Радионавигационное поле в ГНСС
Что является радионавигационным полем?
Радионавигационным полем является любое электромагнитное поле, вызываемое естественными или не естественными источниками излучения сигналов. Радионавигационные поля применяются в различных навигационных системах. Радиосигналы, испускаемые штатными космическими аппаратами, создают земное радионавигационное поле. В спутниковой радионавигационной системе ГЛОНАСС штатные космические аппараты транслируют навигационные радиосигналы на двух различных частотах (1600 и 1250 МГц) в направление Земли при помощи транслирующих антенн. Радионавигационное поле будет считаться постоянным в пространстве при полной орбитальной группировке, т. е. пользователь в любой точке этого пространства будет освещен радиоизлучением не менее чем четырех штатных космических аппаратов. Полная орбитальная группировка состоит из двадцати четырех штатных космических аппаратов. Для получения координат пользователя, нужно иметь координаты хотя бы четырех космических аппаратов, а также расстояние от каждого космического аппарата до пользователя, которое определяется с точностью около 1 м.
Созданное на сегодняшний день при помощи спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС, единое радионавигационное поле Земли делает возможным быстрое, а главное точное обнаружение движущихся предметов, а также геодезическую привязку к местности. Оснащение пользователей навигационной аппаратурой позволило создать систему наблюдения за любым транспортом: наземным, воздушным и морским. Диспетчер получает информацию о текущем местоположении транспорта, сверяет его с маршрутом, дабы избежать аварийной ситуации и по необходимости связывается с пользователем по радиосвязи.
Система ГЛОНАСС имеет уникальную возможность постоянного самоконтроля работы основных систем космических аппаратов, определяющих качество передаваемого радиосигнала. При обнаружении фактора, оказывающего влияние на качество транслируемого радиосигнала, космический аппарат формирует признак, вызывающий неисправность. Передача такого сообщения занимает не более 1 минуты с момента обнаружения неисправности. Недостатком самоконтроля является его неполнота, так как средства контроля предусматривают выявление не всех вероятных неисправностей в функционировании каждой из бортовых систем.
Помимо этого, осуществляется внешний контроль всех излучаемых сигналов космических аппаратов при помощи специальной аппаратуры контроля навигационного поля
Структура сигнала ГЛОНАСС.
В системе ГЛОНАСС любой спутник посылает два сигнала на разных частотах. Данный метод называется частотным разделением сигнала. Сигнал в первом диапазоне используется для штатских потребностей (Российская Федерация предоставляет систему в обычном режиме для штатского, коммерческого и исследовательского пользования без взимания за это какой-либо платы.), а сигнал во втором диапазоне – для военного дела, а также, структура второго сигнала является закрытой.
Навигационное сообщение служит для передачи потребителям исходных данных для дальнейших вычислительных процессов. Передаваемое сообщение разделяется на оперативные и неоперативные данные. Все оперативные данные принадлежат к тому космическому аппарату, с которого поступает радиосигнал. Оперативные данные содержат оцифровку времени космического аппарата, изменение несущей частоты относительно номинала, незначительные отклонения спутника от траектории, которые могут повлиять на точность определяемых координат. Неоперативные данные содержат описание общих орбит спутников (всей системы). Данные всей системы содержат в себе информацию о текущем состоянии космических аппаратов (актуальность этой информации составляет примерно 5 недель), изменение временной шкалы каждого космического аппарата по сравнению с эталоном (шкалой времени всей системы) и параметры орбит космических аппаратов системы.
Большим плюсом ГЛОНАСС является целостность. Целостность системы – это возможность предупреждения потребителя о том, что систему нельзя использовать из-за каких-либо причин (например, из-за неисправности спутников). Меры по обеспечению целостности предпринимаются как на самих космических аппаратах, так и на Земле. Приемник получает данные, имеющие информацию о пригодности или непригодности данных, получаемых от космического аппарата. Важной мерой при эксплуатации ГЛОНАСС является отбраковка неверных измерений, поступающих от неисправных космических аппаратов, для чего и используется избыточное количество космических аппаратов. На Земле существуют службы мониторинга, главной целью которых является своевременное определение характеристик навигационного поля, а также обнаружение сбоев и оповещение потребителей о сбоях.
Размещено: 15.02.2017
