www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Радионавигационные системы, спутниковая радионавигация 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67

рицах позволяет быстро перестраивать АП на прием сигналов как laquo;Глонасс raquo;, так и laquo;Навстар raquo; и реализовать мультиплексный режим работы по сигналам обеих систем.

После цифровой корреляции кодов ПСП обработка сигнала производится программно в микропроцессоре типа МС 68000, в котором вырабатываются оценки навигационных параметров.

Несмотря на различие передаваемой информации о параметрах движения КА в обеих системах, последующая обработка в навигационном процессоре возможна путем некоторого увеличения объема ПЗУ, связанного с различиями в расчете координат КА и обработке служебной информации. Очевидно, что создание АП, работающей по сигналам систем laquo;Глонасс raquo; и laquo;Навстар raquo;, может дать потребителям ряд новых качеств, таких как повышение надежности и достоверности определения координат, повышение точности определения координат за счет выбора рабочих созвездий с меньшими значениями геометрических факторов, уменьшение числа зон и их размеров с неблагоприятными значениями геометрических факторов и др.

Дальнейшим развитием рассмотренного варианта является разработанная РИРВ интегрированная многоканальная самолетная АП laquo;АСН-21 raquo; (рис. 9.9) [210] с массой 2,0 кг, полностью удовлетворяющая требованиям стандарта AR1NC-743A. Примененные в АП шесть корреляторов в сочетании с мультиплексированием позволяют одновременно обрабатывать сигналы от двенадцати НИСЗ, которые выбираются из сетей laquo;Глонасса raquo; и laquo;Навстара raquo; в наивыгоднейшем их сочетании. Такие же характе-

9.9. Внешний вид самолетной АП laquo;АСН-2



\......


1 % .

Рис. 9.10. Самолетная ап-

паратура РНИИКП

ристики имеет аналогичная аппаратура, созданная в Российском НИИ космического приборостроения (рис. 9.10).

Продолжая разработки интегрированной многоканальной аппаратуры, РИРВ предлагает потребителям геодезический вариант АП laquo;Стерлитамак-М raquo;, который обеспечивает субметровую точность за счет применения фазовых измерений по несущей частоте и дифференциального режима навигационных определений (см. гл. 20).

9.6. УНИФИКАЦИЯ АППАРАТУРНЫХ РЕШЕНИЙ

При разработке АП большое внимание уделяется минимизации стоимости жизненного цикла АП, включая затраты непосредственно на разработку, производство, установку АП на объекты, ее эксплуатацию и ремонт. Это естественно вызывает стремление минимизировать число модификаций АП, удовлетворяющих требованиям очень широкого круга потребителей, а также стремление к созданию такой архитектуры АП, которая позволит ее модернизировать с целью расширения функциональных возможностей и улучшения основных характеристик. Этот процесс наилучшим образом удовлетворяется при разработке базовых типов АП, предназначенных для размещения на определенных классах объектов, при использовании блочно-модульных принципов конструирования этих типов АП с максимальной унификацией аппаратурных решений на разных уровнях.

Индивидуальные особенности АП и специальные требования, выдвигаемые каждым типом потребителя, учитываются при разработке минимального числа оригинальных модулей.

В табл. 9.1 приведены основные типы унифицированных блоков для опытных образцов АП системы laquo;Навстар raquo;, разработанных фирмами Коллинз и Магнавокс для второго этапа развертывания этой системы и проведения испытаний. Эта таблица наглядно иллюстрирует стремление к унификации аппаратур-

6 Зак. 1929



Таблица 9.1

Тип потребителя

Антенна

Блок управления антенной

Блок предусилителей

Блок приемников процессоров

БУА1

БУА2

БПП1

БПП2

БППЗ

Пехотинец

Танк М-60

Авианосец С-59

Вертолет UH-60A

Истребитель F-16

Бомбардировщик В-52

Штурмовик-истребитель А-6Е

Подводная лодка U-700

примечание. блоки, ственно -1- и 0.

азработанные фирмами магиавокс и коллииэ, обозначаются соответ-

ных решений. Для восьми типов военных потребителей фирмы разработали три основных типа АП: одно-, двух- и пятиканальную.

Четыре из пяти типов антенн (коническая спиральная А1, одноэлементная конформная А2, ножевого типа A3 и для подводных лодок А4) имеют неуправляемую диаграмму направленности (ДН). Семиэлементная антенна А5 имеет адаптивную ДН, управляемую блоком управления антенны БУА2 на наземных потребителях и БУА1 на остальных. Блок предусилителей БП1 предназначен для работы с антеннами А1 и А5, БП2- с антеннами А2 и A3 и БПЗ - с антеннами А2. Разработаны три типа блоков радиоприемников - процессоров: для мало-(БПП1), средне- (БПП2) н высокодинамичных (БППЗ) потребителей соответственно для одно-, двух- и пятиканальной АП. Наибольшая номенклатура блоков, которая как раз и характеризует индивидуальные особенности потребителя и, следовательно, соответствующую модификацию АП, имеет блок связей (БС) или интерфейса. Большинство этих блоков обеспечивают обмен информацией с другими системами потребителя по соответствующим стандартам. Для обмена с системами, не удовлетворяющими этим стандартам, используются специально разработанные блоки связи. Этим объясняется широкая номенклатура БС. Следует отметить, что аналогичный подход и стремление к унификации проявляются и при создании программного обеспечения процессоров АП.

