Состав и функции основных элементов спутниковых радионавигационных систем, страница 2

0.1.1. Вспомним, что основными элементами рассмотренных ранее РНС, используемых для морского судовождения, являются цепочки из нескольких (не менее 3‑х) излучающих станций, и приемоизмерительные устройства на подвижных обектах. При установке на подвижных объектах только приемоизмерительной аппаратуры, а излучающих станций на берегу количество пользователей у РНС может быть неограниченным. Следовательно, и в спутниковой РНС для выполнения требования 1 излучающие станции в СРНС должны устанавливаться на ИСЗ.

0.1.2. Размещением излучающих станций на ИСЗ обуславливается диапазон излучаемых СРНС радиоволн: достигнуть земной поверхности, пройдя ионосферу, могут радиоволны из УКВ или СВЧ диапазонов. Использование радиоволн УКВ и СВЧ диапазонов обуславливает возможность приема излучаемых сигналов при нахождении ИСЗ только в прямой радиовидимости с приемного пункта. Следовательно, для непрерывного определения на морском судне координат в любой точке земной поверхности и в любое время суток необходимо осуществлять одновременный прием сигналов от нескольких ИСЗ. Для этого в СРНС должно использоваться достаточное количество соответствующим образом размещаемых в околоземном пространстве спутников.

0.1.3. Очевидно (или должно быть с очевидностью понято), что координаты подвижного объекта по измеряемым параметрам принимаемых в РНС сигналов, могут быть определены только в том случае, когда в пункте приема известны координаты излучающих станций. Неизменные координаты неподвижных излучающих антенн на Земле определяются геодезическими методами и приводятся затем в документах или иных источниках. При определении координат судна (по результатам измерений радионавигационных параметров) известные координаты излучающих станций учитываются при построении изолиний на радионавигационных картах, вводятся константами в память судовых вычислительных устройств или используются иными способами. Передавать сведения о них (кроме особых случаев) в пункт приема нет необходимости.

И в спутниковых РНС определение координат приемной антенны возможно, если известны координаты антенн, излучающих принимаемые сигналы. Однако излучающие антенны навигационных ИСЗ относительно Земли перемещаются, их координаты во времени изменяются. Определение (в пункте приема) координат перемещающегося ИСЗ составляет проблему в построении спутниковых РНС, решение которой усложнено наличием воздействий, возмущающих движение ИСЗ по оносительно простой траектории.

Суть решения этой проблемы в существующих СРНС сводится к следующему.

— Координаты ИСЗ рассчитываются на судне (в процессоре приемоизмерителя СРНС) по достаточно простым алгоритмам.

— Учет воздейтвий, возмущающих движение ИСЗ, осуществляется при вводе данных о параметрах движения (эфемеридах) ИСЗ, передаваемых через ИСЗ из командно-измерительного комплекса (КИК), в котором положение спутника и его эфемериды рассчитываются по результатам траекторных измерений ИСЗ.

Более детальное рассмотрение проблемы расчета координат навигационных ИСЗ и ее способов ее решения будет дано далее.

0.1.4. В РНС с наземными излучающими станциями условием максимального соответствия радиотехнических параметров (разности фаз, разности времени между моментами прихода сигналов от пар станций и др.), измеряемых в приемных пунктах, и навигационных параметров (разностей расстояний) являются высокая степень синхронизации при излучении импульсных сигналов станциями цепочек и когерентности непрерывных колебаний (в фазовых РНС) или высокочастотных заполнений сигналов (в импульсно-фазовых РНС). Вспомним, что в рассмотренных ранее РНС (»и LORAN-C) требуемая когерентность обеспечивается приемом колебаний от ведущей станции и их переизлучением ведомыми станциями (на других частотах или с задержкой во времени), а также использованием (на излучающих станциях) хранителей времени с максимально высокой достигнутой стабильностью частоты.

Обеспечение когерентности