· радиотелеметрический мониторинг НКА;
· командное и программное радиоуправление НКА.
Для синхронизации шкал времени различных спутников с необходимой точностью на борту НКА используются цезиевые стандарты частоты с относительной нестабильностью порядка 10–13. На наземном комплексе управления используется водородный стандарт с относительной нестабильностью 10–14. Кроме того, в состав НКУ входят средства коррекции шкал времени спутников относительно эталонной шкалы с погрешность 3–5 нс.
Наземный сегмент обеспечивает эфемеридное обеспечение спутников. Это означает, что на земле определяются параметры движения спутников и прогнозируются значения этих параметров на заранее определённый промежуток времени. Параметры и их прогноз закладываются в навигационное сообщение, передаваемое спутником наряду с передачей навигационного сигнала. Сюда же входят частотно-временные поправки бортовой шкалы времени спутника относительно системного времени. Измерение и прогноз параметров движения НКА производятся в Баллистическом центре системы по результатам траекторных измерений дальности до спутника и его радиальной скорости.
Американская система GPS по своим функциональным возможностям аналогична отечественной системе Глонасс. Её основное назначение – высокоточное определение координат потребителя, составляющих вектора скорости, и привязка к системной шкале времени. Аналогично отечественной, система GPS разработана для Министерства Обороны США и находится под его управлением. Согласно интерфейсному контрольному документу, основными разработчиками системы являются:
· по космическому сегменту – Rockwell International Space Division, Martin Marietta Astro Space Division;
· по сегменту управления – IBM, Federal System Company;
· по сегменту потребителей – Rockwell International, Collins Avio-nics & Communication Division.
Как и система Глонасс, GPS состоит из космического сегмента, наземного командно-измерительного комплекса и сегмента потребителей.
Как было сказано выше, орбитальная группировка GPS состоит из 28 навигационных космических аппаратов. Все они находятся на круговых орбитах с периодом обращения вокруг Земли, равным 12 часам. Высота орбиты каждого спутника равна ~ 20000 км. НКА системы GPS проходили ряд усовершенствований, которые сказывались на их характеристиках в целом. В таблице 1,2 приведены краткие характеристики космических аппаратов, используемых в системе.
Таблица 1 – характеристики космических аппаратов, используемых в системе GPS
Тип НКА
Масса на орбите
Мощность энергоисточников, Вт
Расчётный срок активного существования
Год запуска первого НКА
Блок-I
525
440
-
1978
Блок-II
844
710
5
1989
Блок-IIR
1094
1250
7,5
1997
Блок-IIF
14–15
2001–2002
Таблица 2 – сравнительные характеристики систем ГЛОНАСС и GPS
Показатель
ГЛОНАСС
GPS
Число КА в полной орбитальной группировке
24
Число орбитальных плоскостей
3
6
Число КА в каждой плоскости
8
4
Наклонение орбиты
64,8º
55º
Высота орбиты, км
19 130
20 180
Период обращения спутника
11 ч. 15 мин. 44 с
11 ч. 58 мин. 00 с
Система координат
ПЗ-90
WGS-84
Масса навигационного КА, кг
1450
1055
Мощность солнечных батарей, Вт
450
Срок активного существования, лет
Средства вывода КА на орбиту
«Протон-К/ДМ»
Delta 2
Число КА, выводимых за один запуск
1
Космодром
Байконур (Казахстан)
Мыс Канаверел (Cape Canaveral)
Эталонное время
UTC (SU)
UTC (NO)
Метод доступа
FDMA
CDMA
Несущая частота:
L1
L2
1598,0625–1604,25
7/9 L1
1575,42
60/77 L1
Поляризация
Правосторонняя
Тип псевдошумовой последовательности
m-последовательность
код Голда
Число элементов кода:
C/A
P
511
51 1000
1023
2,35x1014
Скорость кодирования, Мбит/с:
0,511
5,11
1,023
10,23
Уровень внутрисистемных радиопомех, дБ
-48
-21,6
Структура навигационного сообщения
Скорость передачи, бит/с
50
Вид модуляции
BPSK (Манчестер)
BPSK NRZ
Длина суперкадра, мин.
2,5 (5 кадров)
12,5 (25 кадров)
Длина кадра, с
30 (15 строк)
30 (5 строк)
Длина строки, с
2
При проектировании системы в целом и НКА в частности, большое внимание уделяется вопросам автономного функционирования. Так, космические аппараты первого поколения (Блок-I) обеспечивали нормальную работу системы (имеется в виду, без существенных ошибок определения координат) без вмешательства сегмента управления в течение 3–4 дней. В аппаратах Блок-II этот срок был увеличен до 14 дней. В новой модификации НКА Блок-IIR позволяет автономно работать в течение 180 дней без корректировки параметров орбиты с земли, пользуясь лишь автономным комплексом взаимной синхронизации спутников. Аппараты Блок-IIF предполагается использовать взамен отработавших Блок-IIR.
Навигационное сообщение формируется в виде непрерывно следующих строк, каждая длительностью 2 с. В первой части строки (интервал 1,7 с) передаются навигационные данные, а во второй (0,3 с) – Метка Времени. Она представляет собой укороченную псевдослучайную последовательность, состоящую из 30 символов с тактовой частотой 100 бит/с.
Навигационные сообщения спутников системы Глонасс необходимы потребителям для навигационных определений и планирования сеансов связи со спутниками. По своему содержанию навигационные сообщения делятся на оперативную и неоперативную информацию.
Оперативная информация относится к спутнику, из сигнала которого она была получена. К оперативной информации относят:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5