 |
Преимущества и недостатки системы ГЛОНАСС
|
|
|
|
Российская навигационная система Глонасс в сравнении с американской системой GPS имеет как преимущества, так и недостатки.
Система Глонасс должна работать надежнее GPS, однако для этого ей не хватает тех спутников, что еще не запущены в эксплуатацию либо находятся на ремонте. Сама идея навигационной системы Глонасс способна дать все же большую эффективность, чем GPS, но для этого нужен полный комплект спутников, с чем пока у Роскосмоса проблемы.
Также Глонасс отличается тем, что навигаторы с этой системой уверенно ловят сигнал даже в таких удаленных районах, как Северный и Южный полюса. GPS пока этого не может.
Главным преимуществом отечественной системы перед американской является безопасность. GPS изначально разрабатывалась как исключительно военная технология, призванная обеспечить быстрое и точное перемещение войск армии США в случае военных действий, но в 1983 году военные поделились изобретением с гражданскими, оставив за собой право включать и выключать систему. Поэтому, если сегодня между Россией и США вдруг возникнет какая-то напряженность, американцы смогут отключить GPS на нашей территории, и это будет серьезным экономическим ударом. Поэтому нам важно иметь свою, отечественную навигационную систему.
К недостаткам Глонасс можно отнести неполную укомплектованность спутниками, что негативно влияет на точность навигации в некоторых областях России. Также существенным минусом является высокая стоимость навигаторов, оснащенных отечественной системой. Глонасс пока не приспособлен к установке в коммуникаторы и смартфоны, так как не подходит под существующее ныне мобильное программное обеспечение. [8]
Бортовое оборудование ГЛОНАСС/GPS/SBAS СН-4312
|
|
|
СН-4312 представляет собой авиационный приемоиндикатор, работающий по сигналам глобальных спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS, их функциональных дополнений: спутниковых - SBAS (WAAS, EGNOS, MTSAT) и наземных - GBAS (ЛККС). Аппаратура СН-4312 отвечает требованиям к КТ-34-01 ред.3 (TSO-C129A), КТ-178А и КТ-200А к бортовому оборудованию спутниковой навигации подклассов A1, B1, C1, а также выполняет функции, присущие FMS.
Технические характеристики авиационной навигационной аппаратуры ГЛОНАСС/GPS/SBAS СН-4312
Приемник GPS/ГЛОНАСС/SBAS: (разработка ЗАО «КБ НАВИС» с использованием собственной элементной базы) 24 параллельных независимых канала приема сигналов.
Погрешность определения:
· координат в автономном режиме 15 м
· в режимах SBAS, GBAS 5 м
· погрешность скорости
ü для ГЛОНАСС, ГЛОНАСС+GPS 0,3 м/с
ü для GPS 0,02 м/с
· темп обновления информации 10 Гц;
· встроенный автономный контроль
· функции RAIM и прогноз RAIM
· электромагнитная совместимость с системами спутниковой связи SATCOM, IRIDIUM, GLOBALSTAR
Антенна в соответствии с ARINC-743A
Дисплей: AMLCD
· информационное поле 78,7 мм x 53,6 мм;
· число элементов отображения 320 х 234
Пользовательская база данных: до 50 маршрутов полета (до 120 ППМ в каждом); до 500 определяемых экипажем ППМ.
Потребляемая мощность не более 20 Вт. Напряжение питания +27В
Габаритные размеры:
· БПИУ 181 х 87 х 208 мм
· Антенна А101П, БА - в соответствии с ARINC 743A-4
· Масса БПИУ не более 2,6 кг.
Эксплуатационные характеристики:[1]
Внешние воздействующие факторы КТ-160D, НЛГС-3, НЛГВ-2
Рабочая температура окружающей среды:
· БА от - 55 до + 70°C
· Антенна А101П от - 55 до + 85°C
· БПИУ от - 20 до + 55°C
· ББП от - 40 до + 55°C
· УМШ от - 55 до + 55°C
Интерфейс:
Цифровые
· RS-232 - 4 канала
· RS-422 - 2 канала
· ARINC 429 - 8 входов/4 выхода;
· 1PPS (согласно ARINC 743A-4) - 1 канал.
Аналоговые
· Выход (±10 В) - 1 канал
· Токовые выходы (± 150 мВ) - 3 канала.
Разовые команды
|
|
|
· входные - 16 (8 корпус/8 питание);
· выходные - 16 (8 корпус/8 питание)
Режимы работы бортового оборудования СН-4312
Автоматический или ручной выбор следующих основных режимов работы:[1]
· навигация СНС по сигналам ГЛОНАСС и GPS;
· навигация СНС с использованием сигналов SBAS;
· навигация СНС с использованием сигналов GBAS;
· навигация DME/DME;
· навигация VOR/DME;
· навигация СВС (режим счисления координат по данным о курсе и скорости).
Функции и возможности бортового оборудования СН-4312
Аппаратура СН-4312 обеспечивает:
· Решение задач навигации и управления процессом самолетовождения, в том числе в системе зональной навигации RNAV, с выполнением требований P‑RNAV (RNP-1) и В-RNAV (RNP-5).[1]
· Заход на посадку по категориям 1, APV2, APV1 с использованием сигналов GBAS в формате SARP'S ICAO.
