Реферати українською » Авиация и космонавтика » Супутникові системи місцевизначення


Реферат Супутникові системи місцевизначення

Страница 1 из 3 | Следующая страница

>Реферат

тема: «Супутникові системи місцевизначення»

>Оглавление

>Оглавление

1. Запровадження

2. Супутникові системирадиоместоопределения.

2.1 Історичний екскурс

3. Система місцевизначення, яка використовує спеціалізовану супутникову радіонавігаційну систему.

4. Система місцевизначення, яка використовуєгеостационарние супутники зв'язку.

5. Глобальна навігаційна супутникова система

>ГЛОНАСС-М.

6. Система ГлобальногоПозиционирования (GPS)

5.1 GPS докладно

7. Порівняння GPS і ГЛОНАСС

8. Останні новини GPS

8.1 Модернізація GPS - нові сигнали для цивільних користувачів

8.2 Скасування селективного доступу

9.Приемники GPS

9.1Приемники GPS індивідуального користування

10. Новини ГЛОНАСС

10.1 Китай збирається працювати з Росією справі експлуатації та розвитку системи ГЛОНАСС

11. Перспективи розвитку ГЛОНАСС

12.ГЛОССАРИй

ЛІТЕРАТУРА

1. Запровадження

До сфери телекомунікацій у час інвестовано 450 млрд. $ США. За фармацевтичної та енергетичною промисловістю зв'язок третім місцем у світовій шкалі інвестицій, випереджаючи хімію і автомобілебудування. За оцінками братівСалимон ці інвестиції зростуть до 2003 р. більш як 50%, досягнувши 685 млрд. $ США. Можливо, однією з вражаючих за своїми масштабами підсумків діяльності людства в $ 20 столітті було створення глобальних космічних систем. Зокрема створення системрадиоместоопределения і телекомунікації. Ці системи величезні як у своєї вартості реалізації, і по своїми можливостям і масштабам. До створення системи зв'язкуIridium було вже витрачено близько сьомої години млрд. $ США, але в створенняGlobalstar 4 млрд. $. Але вони стали реальністю нашому житті. Глобальні навігаційні системи GPS і ГЛОНАСС були тільки розгорнуто, а й випробувані у цивільному і бойовому застосуванні, функціонує низку систем супутниковому зв'язку використовують, якгеостационарние, інизколетящие супутники. Історично розвиток космічних систем зв'язку й навігації почалося паралельно. Хоча у навігаційних системах були присутні службові комплекси зв'язку, але вони були системами зв'язку масового обслуговування і гралися що забезпечує життєдіяльність системи роль. У той самий час на системи космічного зв'язку на початку їх розвитку покладалися функції виміру координат, хоча потребували вбаллистическом забезпеченні енергетичної і отже у вирішенні завдання визначення місцезнаходження ретрансляторів. Тобто вирішення завдань місцевизначення в систем зв'язку мало характер забезпечення їхніх функціонування. Проте досить швидко зрозуміли, що розв'язання завдання управління та з рухливими об'єктами необхідні знання координат об'єктів. Можливості суміщення послуг місцевизначення та зв'язку знайшло використання у обслуговуванні транспортних сухопутних перевезень, породивши цілий напрям –телематику. Одночасно можливість вимірювання, і передачі координат рухливих об'єктів давала можливість створення нової класу систем – систем глобального аварійного оповіщення.

Сучасне покоління космічних систем зв'язку настільки інтегрує у собі сервіскоординатометрии, що принципово використовує їх у алгоритми системи автоматизованого управління зв'язком (>АСУС) і тарифікації. Щодо вимог до точності визначення координат, існують вимоги Міжнародної Морський Організацією (ІМО) сформульовані 1983 р. в РезолюціїА.529(13), що містить стандарти точності судноводіння задовольняють потреби загальної

навігації. У цьому райони плавання для судів, наступних зі швидкістю до 30 вузлів поділяються на дві основні зони: відкрите морі та прибережні райони і до портів і портові води у яких обмежено свободу маневрування судів.

У першій зоні точність судноводіння мусить бути буде не гірший 4% від відстані до найближчій навігаційної небезпеки, з максимумом на чотири милі при найбільшому допустимому інтервалі часу від часу останнього місцевизначення.

У другій зоні точність регламентується ухваленій у 1995 р. Резолюцією ІМОА.815(19) по ВсесвітньоїРадионавигационной Системі (>ВРНС) і це точність повинна бути гірше 10 м з імовірністю 95%.