Блок связи

Блок управления и индикации

БУИ1

БУИ2

БУИЗ

БУИ4

+

ГЛАВА 10

КАДР НАВИГАЦИОННОГО СИГНАЛА

10.1. ОРГАНИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ ИЗМЕРЕНИЙ

И ФОРМИРОВАНИЕ ЭФЕМЕРИДНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Существуют разнообразные методы и средства измерения параметров движения НИСЗ [47]. Наиболее распространены дальномерные и доплеровские методы измерений, при использовании которых приходится прибегать к многократным одновременным или разновременным наблюдениям из нескольких пунктов земной поверхности. При этом точность определения орбиты зависит не только от точности одиночных измерений, но и от взаимно- го положения наземных пунктов, выбранной системы параметров орбиты, выбора мерных интервалов траектории и т. д.



Орбиты НИСЗ определяются командно-измерительным комплексом (КИК), взаимодействие средств которого с сетью НИСЗ было показано на рис. 1.4, 1.7. Станции слежения, оснащенные радиотехническими активными и пассивными измерительными устройствами, производят измерения, результаты которых передаются в КВЦ для обработки данных. Рассчитанная эфемерид-ная информация передается затем на борт НИСЗ.

Возможны различные способы выбора измерительных средств, организации и обработки измерений. Приведем один из них, описанный в [111]. Станции наблюдения оснащены приемниками того же типа, что и у П. Псевдодальности и интеграл от псевдо-доплеровской частоты (дельта-псевдодальность) измеряются каждые 6 с. Эти данные привязываются ко времени и записываются в массив исходных данных, а затем обрабатываются на интервалах в 15 мин. Исходные данные подвергаются предварительной обработке с целью коррекции, отбраковки и сжатия информации. После внесения коррекций на систематические аппаратурные погрешности, смещения фазового центра антенны, ионосферные и тропосферные возмущения, общие релятивистские эффекты из измеренных значений функций вычитаются их расчетные значения, вычисленные на основе априорной эфемеридной информации, для исключения динамики орбиты.

Эти разности аппроксимируются полиномом на интервале в 15 мин. Полиномиальные коэффициенты используются для полу- } чения сглаженного значения в любой момент времени внутри , этого интервала. Со сглаженными значениями суммируются значения возмущений орбиты. В результате подобной первичной обработки образуется сглаженный массив данных за время одного сеанса измерений.

Следующим этапом предварительной обработки является формирование из этого массива сжатой обобщающей информации. Последняя представляется в виде расширенного вектора состояния НИСЗ с соответствующей ему корреляционной матрицей на момент траверзного положения НИСЗ. Цель этого решения - исключить погрешность определения начальных эфемерид и систематические погрешности измерительных средств. В процессе итерационной работы этой программы производится отбраковка аномальных измерений и определяется среднеквадратическая погрешность измерений, необходимая для получения корреляционной матрицы Оценки вектора состояния НИСЗ. В конечном итоге оставшиеся после отбраковки хорошие наблюдения используются для составления нормальных уравнений для определения пара- -метров вектора состояния НИСЗ и параметров смещений по одному сеансу измерений.

Дальнейшая обработка результатов измерений сводится к вычислительной процедуре взвешенных наименьших квадратов (см. sect; 3.2), в которой полученные раннее векторы состояний

НИСЗ рассматриваются как результаты модифицированных многопараметрических измерений, взятые с весами в соответствии с отвечающими им корреляционными матрицами. Предварительно устраняются смещения и определяется начальное приближение к траектории движения. Процедура строится в виде итерационных линейных уточнений. Частные производные, используемые при составлении нормального уравнения, фактически представляют матрицу перехода вектора состояния спутника и применяются для линейного их пересчета к одному моменту времени, на который уточняют параметры движения.

Использование линейной процедуры оценивания важно для эффективной работы всей программы, поскольку программа избегает, где это возможно, дорогостоящей операции повторного интегрирования траекторий спутников.

Завершающая программа, моделирующая траекторию движения, вычисляет координаты положения и скорости НИСЗ на моменты измерений, необходимые для получения расчетных значений измеряемых параметров. Одновременно вычисляются и частные производные, необходимые для формирования матриц перехода состояний и нормальных уравнений. Первые получают численным интегрированием уравнений движения с заданными начальными условиями, а вторые - интегрированием уравнений в вариациях. Узлы интегрирования используются для интерполяции на моменты измерений.

Эфемеридную информацию, передаваемую с НИСЗ, можно представлять в различной форме в зависимости от выбранного алгоритма прогнозирования движения НИСЗ на борту П. Для этого можно использовать прямоугольные координаты и скорости в гринвичской системе координат, либо кеплеровские элементы орбиты, либо то и другое вместе. Для упрощения алгоритма прогнозирования в состав эфемеридной информации может включаться некоторое избыточное ее количество (сверх минимально необходимого объема): значения производных в дополнительные моменты времени, либо дополнительные поправки к оскулирую-щим элементам. Выбор формы представления эфемеридной информации будет обсуждаться в sect; 10.2. Рассмотрим результаты выбора для системы laquo;Навстар raquo; состава оперативной эфемеридной информации, передаваемой в кадре навигационного сигнала.

На момент времени представления эфемерид toe П сообщаются 6 кеплеровских элементов орбиты: средняя аномалия Мо; эксцентриситет е; корень квадратный из большой полуоси орбиты -\/а; долгота восходящего узла Qo; наклонение орбиты го; аргумент перигея ол. Кроме того, передаются коэффициенты вековых уходов: возмущенное значение среднего движения An и скорости ухода восходящего узла орбиты й и ее наклонения (г). Наконец, передаются амплитуды синусной и косинусной гармоник удвоенной невозмущенной частоты обращения, которыми аппроксимируются



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67