· Управление системами БРЭО ВС (типа VOR, DME) в автоматическом и ручном режимах.
· Выдача сигналов управления в САУ и систему индикации в цифровом (ARINC429) и аналоговом виде.
· Совместную работу с различными базами данных (БД): аэронавигационной, пользовательской.
· Загрузку, хранение и использование аэронавигационной базы данных на текущий и следующий цикл обновления с использованием Flash card.
· Выполнение процедур SID/STAR/APPROACH с использованием базы аэронавигационных данных.
· Формирование и выдачу экипажу предупреждающих и аварийных сообщений на дисплей и светосигнальные табло.
· Графическое отображение маршрута полета, стандартных схем вылета (SID), прилета (STAR) и неточного захода на посадку (APPROACH), а так же ближайших аэродромов и аэронавигационных ориентиров.
· Аппаратура СН-4312 разработана с учетом перспективы дальнейшего развития и модернизации оборудования самолетов, наземных и космических навигационных систем.
· Взаимодействие на борту двух комплектов аппаратуры СН-4312.
Схема устройства
Рисунок 4. Упрощённая структурная схема интегрированной аппаратуры спутниковой связи и навигации. ПРД – передатчик; УМ – усилитель мощности; ПРМ – приёмник; МШУ – малошумящий усилитель; ОГ – опорный генератор.
Антенный модуль, в состав которого входят приёмная и передающая антенны спутниковой связи, приёмная антенна сигналов навигационных спутников, а также входные и выходные СВЧ-устройства приёмных и передающих трактов, как правило, представляет единую конструкцию.[4]
|
|
|
Обмен электрическими сигналами между антенным модулем и абонентским модулем, расположенным внутри объекта, зачастую рядом с оператором связи, осуществляется посредством радиочастотных и низкочастотных кабелей, для сокращения числа которых используются методы частотного уплотнения высокочастотных сигналов непосредственно на частотах приёма и передачи или промежуточных частотах, и методы временного уплотнения (объединения) для низкочастотных сигналов управления и передачи информации.
Конкретные технические решения в части выбора элементной базы и принципов построения антенн, СВЧ-узлов, усилителей мощности (УМ) и малошумящих усилителей (МШУ) антенного модуля существенным образом зависят от диапазона частот и требуемых энергетических параметров для спутникового связного канала.
В отличие от антенного модуля, конструкция и технические решения отдельных узлов абонентского модуля мало зависят от используемой системы связи. Практически единственное устройство, которое связано с особенностями системы связи, это приёмо-передающий конвертор.
Конвертор, в общем случае, обеспечивает перенос частоты модулированного сигнала, сформированного в модеме, на выходную частоту тракта передачи, а также осуществляет перенос частоты сигналов, поступающих с приемных антенн трактов навигации и связи, на «нулевую» частоту с разделением на квадратурные (I; Q) составляющие.
Важнейшей частью всего оборудования является универсальный модем, обеспечивающий раздельные во времени приём и обработку навигационных сигналов от двух космических аппаратов (КА) систем GPS/ГЛОНАСС или приём 2-х модулированных сигналов на различных частотах и формирование модулированного сигнала на передачу в режиме «связь».
Синхронизация работы модемов между собой при многоканальной работе навигационного приёмника и решение навигационной задачи для этого случая осуществляется посредством контроллера управления станции, который реализует также протоколы обмена с различными устройствами, входящими в состав объекта, и абонентским устройством (пультом), являющимся неотъемлемой частью станции.
|
|
|
Абонентское устройство (АУ) представляет собой телефонную трубку с клавиатурой, небольшим индикаторным экраном и процессором.
В составе АУ имеется речепреобразующее устройство для преобразования речевых сигналов в цифровую форму для передачи по каналам связи. Индикаторный экран используется как для отображения передаваемой цифробуквенной информации, так и для отображения географических координат и скорости перемещения объекта во время приёма станцией навигационных сигналов.
Внешний вид
Рисунок 5. Спутник ГЛОНАСС[2]
Рисунок 6. Наземная станция ГЛОНАСС
Рисунок 7. Приемоёвычислительный модуль ГЛОНАСС/GPS «1К-181»[2]
Рисунок 8. Авиационная навигационная аппаратура ГЛОНАСС/GPS/SBAS СН-4312
Объекты установки
Бортовая аппаратура СН-4312 может быть установлен на объектах:[1] Ан-74Д, Ан-74ТК-300Д, Ил-76, Ил-38 (и “8SD”), Ил-20, Ту-22М3, Ту-95МС, МиГ-29СМТ, МиГ-29УБТ, МиГ-31БМ, МиГ-УТС, Ми-24ПН, Ми-8МТ, Ми-28Н, Ка-27, Ка-31 (03Д2), Ка-31 (23Д2), Ту-154Н.
Соответствие стандартам
Бортовая аппаратура СН-4312 соответствует стандартам ARINC-743A, ARINC-743A-4, ARINC-429.
|
|
|
