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
изложение вопроса.о кадрах КИ основывать на рекомендациях SC-104 по стандарту для ДР системы laquo;Навстар raquo; [207].
Стандартом предусматривается до 64 различных типов сообщений, передаваемых ККС потребителям. Определено назначение и структура для значительной группы кадров (кадры 1 - 17), рекомендуемых всем пользователям системы laquo;Навстар raquo; в ДР. Структура кадров с 18-го по 59-й пока не определяется, но предоставляется возможность отдельным видам служб предложить свои варианты в интересах обслуживания своих потре-
Масштабный коэффициент (МК)
1 2 3 k 5 6 7 8 | Э10 1112 13 Л 1516\ 17 18 IS 20 2122 23 2U | 25 262128 23 30 | ||
Идентификатор НИСЗ | Поправка псевдовальности | Контрольные разряды |
Повторение в словак
J. 8. 13, 18
Скорость изменения поправки псевдодальности
Возраст данных
Идентификатор НИСЗ
Контрольные разряды
Поправка псевдодальности
Скорость изменения поправки псевдодаль gt; сти
Контрольные разряды
4, Э, Й./Э
5, 1015,20
Возраст данных
Идентификатор НИСЗ
ПвпраШ псевдовальности (старшие разряды)
Контрольные разряды
6, Л, 16,21
Поправка пседдо-дальности (мпа-дшие разряды) | Скорость изменения поправки псеВдодапьности | Возраст данных | Контрольные разряды | 7, и.п.гг |
Скорость изменения поправки псевдовальности | Возраст данных | Заполнение | Контропьные разряды | (Ni-Zhe сл если N = 1,k,l,10 |
Возраст данных
Заполнение
Контрольные разряды
(Н*2)-е сяодо, если N = 2.5,8,11
Рис. 20.5. Кадр КИ первого типа:
Лнисз - число НИСЗ, информация о которых передается в кадре
Таблица 20.1
Содержание кадра первого типа
Параметр | Число разрядов | Цеиа младшего разряда | Диапазон изменения |
Поправка псевдодаль- | 0,02 или 0,32 | plusmn;{655,36... 10485,76) | |
ности, м | |||
Скорость изменения | 0,002 или 0,032 | plusmn; (0,256...4,096) | |
поправки псевдодаль- | |||
ности, м/с | |||
Идентификатор НИСЗ | 1...32 | ||
Масштабный коэффи- | 0,02(0,002); | 2 состояния | |
циент | 0,32(0,032) | ||
UDRE* | см. табл. 20.2 | 4 состояния | |
Возраст данных | |||
Контрольные разряды | 6ХЛ/** |
*UDRE-ошибка псевдодальностн потребителя 8 ДР (табл. 20.2). оцененная на ККС, которая определяет масштабные множители для передаваемых в кадре поправки псевдодальности и скорости ее изменения,
**Л- число НИСЗ, информация о которых передается в кадре.
бителей. Ка дры 60-64 отведены не для ДПС спутниковой РНС, а для обеспечения ДР наземной импульсно-фазовой ДВ РНС laquo;Лоран-С raquo;, бортовая аппаратура которой может применяться наряду со спутниковой АП.
Дадим обзор основным кадрам с 1-го по 17-й. Отметим сразу, что в каждом из кадров первые две строки одинаковы, так что содержание собственно кадра начинается с третьей строки.
Строка 1 содержит преамбулу, тип сообщения (один из 64), идентификатор ККС, контрольные разряды. Строка 2 дает: модифицированный 2-счет (см. гл. 10), где период XI равен 0,6 с (а не 6 с), номер последовательности, длину передаваемого кадра {N-\-2), состояние станции (8 градаций), контрольные разряды.
Кадр первого типа - дифференциальные поправки. Этот кадр основной. Он включает; поправки псевдодальностн Дло и скорости их изменения d/dt(Aro) для каждого НИСЗ, видимого с ККС; возраст данных; идентификатор НИСЗ; информацию об эквивалентной ошибке дальности потребителя в ДР (UDRE-User Differential Range Error); вспомогательные данные. Он применяется при реализации ДМ коррекции навигационного параметра подвижными объектами без использования на объекте каких-либо моделей ионосферы и тропосферы (рис. 20.5 и табл. 20.1).
Псевдодальность, измеренная потребителем, корректируется с использованием параметров, полученных из кадра данного типа, так:
F(0=r-.(0 + Ar~o+r(
(t-to).
(20.5)
где rm{t) - псевдодальность, измеренная потребителем в момент t; Аго - поправка псевдодальности, измеренная на ККС в момент
to (16 разрядов); --скорость изменения поправки псевдодальности в момент 0 (8 разрядов); to - модифицированный 2-счет времени из второго стандартного слова (13 разрядов), относящийся к НИСЗ, идентификатор которого указан пятью разрядами в данных идентификации НИСЗ (см. рис. 20.5).
