Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Общие сведения о навигационных спутниковых системах

Переломным моментом в применении системы GPS стало решение об отмене с 1 мая 2000 года режима селективного доступа (SA-selective avaiability) - искусственно вносимой в спутниковые измерения погрешности для неточной работы гражданских GPS-приемников. С помощью недорогих GPS-приемников стало возможным определять координаты точек на Земле (долготу и широту) с точностью в несколько метров (раньше погрешность составляла десятки метров). Это привело к широкому использованию системы GPS во многих сферах человеческой деятельности.

В настоящее время в геодезических целях используются три спутниковые навигационные системы:

) американская система NAVSTAR GPS (Navigation System with Time and Ranging Global Positioning System) - навигационная система определения времени и расстояний, глобальная система позиционирования;

) российская система ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система);

) американская система TRIMBLE (TRIMBLE NAVIGATION).

Спутниковая система навигации - комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат - долготы и широты, высоты), а также параметров движения по маршруту (скорости, направления движения и т.д.) для наземных, водных и воздушных объектов.

Структурно спутниковая навигационная система состоит из трёх сегментов:

) космического сегмента - системы искусственных спутников земли (ИСЗ);

) сегмента управления - сети наземных станций слежения и управления;

) аппаратуры потребителя - приемники позиционирования типа GPS-приемников для приема сигналов со спутников.

Основой системы NAVSTAR GPS являются 24 спутника Земли, из которых 2 резервных. Спутники вращаются на 6 орбитах. Плоскости орбит наклонены на угол 55˚ к плоскости экватора и сдвинуты между собой на 60˚ по долготе. Радиусы орбит - около 20 200 км, а период обращения - половина звездных суток (11 часов 58 минут). На борту каждого спутника находятся: приемопередающая аппаратура, 4 атомных стандарта частоты (2 цезиевых и 2 рубидиевых), солнечные батареи, двигатели корректировки орбит, компьютер.

Передающая антенна спутника передает сигналы на двух частотах (L1 и L2). Сигналы моделируются цифровыми кодами. Частота L1 моделируется двумя видами кодов: CA-код (код свободного доступа) и P-код (код санкционированного доступа). Частота сигналов L2 моделируется только P-кодом.

Код свободного доступа CA имеет частоту следования импульсов 1,023 МГц и период повторения 0,001 сек, поэтому кодирование этого кода в приемнике GPS осуществляется просто, но точность отдельных измерений расстояний с помощью этого кода невысока.

Защитный P-код характеризуется частотой следования импульсов 10,23 МГц и периодом повторения 7 суток. Кроме того, раз в неделю происходит смена этого кода на всех спутниках и измерения по P-коду могут выполнять только пользователи, получившие разрешение Министерства обороны США. В любой момент P-код может быть закрыт, но точность определения расстояния по P-коду на порядок выше, чем по CA-коду.

Параметры орбит спутников периодически контролируются сетью наземных станций слежения, с помощью которых (не реже 1-2 раз в сутки) вычисляются баллистические характеристики спутников, регистрируются отклонения спутников от расчетных траекторий движения, определяется время бортовых часов спутников, осуществляется мониторинг исправности навигационной аппаратуры. Станции слежения и управления расположены в США, в тропических широтах на американских военных базах. Собираемая информация обрабатывается на мощных суперкомпьютерах и периодически передается на спутники для корректировки орбит спутников и обновления навигационных сообщений, уточнения координат спутников. Перейти на страницу: 1 2 3

Другие статьи по теме:

Геоинформационные системы в экологическом туризме Информационные системы и технологии широко используются в экологическом туризме при организации и планировании туризма, формировании и реализации туров, транспортном и экскурсионном обсл ...

Информационно-измерительная система Целью данной курсовой работы является анализ информационно-измерительной системы (ИИС), определение типа топологии и оптимального пространственного расположения объектов ИИС, при которо ...

Диспетчерская централизация на базе комплекса технических средств Неман Диспетчерская централизация (ДЦ) - это комплекс устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, состоящий из автоблокировки на перегонах, электрической централизации стрелок ...