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию.
|
|
|
Развитием проекта ГЛОНАСС занимается Федеральное космическое агентство (Роскосмос) и ОАО «Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем» («Российские космические системы»).
Спутниковые навигационные системы: общие сведения
Глобальная оперативная навигация приземных подвижных объектов – основное назначение ССНС. Спутниковая электросвязь организуется для обеспечения взаимодействия центров УВД, центров коммутации сообщений, передачи телеграфных сообщений, а также для обеспечения связи центров УВД с ВС.
Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстояния от антенны на объекте (координаты которого необходимо получить) до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым должен располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений. Обычно приёмник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения и если он не устарел — мгновенно использует его. Каждый спутник передаёт в своём сигнале весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве.[3]
Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн. Для осуществления возможности измерения времени распространяемого радиосигнала каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени, используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем, и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Все остальные параметры движения (скорость, курс, пройденное расстояние) вычисляются на основе измерения времени, которое объект затратил на перемещение между двумя или более точками с определёнными координатами.
|
|
|
Основным содержанием навигационной задачи (НЗ) в СРНС является определение пространственно-временных координат потребителя, а также составляющих его скорости, поэтому в результате решения навигационной задачи должен быть определен расширенный вектор состояния потребителя П, который в инерциальной системе координат можно представить в виде 
. Элементами данного вектора служат пространственные координаты (х, у, z) потребителя, временная поправка t' шкалы времени потребителя относительно системной ШВ, а также составляющие вектора скорости 
.
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 t и его доплеровское смещение частоты 
являются радионавигационными параметрами, а соответствующие им дальность до объекта Д и радиальная скорость сближения объектов 
служат навигационными параметрами. Связь между этими параметрами дается соотношениями:[5]
(1)
де с — скорость света; l — 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.
Дальномерный метод. Наиболее простой метод навигационных определений основан на пассивных измерениях дальности Дi между i-м НС и потребителем. В этом методе навигационным параметром является дальность Дi, а поверхность положения – сфера с радиусом Дi и центром, расположенным в центре масс i-го НС. Уравнение сферы
(2)
Здесь 
- известные на момент измерения координаты i-го НС (с учетом его перемещения за время распространения сигнала); 
- координаты потребителя.
Местоположение потребителя, т. е. координаты 
определяют как координаты точки пересечения трех поверхностей положения, другими словами трех сфер. Поэтому для реализации дальномерного метода необходимо измерить дальности до трех НС, т. е. 
.
|
|
|
