Задачи и методы космической геодезии. Развитие опорной геодезической сети. Определение координат ИСЗ и ракет, страница 7

Кроме ориентационной сети слежения существуют еще 2 системы, которые имеют станции, разбросанные по всему миру, кроме России, их около 60, вся информация поступает в головной вычислительный центр (штата Мериленд). Отсутствие широкой сети станций вне пределов России несколько снижает возможности проведения траекторных измерений. В системе ГЛОНАСС, для устранения этого недостатка предусмотрено использование спутниковых лазерных дальномеров, позволяющих с высокой точностью определять параметры движения спутников ГЛОНАСС.

Приёмо-вычислительный комплекс (сектор потребителя).

Задачи:

- прием радиосигналов от спутников;

- регистрация принимаемых величин;

- предварительная обработка измерений непосредственно на пункте;

- пост-обработка данных.

Измерение времени.

За единицу времени принята атомная секунда. Спутниковая радионавигационная система является распределительной системой командно-измерительного комплекса, высокая стабильность времени обеспечивается водородным стандартом частоты с относительной погрешностью 5х10-14.

Бортовая шкала времени спутника формируется цезиевыми стандартами частоты, с относительной нестабильностью частоты (1-5)х10-13. Они работают в неблагоприятных условиях, поэтому возникают расхождения.

Шкала времени потребителя формируется кварцевым стандартом частоты с относительной нестабильностью 10-9…10-11 в зависимости от класса приемника.

Между шкалами времени существуют расхождения, поэтому важное место отводится синхронизации шкал.

Тема 2.2 Позиционирование с помощью спутниковых систем.

§1 Глобальная система позиционирования GPS. Первым навигационным системам были радионавигационные  системы LORAN и DECCA, они отлично работают в прибрежных зонах, вблизи тех мест, где расположены их наземные станции, Однако большая часть земной поверхности остается вне зоны действия станции. А на точность оказывают влияние электромагнитные помехи и географическое положение.Другая современная навигационная система «Транзит» основана на использовании спутников. Эти спутники расположены на слишком низких орбитах, поэтому выполнять операцию позиционирования с достаточной частотой повторов невозможно, а поскольку измерение «Доплеровского смещения», производится на низких частотах, даже самые малые перемещения приемника во время измерений могут внести значительные ошибки в результаты позиционирования.Военное ведомство США создало Глобальную Систему Позиционирования «GPS». В нее вошло 24 космических спутника, расположенных на орбитах с очень большой высотой. /Это стоило 12 млрд. долларов/.

Точность этой системы около 1 см. система позволяет производить измерения в любом месте  Земли все 24 часа в сутки. Система способна определять трехмерное положение объекта. Ее возможности обширны:

-указание пункта назначения транспортным средствам, обеспечение автомобилей электронными картами;

- предотвращение катастроф, вызванных столкновением самолетов;

- разрабатывается система посадки самолетов при нулевой видимости.

В эту основу GPS положена спутниковая дальнометрия, т.е. мы определяем координаты, занимаемой нами позиции путем измерения дальностей относительно этой позиции нескольких космических спутников. При этом спутники играют роль позиционных опорных точек.

В какой из двух точек мы находимся? Требуется еще одно измерение до четвертого спутника. Это не всегда обязательно. В компьютеры GPS  заложено несколько алгоритмов, позволяющих отличить правильную точку от неправильной.

§2 Измерение расстояний до спутника.

Система измеряет время прохождения радиосигналом расстояния от спутника до антенны приемника и по измеренному времени рассчитывает пройденный путь. Радиоволны распространяются в пространстве со скоростью света 300000 км в секунду. Так как скорость высока. То часы должны быть особые. Приемники позволяют измерять время с наносекундной точностью. Это  секунды. Разработчики системы синхронизируют аппаратуру спутника и приемника, чтобы они одновременно генерировали одинаковый код. После того как код, переданный спутником, принят необходимо посмотреть когда такой же код был сформирован нашим приемником.