Судовая аппаратура среднеорбитальной спутниковой радионавигационной системы GPS: Учебное пособие, страница 2

Индикация  должна  обеспечиваться  и  в  том  случае,  когда рассчитанные  координаты    места    не    отвечают    точностным требованиям. Однако, при  этом  должен  высвечиваться  специальный признак недостоверности.

До восстановления нормальной работы приёмоиндикатора на дисплее должны отображаться  время  и   координаты    последней обсервации с индикацией признака прекращения обсервации.

Приёмоиндикаторы должны соответствовать  климатическим  и механическим требованиям для судовой аппаратуры.

1.2. Сравнительные характеристики судовой

аппаратуры GPS

Для обработки сигналов спутников GPS и их использования для определения параметров движения судна и решения других задач судовождения радиоэлектронной промышленностью выпускаются приемники, приемоиндикаторы и навигационные дисплеи GPS.

Выбор конкретного оборудования определяется кругом решаемых навигационных задач и оснащенностью судна другими видами электро- и радионавигационного оборудования.

Приемники GPS принимают и обрабатывают сигналы навигационных спутников и выдают результаты на судовое оборудование навигации и связи в формате NMEA (или другом, предусмотренном изготовителем). Приемники разных моделей отличаются числом параллельных каналов (от 2 до 12), каналов с мультиплексированием (от 1 до 6), числом одновременно обрабатываемых сигналов от разных спутников с выбором наиболее устойчивых с достаточным отношением сигнал/шум.

Число параллельно работающих каналов -  важнейший  показатель, который определяет точность и, особенно, быстродействие приёмоиндикаторов, в состав которых входит приемник.

При числе видимых спутников, больше необходимого, для измерения навигационных параметров выбираются для обработки сигналы спутников, имеющих наилучшее геометрическое расположение.

Приемники GPS входят в состав приемоиндикаторов, а также устанавливаются на судах в качестве приставок к эхолотам, радиолокационным станциям, плоттерам, аппаратуре автоматизированной радиосвязи.

Приемоиндикаторы GPS являются законченными навигационными приборами, в которых реализованы функции приема сигналов спутников этой системы, определения и индикации точного времени и параметров движения судна, планирование и запоминание маршрутов, работа с электронными картами.

Дисплеи выполняются обычно на монохроматических и цветных электронно-лучевых трубках и жидкокристаллических индикаторных панелях. Встроенные микропроцессоры позволяют обрабатывать и запоминать несколько маршрутов движения судна, каждый из которых может быть составлен из большого числа отрезков.

Путевые точки этих маршрутов могут сопровождаться буквенно-цифровыми комментариями (обозначениями).

Для исключения постоянных составляющих ошибки навигационных измерений в приемоиндикаторах GPS, как правило, предусмотрена возможность работы в дифференциальном режиме.

Навигационные дисплеи имеют, как правило, широкие возможности по решению задач судовождения, для чего могут использовать информацию, поступающую от приемников и приемоиндикаторов GPS и других навигационных приборов (магнитных и гирокомпасов, лагов и т.д.).

Дисплей фирмы Si-tex типа Nav-Add 1000 совместно с приемником GPS той же фирмы типа GPS-10 образуют полный приемоиндикатор системы с функциями Nav-Add 1000G.

Ряд ведущих зарубежных фирм: Shipmate, Sitex,  Echotec,  Furuno, Micrologic, Magellan System Corp., Thrane  and  Thrane,  Raytheon Marine Co. и другие, используя сверхбольшие интегральные схемы  (СБИС), новейшие технологии и высокую степень автоматизации  производства в течение последних лет разработали и предложили на рынок более сотни типов судовой приёмоиндикаторной аппаратуры GPS.

Многие суда  морского и  рыбопромыслового  флотов оснащены приёмоиндикаторами зарубежных фирм.

Все  приёмоиндикаторы,  устанавливаемые  на  суда, должны соответствовать требованиям морского Регистра судоходства и стандарта  отрасли.

Фирмы Thrane & Thrane, JRC, Skanti  разработали навигационно-связной  комплекс, объединив в едином устройстве приёмо-передающую аппаратуру системы связи ИНМАРСАТ-C и радионавигационную спутниковую  приёмоиндикаторную аппаратуру GPS.

В России, а также рядом зарубежных фирм в США и ФРГ разрабатываются интегрированные приёмоиндикаторы, обеспечивающие одновременный приём и обработку сигналов спутников GPS и ГЛОНАСС.

Простейшие (переносные) приёмоиндикаторы по внешнему виду похожи на  карманные калькуляторы с жидкокристаллическим дисплеем,  для  приёма сигналов используется встроенная антенна.

На дисплее индицируются текущие координаты, дата, время. Питание осуществляется от батареек или от выпрямителей.

Приёмное устройство приёмоиндикаторов имеет низкую  чувствительность, число параллельно работающих каналов приёма и обработки сигналов спутников минимально: один, два.

Затрачиваемое время до первой обсервации в основном  определяется временем поиска сигналов спутников, временем приёма альманаха и эфемерид. Если литерные номера видимых спутников  известны, то частотно - временной поиск сигналов четырёх спутников GPS  для одноканальной аппаратуры занимает около 6 мин., приём альманаха - 12.5 мин.,  эфемерид  для четырёх спутников - 2 мин.  Общее время составляет около 20 мин.

Однако, если начальные данные о счислимых координатах судна, дате и времени не введены в память ЭВМ приёмоиндикатора, то необходимо  произвести "слепой" поиск сигналов спутников по времени и по частоте,  т.е.  случайно назначить литерный номер  спутника  и производить  поиск  сигналов  этого спутника. Если сигнал не будет обнаружен,  то выбирается другой литерный номер спутника и  снова производится поиск сигналов.

Эта операция "слепого" поиска производится до тех пор, пока  сигнал спутника не будет обнаружен.

При одноканальной аппаратуре общая потеря времени  на "слепой" поиск может составлять 15...20 мин.

Таким образом, затрачиваемое время до первой обсервации  для простейших  одноканальных  приёмоиндикаторов  лежит  в   пределах 35...40 мин.