Інформації про місце розташування судна повинна оновлюватися з інтервалом трохи більше 10 з. Проте, якщо інформація про місце розташування судна використовується для безпосереднього управління судном, чи електронних картах суднових електронних картографічних систем, то таких випадках відновлення інформації має здійснюватися з інтервалом трохи більше 2 з. Тому почали розвиватися системи поєднують можливість визначення координат рухливих об'єктів та молодіжні організації зв'язок між ними. Першими такими системами стали системаOmniTracs і системиКоспас-Сарсат чинні і нині. Перша варта зв'язки Польщі з рухливими об'єктами й універсального визначення їх координат, друга для аварійного оповіщення. Бо у системах аварійного оповіщення зв'язкова частина грає підпорядковану роль, покликану забезпечити доставку сигналу і координат місця лиха далі розглядатимемо системи зв'язку надають можливості місцевизначення.

З технічною погляду створені системирадиоместоопределенияГлонасс і GPS є унікальними науково-технічними комплексами, забезпечують нині найбільшу точність глобальної тимчасової і координатної прив'язки абонентів. Але це став можливим завдяки застосуванню у бортових радіотехнічних комплексах ШСЗ найбільш передових досягнень у царині квантових стандартів частоти і творення відповідних систем балістичного забезпечення. Застосовувані нині у тих системах радіосигнали забезпечують необхідний рівень граничною точності проведення вимірів координат.

 

2. Супутникові системирадиоместоопределения.

Супутникові системирадиоместоопределения - порівняно нова, швидко розвиваючись гілка навігації чи відстежування переміщення рухливих об'єктів.

2.1 Історичний екскурс

Розвиток вітчизняної супутниковогорадионавигационной системи (>СРНС) ГЛОНАСС має вже сорокарічну історію, започаткована ще належить, як найчастіше вважають, запуском 4 жовтня 1957 р. Радянському Союзі першого історії всього людства штучного супутника Землі (ШСЗ). Вимірюваннядоплеровского зсуву частоти передавача цього ШСЗ на пункті спостереження з такими відомими координатами дозволили визначити параметри руху цього супутника.

ЕфектДопплера (під назвою австрійського фізика До.Допплера) полягає у зміні зареєстрованим приймачем частоти коливань чи довжини хвилі при відносному русі приймача і джерела цих коливань.

Зворотний задачу очевидною: з вимірювань тієї самоїдоплеровского зсуву при відомих координатах ШСЗ знайти координати пункту спостереження.

Наукові основи низькоорбітальнихСРНС були істотно розвинені у виконання досліджень з темі "Супутник" (1958—1959 рр.). Чільну увагу у своїй приділялося питанням підвищення точності навігаційних визначень, забезпечення глобальності,круглосуточности застосування і самій незалежності від погодних умов.

Проведені роботи дозволили перейти в 1963 р. до дослідно-конструкторських робіт над першої вітчизняноїнизкоорбитальной системою, яка дістала подальшому назва "Цикада".

У 1979 р. здала в експлуатацію навігаційна система 1-го покоління "Цикада" у складі 4-х навігаційних супутників (СР), виведених на кругові орбіти заввишки 1000 км, нахиленням 83° і рівномірним розподілом площин орбіт вздовж екватора. Вона дозволяє споживачеві загалом через кожні години укладатирадиоконтакт одним із СР та імідж визначатимуть планові координати свого місця при тривалості навігаційного сеансу до 5 ... 6 хв.

У результаті випробувань було встановлено, що його внесок у похибка навігаційних визначень вносять похибки переданих супутниками власних ефемерид, визначених і закладаються на супутники засобами наземного комплексу управління. Тому поруч із удосконаленням бортових систем супутника і корабельноїприемоиндикаторной апаратури, розробниками системи серйозну увагу приділялася питанням підвищення точності ухвали і прогнозування параметрів орбіт навігаційних супутників.

Була відпрацьована спеціальна схема проведення вимірів параметрів орбіт засобаминаземно-комплексного управління, розроблено методики прогнозування, враховують все гармоніки в розкладаннігеопотенциала.

