Зміст
1. Історичнівідомості ...................................................... 3
2. Структура супутниковихрадіонавігаційних систем ............ 6
2.1. Підсистема космічнихапаратів .................................... 7
2.2. Наземнийкомандно-вимірювальний комплекс ...................... 8
2.3. Навігаційна апаратураспоживачів СРНС .................... 9
2.4. Взаємодія підсистемСРНС у процесі визначення
поточних координат супутників .................................................. 9
3. Основні навігаційніхарактеристики НС ...................... 10
4. Рішення навігаційноїзавдання ............................................ 13
5. СРНСГЛОНАСС ............................................................... 14
5.1. Структура та основніхарактеристики ................................. 14
5.2. Призначення і складпідсистеми контролю та керування ........ 16
5.2.1. Центр управліннясистемою ............................................ 16
5.2.2. Контрольністанції .................................................... 17
5.2.3. ефемериднізабезпечення ............................................... 18
5.2.4. Особливості формуванняефемеридної
інформації в ГЛОНАСС ....................................................... 18
Історичні відомості
Розвиток вітчизняної супутниковоїрадіонавігаційної системи (СРНС) ГЛОНАСС має вже практично сорокарічнуісторію, початок якої покладено, як найчастіше вважають, запуском 4 жовтня1957 р. в Радянському Союзі першого в історії людства штучногосупутника Зем-лі (ШСЗ). Вимірювання доплерівського зсуву частоти передавача цьогоШСЗ на пункті спостереження з відомими координатами дозволили визначитипараметри руху цього супутника.
Зворотній задача була очевидною: з вимірювань того ждоплерівського зсуву при відомих координатах ШСЗ знайти координати пунктуспостереження.
Наукові основи низькоорбітальних СРНС були істотно розвиненів процесі виконання досліджень за темою "Супутник" (1958-1959 рр..).Основна увага при цьому приділялася питанням підвищення точності навігаційнихвизначень, забезпечення глобальності, цілодобове застосування танезалежності від погодних умов.
Проведені роботи дозволили перейти в 1963 р. додослідно-конструкторських робіт над першою вітчизняною низкоорбитальнойсистемою, що отримала надалі назву "Цикада".
У 1979 р. була здана в експлуатаціюнавігаційна система 1-го покоління "Цикада" у складі 4-хнавігаційних супутників (НС), виведених на кругові орбіти заввишки 1000 км , нахиленням 83 В° і рівномірним розподілом площин орбіт вздовж екватора.Вона дозволяє споживачеві в середньому через кожні півтора-дві години входити врадіоконтакт з одним з НС і визначати планові координати свого місця притривалості навігаційного сеансу до 5 ... 6 хв.
В ході випробувань було встановлено, що основноювнесок у похибка навігаційних визначень вносять похибки переданихсупутниками власних ефемерид, які визначаються і закладаються насупутники засобами наземного комплексу управління. Тому поряд з удосконаленнямбортових систем супутника і корабельної приемоиндикаторной апаратури, розробникамисистеми серйозну увагу було приділено питанням підвищення точностівизначення та прогнозування параметрів орбіт навігаційних супутників.
Була відпрацьована спеціальна схемапроведення вимірювань параметрів орбіт засобами наземно-комплексного управління,розроблені методики прогнозування, враховують все гармоніки в розкладанні геопотенциала.
Проведено роботи по уточненню координат вимірювальних засобіві обчисленню коефіцієнтів согласующей моделі геопотенциала, призначеноїспеціально для визначення і прогнозування параметрів навігаційних орбіт. ВВнаслідок точність переданих у складі навігаційного сигналу власнихефемерид була підвищена практично на порядок і становить в даний часна інтервалі добового прогнозу величину В»70 ... 80 м, а середньоквадратична похибка визначенняморськими судами свого місцеположення зменшилася до 80 ... 100 м.
Для оснащення широкого класу морських споживачіврозроблені і серійно виготовляються комплектації приемоиндикаторнойапаратури "Шхуна" і "Човен". Надалі супутники системи"Цикада" були дообладнати приймальні вимірювальною апаратуроювиявлення терплять лихо об'єктів, які оснащуються спеціальнимирадіобуя, випромінюючими сигнали лиха на частотах 121 і 406 Мгц. Цісигнали приймаються супутниками системи "Цикада" і ретранслюються наспеціальні наземні станції, де виробляється обчислення точних координатаварійних об'єктів (суден, літаків та ін.)
дооснащення апаратурою виявлення терплять лихосупутники "Цикада" утворюють системи "Коспас". Спільно замерикано-франко-канадської системою "Сарсат" вони утворюють єдинуслужбу пошуку і порятунку, на рахунку якої вже кілька тисяч врятованихжиттів.
Успішна експлуатація низькоорбітальних супутникових навігаційнихсистем морськими споживачами привернула широку увагу до супутниковоїнавігації. Виникла необхідність створення універсальної навігаційноїсистеми, що задовольняє вимогам усіх потенційних споживачів: авіації,морського флоту, наземних транспортних засобів та космічних кораблів.
Виконати вимоги всіх зазначених класів споживачівнизькоорбітальні системи в силу принципів, закладених в основу їх побудови,не могли. Перспективна супутникова навігаційна система повинна забезпечуватиспоживачеві в будь-який момент часу можливість визначати три просторовікоординати, вектор швидкості і точний час. Для отримання споживачів трьохпросторових координат беззапитним методом потрібне проведення вимірюваньнавігаційного параметра не менше ніж до чотирьох супутників, при цьомуодночасно з трьома координатами місцеположення споживач визначає ірозбіжність власних годин щодо шкали часу супутникової системи.
Виходячи з принципу навігаційних визначень, обранаструктура супутникової системи, яка забезпечує одночасну в будьмомент часу радіовидимість споживачів, що знаходяться в будь-якій точці Землі, неменше чотирьох супутників, при мінімальної загальній їх кількості в системі. Ця обставинаобмежило висоту орбіти навігаційних супутників 20 тис. км, (подальшезбільшення висоти не веде до розширення зони радіообзора, а, отже, і дозменшення необхідної кількості супутників в системі). Для гарантованоївидимості споживачем щонайменше чотирьох супутників, їх кількість в системімає становити 18, однак воно було збільшено до 24-х з метою підвищенняточності визначення власних координат і швидкості споживача шляхомнадання йому можливості вибору з числа видимих ​​супутників четвірки,забезпечує найвищу точність.
Однією з центральних проблем створення супутниковоїсистеми, що забезпечує беззапитним навігаційні визначення одночасно подекількох супутниках, є проблема взаємної синхронізації супутникових шкалчасу з точністю до мільярдних часток секунди (наносекуд), оскількирозсинхронізація випромінюваних супутниками навігаційних сигналів в 10 нс викликаєдодаткову погрішність у визначенні місцеположення споживача до 10 ...15 м.
Рішення задачі високоточноїсинхронізації бортових шкал часів зажадало установки на супутникахвисокостабільних бортових цезієвого стандартів частоти з відносноюнестабільністю 1 • 10 13 і наземного водневого стандарту з відносноюнестабільністю 1 Г— 10 14 , а також створення наземних засобів звіренняшкал з похибкою 3 ... 5 нс.
За допомогою цих засобів і спеціальногоматематичного забезпечення виробляється визначення розбіжностей бортових шкалчасу з наземної шкалою і їх прогнозування для кожног...
