После этого осуществляется измерение дальности определением времени распространения измерительного сигнала от абонентской до опорной станций и обратно. Радиостанция, входящая в синхронизм, посылает запрос-сообщение на измерение дальности и принимает ответ от станции, находящейся в синхронизме. Процедура может быть осуществлена в пределах одного СВИ, отведенного в сети для измерения дальности. По результатам такой процедуры определяется погрешность оценивания начала СВИ путем определения полуразности между временем приема запроса на синхронизированной радиостанции, измеренном относительно начала одного из СВИ, и временем приема ответа на синхронизирующейся радиостанции, измеренном относительно временного положения середины СВИ. Информация о результатах измерения на синхронизированной радиостанции передается совместно с ответным сообщением в процессе измерения дальности на управляющую станцию.
Последовательная коррекция временной шкалы с использованием результатов измерения дальности составляет содержание второго этапа синхронизации - этапа точной синхронизации. Точная синхронизация производится в активном режиме и одновременно обеспечивает определение местоположения абонентских радиостанций относительно опорной радиостанции, координаты которой в сети стали априорно известны в процессе первого этапа синхронизации. Точная синхронизация достигается последовательной коррекцией временной шкалы с использованием приведенной выше структуры. Точная синхронизация совпадает с синхронизацией сигналов с расширением спектра по задержке и основана на использовании преамбулы информационного пакета.
Абонентские радиостанции после осуществления первоначального вхождения в связь, грубой и точной синхронизации с использованием опорного времени, передаваемого в Р-сообщении, устанавливают временную шкалу с точностью, уступающей точности опорного времени не более чем на порядок.
Временная синхронизация основана на использовании гринвичской системы единого времени. Нулевой сверхцикл начинается в 0.00 час по Гринвичу.[1]
В системе для осуществления временной синхронизации установлена определенная иерархия радиостанций (как и в навигационной подсистеме). Точнее, навигационная подсистема включает в свой состав и станции, обеспечивающие заданные временные параметры синхронизации. Так, одна из радиостанций (обычно управляющая) является носителем опорной временной шкалы, которая используется в качестве стандартной в сети. Для того чтобы установить сетевую шкалу времени, одна из радиостанций в сети должна синхронизироваться от опорной станции в системе. Станция опорного времени излучает сообщения на разрешение вступления в сеть в отведенных для них СВИ и автоматически выдает управляющие сообщения, содержащие также и информацию о высокоточном времени.
7.2Синхронизация сигналов по задержке (синхронизация, обусловленная применением широкополосных сигналов и ППРЧ)
В радиостанциях первоначальная синхронизация генераторов ПСП производится во временной шкале, устанавливаемой по часам оператора, но также предусмотрены встроенные источники единого времени, шкала которых синхронизируется со шкалой UTC (гринвичское время) по сигналам ИСЗ NAVSTAR. Вследствие конечной стабильности тактовой частоты происходит периодическая рассинхронизация генераторов ПСП. Поэтому периодически производится принудительная перезагрузка и перезапуск генераторов ПСП по синхросигналам управляющей станции.
Синхросигнал, как правило, включает синхрослово и ПСП. В составе синхрослова наряду с текущей кодовой комбинацией для загрузки генераторов ПСП передается маркер типа сообщения для автоматического распознавания синхросигнала. Синхросигналы излучаются на подмножестве частот, отведенных данной сети, и внешне не отличаются от текущей информации, что затрудняет их обнаружение и классификацию. Конкретные частоты для передачи синхросигналов определяются базовым ключом. Несмотря на то, что синхрослово формируется с периодом, зависящим от стабильности тактовой частоты, излучение синхрослов осуществляется через псевдослучайные интервалы времени. Это обусловлено несовпадением по времени моментов формирования синхрослова и моментов настройки радиостанции на частоты передачи синхросигналов.
Синхронизация генераторов ПСП является необходимым, но еще недостаточным условием организации связи в режиме ППРЧ. В общем случае для установления сети в режиме ППРЧ в пределах конкретной сети исходными данными служат следующие характеристики:
- адресная группа частот (hop set) — подмножество рабочих частот, используемых для СИЧ;
- код идентификации сети (net ID), задающий частоту, с которой начинается ППРЧ;
- «время дня» (TOD — Time-of-Day) — время начала ППРЧ;
- «слово дня» (WOD — Word-of-Day), или - правило соответствия адресной группы частот и кодовых комбинаций, формируемых генератором ПСП. [4]
Эти данные получили название ключевых переменных (key variables) и полностью определяют сеть.
Адресная группа частот для ППРЧ формируется из всего допустимого множества частот. В системе JTIDS использован режим ППРЧ в пределах всего частотного диапазона отведенного в интересах ее пользователей. Ортогональные группы адресных частот в JTIDS формируются путем разбиения всего множества рабочих частот на непересекающиеся подмножества. При назначении различным сетям ортогональных адресных групп частот исключается явление взаимного блокирования частотных каналов при высокой интенсивности радиообмена.
