Космическая навигационная система ГЛОНАСС

Доклад

Здравствуйте, уважаемы члены и председатель государственной аттестационной комиссии.

Космическая навигационная система (КНС) ГЛОНАСС является одними из самых эффективных средств решения задач навигации, геодезии и управления движением. Точность и надежность работы ГЛОНАСС напрямую зависит от работы наземного комплекса управления (НКУ) системой. Структурная схема существующего НКУ представлена на плакате ___. Он включает в себя Центр управления системой (ЦУС) (г.Краснознаменск, Московская область) и сеть станций слежения и управления, рассредоточенных по всей территории России. Размещение станций НКУ на территории страны показано на плакате ____. Наземный комплекс управления осуществляет сбор, накопление и обработку траекторной и телеметрической информации обо всех спутниках системы и выдачу на каждый спутник команд управления и навигационной информации. Важнейшей составляющей КНС является процесс расчета эфемерид (параметров движения НКА) и частотно-временных поправок (ЧВП) (отклонения бортовой шкалы времени НКА от шкалы времени системы).

В настоящее время многих потребителей спутниковой навигации не в полной мере удовлетворяет точность, достоверность и другие параметры навигационных определений. Это связано с тем, что существующий НКУ устарел, погрешность определения эфемеридно-временной информации, обеспечиваемая имеющимися средствами НКУ, не отвечает современным требованиям.

Было принято решение о модернизации существующего НКУ, основной целью модернизации является существенное повышение точностных характеристик ЭВО и ЧВП. В качестве основного направления модернизации было выбрано внедрение беззапросной технологии ЭВО в наземном сегменте.

Преимущества беззапросной технологии перед существующей запросной заключаются в следующем:

1)  Меньшая стоимость аппаратуры, вследствие чего возможно значительное расширение сети контрольных станций.

2)  Отсутствие необходимости дополнительного усложнения бортовой аппаратуры НКА.

3)  Непрерывное измерение по всем КА в зоне видимости.

4)  Возможность достижения высокой точности за счет беззапросного подхода, использования многочастотных измерений, а также за счет работы  непосредственно по основному навигационному сигналу НКА.

Структурная схема БИС показана на плакате ____. В состав БИС должны входить следующие элементы.

1)  Антенная система.

2)  Высокоточный многоканальный измеритель временных задержек и фазы несущей (радионавигационных параметров), принимающий одновременно сигналы от всех радиовидимых КА на всех излучаемых частотах по КНС ГЛОНАСС, GPS (Galileo).

3)  Высокостабильный стандарт частоты, обеспечивающий хранение и воспроизведение шкалы времени БИС.

4)  Датчики измерения температуры, давления и влажности атмосферы в месте расположения антенны БИС для коррекции тропосферной погрешности.

5)  Контрольно-проверочная аппаратура, обеспечивающая контроль исправности и проверку систематических погрешностей измерителя БИС.

6)  Управляющая ЭВМ, обеспечивающая координацию работы всех элементов БИС.

7)  Средства передачи измерительной информации и данных о состоянии НКА и аппаратуры БИС в каналы связи.

8)  Система гарантированного электропитания, обеспечивающая работу БИС при отсутствии напряжения внешней сети в течение 3 часов.

Для выбора конкретных типов аппаратуры, включаемых в состав БИС,  был проведен анализ имеющихся на рынке образцов аппаратуры. В результате анализа были выбраны элементы БИС отечественного производства, параметры которых соответствуют лучшим мировым образцам и отвечают требованиям технического задания. Выбранные типы аппаратуры приведены на плакатах ______. Это высокоточный двухчастотный приемник МРК-33, контрольно-проверочная аппаратура МРК-40, водородный стандарт времени и частоты Ч1-1006, метеодатчик С411, промышленная ЭВМ «Гранат». Выбранные элементы БИС обеспечивают требуемую погрешность измерения навигационных параметров НКА, стабильность опорной шкалы времени БИС, работу аппаратуры БИС при отсутствии напряжения внешней сети, а также контроль работоспособности всех элементов системы со стороны управляющей ЭВМ.

Важнейшим аспектом для определения облика БИС являлось обеспечение высокой надёжности. Результаты расчета надежности представлены на плакате ___. Как показал расчёт, даже при довольно высокой надежности отдельных элементов БИС, требуемые показатели надежности БИС могут быть обеспечены только при резервировании элементов. В структурной схеме БИС выделены элементы, которые предлагается выполнить с резервированием (однократным). Это приемно-измерительный блок, и управляющая ЭВМ с набором функциональных узлов обеспечивающих архивацию данных, управления и индикацию, а также интерфейс с аппаратурой каналов связи автоматическую метеостанцию, стандарт частоты КПА и СГЭП. Резервирование предлагается выполнить по «горячей» схеме, то есть два комплекта резервируемых узлов будут функционировать параллельно. Такой вариант резервирования позволяет обеспечить непрерывность работы БИС при отказе одного из резервируемых элементов.

Резервирование антенны в схеме представленной на рисунке не предусматривается. Оба комплекта (основной и резервный) работают от одной антенны. Такое решение обусловлено высокой надежностью антенного устройства.

Использование разработанной БИС в составе НКУ ГЛОНАСС позволит повысить качество эфемеридно-временного обеспечения и улучшить показатели целостности КНС.