Источник: "Амкар" не позволил одержать "Анжи" первую победу.
Глобальная радионавигация – ГЛОНАСС PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Saturday, 07 April 2012 08:28

Все существующие сегодня системы и сети радионавигационной спутниковой службы (РНСС) на всемирной основе предоставляют точную информацию для множества применений, для работы которых требуется определение местоположения, навигационная информация или точная синхронизация. Согласно Рекомендациям Международного союза электросвязи (МСЭ), любая соответствующим образом оборудованная земная станция может принимать навигационную информацию от систем и сетей РНСС на всемирной основе.

Введение в систему ГЛОНАСС

Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС состоит из 24 спутников, размещенных с равномерным сдвигом в трех орбитальных плоскостях, по восемь спутников в каждой плоскости. Угол наклонения орбиты составляет 64,8. Каждый спутник передает навигационные сигналы в трех диапазонах:

  • L1 – диапазон частот 1600 МГц,
  • L2  - диапазон частот 1200 МГц,
  • L3 - диапазон частот 1100 МГц.

Спутники отличаются друг от друга значением несущей частоты; одинаковая несущая частота может использоваться антиподными спутниками, расположенными в одной плоскости. Навигационные сигналы модулируются непрерывной двоичной последовательностью, которая содержит информацию об эфемеридах спутника и времени, а также псевдослучайным кодом для выполнения измерений псевдодальности. Пользователь, получающий сигналы от четырех или более спутников, имеет возможность с высокой точностью определить три координаты своего местоположения и три составляющие вектора скорости. Навигационные определения возможны при нахождении пользователя, как на поверхности Земли, так и вблизи нее.

Требования по частоте в системе ГЛОНАСС

В основе определения требований по частоте для системы ГЛОНАСС лежат прозрачность ионосферы, энергетический бюджет радиолиний, простота пользовательских антенн, подавление многолучевости, небольшая стоимость оборудования и положения Регламента радиосвязи (РР) , касающиеся распределения частот для радионавигационной спутниковой службы. Несущие частоты отстоят друг от друга
  • на 0,5625 МГц в диапазоне L1 (1600 МГц),
  • на 0,4375 МГц в диапазоне L2 (1200 МГц),
  • на 0,423 МГц в диапазоне L3 (1100 МГц).

Начиная с 2006 года новые космические аппараты в системе ГЛОНАСС используют от 14 до 20 несущих частот в разных диапазонах.

  • В диапазоне L1 используются несущие частоты от 1598,0625 МГц (нижняя) до 1605,3750 МГц (верхняя),
  • В диапазоне L2 используются несущие частоты от 1242,9375 МГц (нижняя) до 1248,6250 МГц (верхняя),
  • В диапазоне L3 используются несущие частоты от 1201,7430 МГц (нижняя) до 1209,7800 МГц (верхняя).

На каждой несущей частоте осуществляется передача двух фазоманипулированных (на 180 по фазе) навигационных сигналов со сдвигом по фазе на 90 (в квадратуре). Этими сигналами являются сигнал стандартной точности (СТ) и сигнал высокой точности (ВТ).

Обзор системы радионавигации ГЛОНАСС

Система работает по принципу пассивной триангуляции. Оборудование пользователей системы ГЛОНАСС осуществляет измерение псевдодальности и радиальной псевдоскорости по всем видимым спутникам и принимает информацию об эфемеридах спутников и параметры времени. На основании этих данных рассчитываются три координаты местоположения пользователя и три составляющих вектора скорости, а также выполняется корректировка по времени и частоте. В системе ГЛОНАСС используется система координат ПЗ–90.

Описание системы радионавигации ГЛОНАСС

Система ГЛОНАСС обеспечивает получение пользователем навигационной информации и сигналов точного времени. Они доступны как для наземных, так и для морских, воздушных и космических пользователей. Систему ГЛОНАСС составляют три основных сегмента: космический сегмент, сегмент управления и пользовательский сегмент.

Космический сегмент

Система ГЛОНАСС состоит из 24 спутников, размещенных в трех орбитальных плоскостях, по восемь спутников в каждой плоскости. Плоскости разнесены между собой по долготе на 120. Угол наклонения орбиты составляет 64,8. Спутники в плоскости размещены с равномерным сдвигом по аргументу широты 45. Период их обращения составляет 11 час. 15 мин. Высота орбиты составляет 19 100 км.

Сегмент управления

Сегмент управления состоит из центра управления системой и сети станций контроля. Станции контроля осуществляют измерение орбитальных параметров спутников и сдвига по времени относительно главных часов системы. Эти данные передаются в центр управления системой. В центре на ежедневной основе производится вычисление эфемерид и параметров коррекции времени и передача сообщений на спутники через станции контроля.

Пользовательский сегмент

Пользовательский сегмент состоит из большого числа пользовательских терминалов разных типов. Пользовательский терминал образуют антенна, приемник, процессор и устройство ввода-вывода. Это оборудование может использоваться в сочетании с другими навигационными приборами для повышения точности и надежности навигации. Такое сочетание может быть особенно полезным для платформ, характеризующихся высоким уровнем динамичности.

Структура навигационного сигнала системы ГЛОНАСС

Структура навигационного сигнала СТ системы ГЛОНАСС одинакова в обоих диапазонах L1 и L2 и отличается в диапазоне L3.  Сигнал представляет собой псевдослучайную последовательность, которая суммируется по модулю два с непрерывным потоком двоичных данных, передаваемых со скоростью 50 бит/с (в диапазонах L1 и L2) и 125 бит/с  (в диапазоне L3). Псевдослучайная последовательность характеризуется частотой элементов 0,511 МГц (для диапазонов L1, L2) и 4,095 МГц (для диапазона L3) и периодом повторения, равным 1 мс.

Во всех диапазонах L1, L2 и L3 навигационный сигнал ВТ является также псевдослучайной последовательностью, которая суммируется по модулю два с непрерывным потоком двоичных данных. Частота элементов в этой псевдослучайной последовательности составляет 5,11 МГц в диапазонах L1 и L2 и 4,095 МГц в диапазоне L3.

Двоичные данные содержатинформацию об эфемеридах спутников, времени и другую полезную информацию.

Мощность и спектр сигналов

Передаваемые навигационнык сигналы во всех рабочих  диапазонах L1, L2 и L3 имеют эллиптическую поляризацию правого вращения с коэффициентом эллиптичности не хуже 0,7. Минимальная гарантируемая мощность сигнала на входе приемника (усиление антенны предполагается равным 0 дБи) определяется равной –161 дБВт (–131 дБм) для сигналов СТ и ВТ в диапазонах L1, L2 и L3.