Адресные группы частот ассоциированы с кодом идентификации сети. Поэтому задание последнего в составе ключевых переменных автоматически обеспечивает выбор адресной группы частот. Код идентификации сети также определяет частоту передачи синхросигналов.
В радиостанциях JTIDS предусмотрено автоматическое отключение пораженных помехами частотных каналов.
На практике установка начала сетевой шкалы времени в единой шкале реализуется введением в каждую радиостанцию сети вручную (программатором) или по синхросигналу управляющей станции, задающему время запуска специальной кодовой информации, получившей название «время дня» (TOD — Time of day). Информация о TOD состоит из стартовой кодовой комбинации генератора кадровой ПСП и соответствующего гринвичского времени. [1,4]
За каждой сетью закрепляется на сутки или несколько суток определенное правило формирования псевдослучайных чисел — код дня, именуемый «слово дня»(WOD—Word of day). Информация о WOD вводится в радиостанцию до инициализации сети.[1,4]
8.Навигационное обеспечение системы
ШШС JTIDS становятся незаменимыми для определения местоположения, путем определения относительного расстояния. В основе чего лежит принцип измерения расстояния с помощью измерения задержки распространения импульсного сигнала. Точность измерения расстояния в системе напрямую зависит от ширины полосы сигнала. На практике в JTIDS применяется кодированная по специальному алгоритму последовательность навигационного ШШС JTIDS. Принятая последовательность навигационного ШПС сопоставляется с его локальной копией, и результаты такого сопоставления позволяют произвести достаточно точное измерение расстояния, а это в свою очередь, позволяет определить относительное местоположение.
Отметим, что в системе принят метод относительной навигации, позволяющий при определенных условиях обходиться без высокоточной геодезической привязки в процессе вычислений на абонентских станциях. Это достигается за счет использования географической сетки.
В подсистеме навигационного обеспечения системы JTIDS принят целый ряд концепций, основной из которых является концепция «республиканского типа», основанная на использовании управляющей навигационной станции и специальной географической «сетки», в которой каждый из абонентов производит свои собственные навигационные расчеты.[1]
Наряду с концепцией «республиканского» типа в системе могут быть реализованы и другие концепции:
типа Оракул — в этом случае все пользователи определяют свое местоположение и получают необходимую навигационную информацию по данным внешнего источника (например радионавигационных систем NAVSTAR, Gallileo и т. п.). Поэтому по мере развертывания СРНС NAVSTAR ее навигационные средства были поступательно интегрированы в подсистему навигационного обеспечения системы JTIDS;
концепция «авторитарного» типа — в этом случае навигационная управляющая станция системы по данным собственных измерений или по принятым данным от других станций определяет местоположение всех станций в системе и эту информацию передает пользователям по радиолинии. Несмотря на желательность принятия такой концепции для командования, которое в этом случае будет иметь возможность оперативно и централизованно контролировать тактическую ситуацию, оперативно принимать решения в соответствии с изменяющейся обстановкой, концепция уязвима с точки зрения живучести системы в целом. Вместе с тем «авторитарный» вариант навигационного обеспечения, видимо, будет реализован при наведении беспилотных ЛА, систем высокоточного базирования с дистанционным управлением и наведением на цель;
концепция «демократического» типа — это вариант «республиканской» организации навигационного обеспечения без управляющих и опорных станций (вывод из строя которых приводит к прогрессирующему снижению точности навигационного обеспечения и к последующей дезорганизации системы). Такая концепция является наиболее предпочтительной с точки зрения живучести системы, и задача ее практической реализации получила к настоящему времени реализацию.[1]
В общем случае в навигационной сетке радиостанций принята определенная иерархия, в которой за некоторыми радиостанциями закрепляются на определенное время те или иные функции. На вершине этой иерархии находится управляющая навигационная станция, обеспечивающая формирование и ориентацию сетки на местности. Другим важным элементом является станция управления временной шкалой, обеспечивающая информацию для синхронизации абонентских шкал времени. Управляющие навигационные станции могут быть как стационарными, так и мобильными. Сеть мобильных управляющих навигационных станций является более предпочтительной ввиду обеспечения большей мобильности и устойчивости всей системы радиосвязи, хотя и обеспечивает меньшую стабильность сетки, чем сеть стационарных станций. На практике применяется смешанная сеть управляющих навигационных станций.
В сетке также предусматриваются и такие элементы, как опорные геодезические точки, обеспечивающие формирование высокоточной геодезической информации и распространение ее в системе ассоциированными радиостанциями. В качестве опорных геодезических используются станции, геодезические координаты которых известны с точностью не хуже 1,5 м. Управляющие и опорные станции, а также сравнительно небольшая группа базовых станций (основные пользователи) осуществляют временную синхронизацию в активном режиме, что является их отличительным признаком. Эти станции предоставляют высокоточную навигационную информацию остальным пользователям в системе с пассивным режимом временной синхронизации и тем самым позволяют определить живучесть системы в боевых условиях.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