Проведено роботи з уточненню координат вимірювальних засобів і вирахування коефіцієнтівсогласующей моделігеопотенциала, призначеної спеціально визначення і прогнозування параметрів навігаційних орбіт. Через війну точність що передаються у складі навігаційного сигналу власних ефемерид підвищили на лад і становить час на інтервалі добового прогнозу величину » 70 ... 80 м, асреднеквадратическая похибка визначення морськими судами свого місцеположення зменшилася до 80 ... 100 м.

>ЭФЕМЕРИДЫ (в астрономії) - координати небесних світил, параметри орбіт супутників та інші перемінні астрономічні величини, обчислені для низки послідовних моментів часу й зведені до таблиць.

Для оснащення широкого класу морських споживачів розробити й подати серійно виготовляються комплектаціїприемоиндикаторной апаратури ">Шхуна" і ">Челн". Надалі супутники системи "Цикада" булидооборудовани приймальні вимірювальної апаратурою виявлення терплять лихо об'єктів, які оснащуються спеціальнимирадиобуями, що випромінюють сигнали лиха на частотах 121 і 406 МГц. Ці сигнали приймаються супутниками системи "Цикада" і ретранслюються на спеціальні наземні станції, де проводять обчислення точних координат аварійних об'єктів (судів, літаків та інших.).

>Дооснащенние апаратурою виявлення терплять лихо супутники "Цикада" утворюють системи ">Коспас". Разом замерикано-франко-канадской системою ">Сарсат" вони утворюють єдину службу пошуку та рятування, справа рук якої кілька тисяч врятованих життів.

Успішна експлуатація низькоорбітальних супутникових навігаційних систем морськими споживачами залучила широке увагу до супутникового навігації. Виникла необхідність створення універсальної навігаційної системи, задовольняє вимогам всіх можливих споживачів: авіації, морського флоту, наземних транспортних засобів і космічних кораблів.

У 1995р. завершили розгортанняСРНС ГЛОНАСС до її штатних осіб (24 СР). Нині робляться великих зусиль з підтримки угруповання. Розробленосамолетная апаратураАСН-16,СНС-85,АСН-21, наземна апаратураАСН-15 (>РИРВ), морська апаратура ">Шкипер" і ">Репер" (>РНИИ КП) та інших.

Основним замовником і відповідальних випробування і управління системами єВоенно-космические сили РФ.

У аналізований період США також проведено інтенсивні розробкиСРНС. У 1958 р. у межах створення покоління атомних ракетних підводних човнів ">Полярис" було створено систему "транзит" (аналогСРНС "Цикада"), введена до ладу в 1964 р.

На початку 1970-х років почалися роботи з створеннюСРНС другого покоління —ОР5/"Навстар" (аналога вітчизняної системи ГЛОНАСС). Супутниковий радіонавігаційна система GPS повністю розгорнуто в 1993.

У цьому рефераті розглядаються системирадиоместоопределения (надалі - місцевизначення), завданням якого є контролю над переміщенням рухливих об'єктів у центрі збору інформації місце розташування і рух об'єктів чи, що інколи це називають, супровід рухливих об'єктів.

Супутникові системи місцевизначення рухливих об'єктів базуються на використанні радіоліній, які забезпечують передачу сигналів між рухомим об'єктом, штучним супутником Землі (ШСЗ) і наземної станцією, У цьому рухливий об'єкт, ШСЗ і наземна станція оснащуються радіотехнічним устаткуванням залежно від використовуваної конфігурації системи та методу визначення координат об'єкта. Далі розглядатимуться три найпоширеніших типу конфігурації систем місцевизначення.

3. Система місцевизначення, яка використовує спеціалізовану супутникову радіонавігаційну систему.

>Спутниковойрадионавигационной системою прийнято називати систему, у якій угруповання ШСЗ виконує роль опорних радіонавігаційних точок. До таких систем ставлятьсяNAVSTAR (США) і ">Глонасс" (Росія).NAVSTAR (>NAVigation SystemusingTimingAndRanging) чи GPS (GlobalPositioning System)

Ці системи ставляться до категорії пасивних систем і з самовизначенням. Вони радіопередавач є лише з навігаційних ШСЗ, а апаратура, розташовувана на рухливому об'єкті, має сенс тільки приймач сигналів ШСЗ, пристрій обробки сигналів і обчислення координат об'єкта. У цих навігаційних системах результати обчислення координат об'єкта є лише з сам об'єкт, тобто. апаратура об'єкта сама визначає свої координати. Загальноприйнята назва цієї апаратури -- апаратура споживача супутникового навігації (>АПСН).