В кадре также содержится информация о работоспособности НИСЗ в виде UDRE, которая не просто повторяет данные из кадра НИСЗ, а базируется на оценке дифференциальной ошибки потребителя, полученной на ККС с учетом сравнения истинных и измеренных там г, а также на оценке качества данных и измерений.
Цена разрядов поправок для г изменяется в зависимости от величины UDRE. Если UDRE мала (код 00, см. табл. 20.2), цена разрядов будет соответственно 0,02 м и 0,002 м/с. При больших значениях UDRE (код 11) цены разрядов будут соответственно 0,32 и 0,032 м/с.
Потребителю сообщается также информация о возрасте данных (ID), показывающая, на сколь свежих данных кадра НИСЗ базируются поправки ККС. Смысл этой информации следующий.
Ббльшую часть времени и потребитель, и ККС проводят свои расчеты по одним и тем же данным НИСЗ. Однако возможны ситуации, когда в их распоряжении будут разновременные данные. Если потребитель располагает более свежими (по сравнению с ККС) данными о ЭВИ, то он не должен их использовать в ДР до тех пор, пока ККС не сформирует поправки, базируемые также на новых данных кадра НИСЗ. Если же окажется, что у потребителя будут более старые данные, чем у ККС, то используется информация из кадра второго типа.
Кадр второго типа содержит так называемые дельта-дифференциальные поправки, которые позволяют потребителю корректировать принятые поправки, если он работает с устаревшими данными (ЭИ, ШВ) кадра НИСЗ, в то время как ККС сосчитала поправки по уже обновленным данным. Контрольная станция укажет это событие изменением параметра возраста
Таблица 20.2
Эквивалентная погрешность дальности в дифференциальном режиме (UDRE) для кадра первого типа
Состояние | UDRE (СКП), м | |
1...4 | ||
4...8 | ||
gt;8 |
данных в кадрах первого и четвертого типов. Формат тот же, ЧТО и у кадра первого типа.
Дельта-дифференциальные поправки меняются со временем, поскольку при фиксации каких-то значений эфемерид расхождение расчетного и измеряемого значений псевдодальности в результате реального перемещения спутника будет увеличиваться. Поэтому поправки второй группы должны изменяться с каждой новой передачей и излучаться один раз в 2...3 мин.
Кадр третьего типа - параметры ККС. Он содержит сугубо вспомогательную информацию о ККС, характеризующую: координаты ККС (в геоцентрической, неподвижной относительно Земли системе координат); тропосферную поправку в направлении зенита; состояние ККС; частотно-временные поправки для генератора ККС; усредненное отношение спектральной плотности сигнала и шумов C/Nq.
Координаты ККС указываются с точностью до сантиметра.
Данные о тропосферной задержке сообщаются тем потребителям, высота расположения которых отличается от высоты расположения ККС. Сообщение имеет форму поправок в вертикальном направлении, задаваемых в метрах и характеризующих задержку сигнала от НИСЗ при его laquo;зенитном raquo; расположении над ККС. Может быть использована любая из нескольких тропосферных моделей, выбираемая потребителем.
Уход ШВ и частоты генератора ККС сообщается тем потребителям, которые должны определять и хранить время с высокой точностью. Естественно, для выполнения этой функции ККС должна иметь средства синхронизации своей ШВ с системной временной шкалой.
Отношение сигнал-шум С/No указывается как среднее значение по всем НИСЗ, за которыми ведется слежение, и выражается в децибелах. Эта информация непосредственно характеризует состояние ККС.
Длительность кадра третьего типа постоянная.
Кадр четвертого типа - геодезические параметры. Он сформирован для специфических применений ДР и будет излучаться только теми ККС, которые обслуживают геодезических потребителей. Если данные этого кадра включать в состав кадра первого типа, предназначенного для навигационных сеансов подвижных потребителей, последний лишится требуемой оперативности. В то же время заставлять геодезического потребителя использовать два кадра нерационально, вследствие чего кадр четвертого типа формируется так, чтобы использующим его потребителям он мог полностью заменить кадр первого типа, содержащий поправки к псевдодальностям г.
Кадр включает поправки г, информацию о возрасте данных, а также полученные в результате фазовых измерений (интегральных доплеровских) на ККС данные о полной мгновенной
фазе несущей, соответствующей измеряемой дальности на ККС и получаемой интегрированием доплеровских отсчетов. Применение фазовых измерений способно поднять инструментальную точность до сантиметрового уровня и тем самым повысить эффективность процедуры дифференциальной коррекции. Поскольку координаты ККС передаются потребителю в кадре третьего типа, а фазовый дальномерный отсчет, полученный на станции, - в данном кадре, потребитель способен сам рассчитать для каждого НИСЗ более точную поправку, относящуюся к точке расположения ККС, и, выполняя собственные фазовые измерения в том же временном интервале, скорректировать их с помощью вычисленных поправок. Отказ от вычисления поправок на ККС и сообщение потребителю полной мгновенной фазы несущей на ККС обусловлены тем, что интегрирование доплеровской частоты в АП может быть временно прервано, например, из-за срыва слежения за фазой несущей, смены кадра и т. п., и тогда интервал времени, на котором ККС произвела вычисление поправки, не будет равен интервалу накопления отсчетов потребителем. При принятой же схеме передачи данных потребитель оказывается в состоянии привести сообщенное ему станцией значение полной фазы к тому временному интервалу, в течение которого фактически у потребителя накапливался фазовый отсчет.
Если же слежение за несущей будет потеряно на ККС, это обозначится сбросом в нуль целой части полного мгновенного значения фазы и инкрементацией содержимого счетчика числа срывов слежения ККС.
Таким образом, геодезические потребители используют в качестве основного кадр четвертого типа и периодически - кадры второго и третьего типов. Наряду с этим они используют кадр пятого типа.
Кадр пятого типа - годность НИСЗ созвездия, он будет излучаться периодически только для одного спутника. Кадр содержит данные об идентификаторе НИСЗ; о состоянии НИСЗ; о соотношении сигнал-шум, оцениваемом непременно на ККС для всех видимых НИСЗ и для спутника, в.ходящего в зону радиовидимости ККС. В сообщение о состоянии НИСЗ включаются; информация о годности спутника, предупреждение о предстоящей его негодности, уведомление о негодности новой ЭВИ спутника и о воспроизведении старой через ККС (семнадцатый тип сообщения).
В данных о состоянии НИСЗ кадр будет воспроизводить три старших разряда восьмиразрядного слова, которые закладываются в альманахе системы для данного НИСЗ.
Кадр шестого типа - холостой, содержащий только два первых стандартных слова. Они применяются тогда, когда отсутствует содержательная информация от ККС, но остается необходимость 296
В поддержании поблочной синхронизации в канале дифференциальной коррекции.
Кадр седьмого типа дает альманах для морских радиомаяков, используемых в качестве передающих станций, которые обслуживают потребителей, работающих в ДР. В него включены следующие данные о радиомаяке; координаты, дальность действия, частота, скорость передачи (от 25 до 300 бит/с), годность (четыре градации), вид модуляции. Кроме того, передается альманах на все радиомаяки, объединенные в сеть.
Кадр восьмого типа содержит альманах для псевдоспутников, по содержанию похожий на кадр для морских радиомаяков.
Кадр девятого типа - высокоскоростные дифференциальные поправки - предполагается применять в тех ситуациях, когда для каких-то НИСЗ псевдодальность и ее производная изменяются со временем чрезмерно быстро, и поэтому КИ нужно передавать для них более оперативно. Это заставляет предусмотреть особый кадр, формат которого повторяет формат кадра первого типа, с тем отличием, что в него включены поправки только для указанных НИСЗ, что и обеспечивает ускоренную передачу кадра.
Кадры с десятого по шестнадцатый определяются как относящиеся к работе по сигналу с кодом Р, по сигналу с кодом С/Л на частоте fi и на частоте )9 (применяемой для устранения ионосферной погрешности), к наземным передатчикам каналов связи, к параметрам ионосферных и тропосферных моделей, к информационным сообщениям.
Кадр семнадцатого типа - предшествующий набор эфемерид. Такое сообщение передается при негодности новых эфемерид НИСЗ до тех пор, пока они не будут скорректированы.
Форматы и содержание кадров детальнее изложены в [191 207].
20.5. КАНАЛЫ ПЕРЕДАЧИ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ИНФОРМАЦИИ
Каналы передачи КИ относятся к ключевым звеньям реализации ДМ. Именно они призваны доставлять с требуемой скоростью дифференциальные поправки воздушным, морским и сухопутным потребителям. Выбор каналов является предметом регламентации комитета SC-104. В результате анализа возможностей использования всех освоенных диапазонов радиоволн выделены как преимущественные следующие радиоканалы: УКВ с дальностью в пределах прямой видимости; УКВ с ретрансляцией через связные спутники; средневолновый с передачей поверхностной волной; УКВ навигационный с дальностью в пределах прямой видимости (вариант с использованием псевдоспутников).
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 |