Схема побудови системирадиоместоопределения і супроводження рухливих об'єктів з урахуванням супутниковогорадионавигационной системи представлена наРис. 1.

Мал.1 Схема побудови системирадиоместоопределения

 


Апаратура, встановлювана на рухливому об'єкті -- апаратура споживача, здійснює прийом на спрямовану антену навігаційних сигналів одночасно від кількох основних ШСЗ (щонайменше 4-х), що у зоні видимості. По котра надходить від ШСЗ кодовою інформації про параметрах випромінюваного зі супутника сигналу, і навіть даних про орбітальних параметри руху ШСЗ (>ефемеридная інформація) в ЕОМ апаратури споживача по закладеним алгоритмам визначаються географічні координати рухомого об'єкта, швидкість і собі напрямок руху.

Дані про координатах і швидкості рухомого об'єкта можуть представлятися споживачеві в візуальної формі на табло і запам'ятовуються із державною реєстрацією часу виміру.

Для передачі навігаційних параметрів рухомого об'єкта до центру збирання цих на рухливому об'єкті використовується окремий канал зв'язку рухомий супутникового служби (ПСР). У цьому схемою зазначений канал супутниковому зв'язку рухомого об'єкта з наземної станцією центру збору через геостаціонарний супутник зв'язку (>ГСС). Сеанс виміру навігаційних параметрів та його передача від рухомого об'єкта включається на запит з єдиного центру збору У цьому непотрібен втручання оператора на рухливому об'єкті.

Глобальна супутникова радіонавігаційна системаNAVSTAR (>NAVigation SystemusingTimingAndRanging) чи GPS (GlobalPositioning System) створена для високоточноїнавигационно-временного забезпечення об'єктів, рухомих у космосі, повітрі, землі й у воді.

До її складу входять навігаційні супутники, наземний комплекс управління і апаратура споживачів (користувачів).Применяемий у системі принцип у тому, що спеціальні приймачі, встановлені в споживачів, вимірюють дальності за кілька супутників визначають свої координати по точкам перетину поверхонь рівного видалення. Величина тимчасової затримки визначається зіставленням кодів сигналів, випромінюваних супутником ігенерируемих на приймальний пристрій, методом тимчасового зсуву до їх збіги Часовий зрушення визначається щогодини приймача. Для перебування широти, довготи, висоти і виключення помилок у визначенні тимчасового зсуву, приймач користувача повинен “бачити” і вчасно приймати навігаційні сигнали від чотирьох супутників.

Швидкість визначається подоплеровскому зрушенню несучою частоти сигналу супутника, викликуваному рухом користувача.Доплеровский зрушення вимірюється і при співставленні частот сигналів, прийнятих від супутника ігенерируемих приймачем.

Навігаційні сигнали випромінюються двома частотахL-диапазона (>L-band, смуги радіочастот від 390 до 1550 МГц); 1575,42 МГц (>L1) і 1227,6 МГц (>L2). НаL2 випромінюються сигнали із військовим кодомP(Y) з високоточної інформацією й захищеним відимитационних перешкод.

>P-код представляє з себе послідовністьпсевдослучайнихбистабильних маніпуляцій фази несучою частоти із частотою прямування ,рівної 10,23 МГц і періодом повторення в 267 діб. Кожен тижневий сегмент цього коду є абсолютно унікальним одного з супутників GPS і безупинно генерується їм у протягом кожної тижня, починаючи ще вночі з суботи на неділю. НаL1 випромінюються сигнали і із військовим кодомP(Y) і з загальнодоступним цивільним кодом, який часто називаютьC/A. Прийом сигналів за кодомP(Y) забезпечує роботи з високої точністю вимірів. Порівняння часу приходу сигналів на частотахL1 іL2 дозволяє обчислити додаткову затримку, виникає під час проходження радіохвиль через іоносферу, що значно підвищує точність вимірів навігаційних даних.

Прийом сигналів на частотіL1 з кодомC/A Демшевського не дозволяє визначити помилки, внесені іоносферою. Структура кодуC/A забезпечує гірші характеристики якSPS (стандартна точність вимірів). Тож якщо якPPS з імовірністю 0,95 помилки виміру довготи і широти становить 22-23 метри, висоти - 27-28 метрів і часу - 0,09 мкс, тоSPS вони збільшуються відповідно до 100 метрів, 140 метрів і

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація