При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезичес




Скачать 19,23 Mb.
НазваниеПри внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезичес
страница3/587
Дата конвертации05.11.2016
Размер19,23 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   587
Орбитальные параметры систем спутникого позиционирования

Параметр

ГЛОНАСС

GPS

Число КА в системе

24

24

Число орбит. плоск.

3

6

Наклон орбиты i

64,8°

55°

Период обращения T

11 час 16 мин

11 час 58 мин

Высота КА

19100 км

20150 км

 Если все спутники системы перевести в одну плоскость, то они расположатся равномерно через 15° и образуют "хоровод" вокруг Земли.
Каждый КА проходит по орбите около 167 000 км. Эксцентриситет орбит - около  от 0,02 до 0,001 - орбиты практически круговые

Для круговых орбит имеем:

  • угловая скорость обращения КА wc = 2p/T ;

  • радиус-вектор определяется формулой R3 = fMз/wc2;

  • линейная скорость перемещения вдоль орбиты v = wc R;

  • средняя высота над земным шаром H = R - Rз;

  • радиус зоны видимости на земной поверхности S = bRз ;

  • широта "видимости за полюсом"  jзп >180° - (b + i).

  Геоцентрический угол, определяющий зону радиовидимости спутников, находим по теореме синусов  рис. 3:

b = arccos[cos(d) / (1 + H/Rз)] - d ,
  где d - минимальная высота спутника над горизонтом (маска), устанавливаемая для надежного приема радиосигналов и ослабления влияния атмосферной рефракции.




  Рис.3. Зоны видимости со станции и с высоты КА

  По этой же формуле рассчитывают зону видимости с КА.
Наибольший путь сигнал проходит на предельно низкой высоте над горизонтом, наименьший - вертикально вниз с зенита. Разность этих путей
dS = Rsin(b)/cos(d) - H.
   При разных траекториях время нахождения спутника над горизонтом различно. Когда ИСЗ проходит через зенит Z, разность моментов захода и восхода равна
tздх - tвсх = 2b / wn .
  Значения рассмотренных выше величин, вычисленные при T = 12 часам, d= 10° и
Rз = 6371 км, даны в табл. 4.
   В системах TRANSIT и ЦИКАДА было по 4 - 6 действующих спутников на полярных орбитах высотой около 1000 км. При таком числе спутников дискретность их появления в районе экватора составляла около 2 часов. В высоких широтах периодичность появления спутников уменьшалась. Спутники над горизонтом были видны около 20 минут. В новых системах спутников стало по 24, а высоты орбит увеличились до 20 тыс. км. Появилась возможность в любой точке земного шара одновременно видеть не менее 4 КА. При этом орбиты стали более стабильными, а положения спутников на них - точнее предсказуемыми.

Таблица 4

Показатели движения КА по круговой орбите

Параметр

Показатель

Угловая скорость обращения wn

0,5236 рад.час

Радиус-вектор орбиты R

26 000 км

Скорость перемещения вдоль орбиты v

3,87 км/с

Средняя высота над земным шаром Н

20 200 км

Геоцентр. угол зоны радиовидимости b

66, 4°

Радиус видимости на земной поверхости S

7400 км

Широта вид. КА по др. сторону полюса

± 58,6°

Макс. разность путей радиосигналов dS

4500 км

Время вид. над горизонтом (tздх - tвсх)

до 5 час




  В GPS на каждом спутнике имеется эталонный генератор основной частоты fо = 10,23 МГц, из колебаний которого образуются сигналы, обозначаемые как L1 и L2. Они используются в качестве несущих для передачи кодов и посылки данных, а также для наиболее точных измерений дальностей фазовым методом. Их частоты и длины волн соответственно равны
fL1 = 154 fо,     fL2 = 120 fо,      1 = 19,0 см,     2 = 24,4 см
        Для определений дальностей генерируют коды двух типов - P и C/A. Код P трактуется как точный (Precision) или защищенный (Protected). Он предназначен для военных.
Для остальных пользователей в любое время может быть введен режим избирательного доступа SA (Selective Availability), при котором с целью понижения точности измерений преднамеренно накладываются флюктуации на фазу дальномерного кода и вносятся дополни-тельные погрешности в эфемеридную информацию. В GPS предусмотрена еще одна мера защиты сигнала от несанкционированного пользователя - режим дополнительного шифрования AS (Anti Spoofing), когда P-код при помощи нелинейной функции W(t) переводится в новый Y-код. В аппаратуре военных пользователей функция W(t) известна и используется при демодуляции Y-кода.
C/A-код разработан для гражданского пользователя. Его определяют как грубый (Coarse
Aquisition), легко доступный (Clear Accessible), легко обнаруживаемый (Clear Aquisition),
гражданский (Civil Application) или стандартный (S - Standard).
Несущий сигнал L1 одновременно модулирован обоими C/A и P кодами, но фазы этих модуляций сдвинуты относительно друг друга на 90о. Сигнал L2 модулирован P-кодом и не несет C/A-кода. Оба сигнала L1 и L2 модулированы также данными, посылаемыми с КА. Модуляция такая же - ФМ. Поток сообщений каждого спутника состоит из 25 блоков по 1500 бит. Каждый блок разбит на 5 подблоков по 300 бит. Трансляция подблока занимает 6 с, блока - 30 с, всего сообщения - 12,5 минут. В каждом подблоке 10 слов по 30 бит, из которых первое слово содержит телеметрическую информацию, а второе - метки времени. За этими словами в подблоках 2 и 3 - эфемериды с кеплеровыми элементами орбиты спутника (они действительны лишь на короткое время для части его орбиты). Указанные подблоки повторяют в каждом блоке. Подблоки 4 и 5 несут данные о поправках на влияние ионосферы, параметры шкалы времени данного КА, сведения о здоровье спутника, а также альманах - сборник менее точных данных о местонахождении всех спутников. Альманах нужен для планирования и проектирования измерений. Информация подблоков 4 и 5 разделена на 25 страниц, передается постранично и
повторяется через 12,5 минут. Наиболее важные сведения потока сообщений обычно обновляют через каждые 4 часа. В GPS все спутники работают на одних и тех же частотах, но каждый имеет свой код. Разделение сигналов кодовое.
        В ГЛОНАСС все сигналы модулированы одними и теми же высокой (ВТ) или стандартной (СТ) точности кодами. Каждый спутник работает на собственных частотах. Разделение сигналов частотное. Значения частот:

fL1 = f01 + K f1,           fL2 = f02 + K f2
f1 = 0,5625 МГц,         f02 =1246 МГц,
f01 =1602 МГц,   f2 = 0,4375 МГц,

где номера K = от 1 до 24. К 1998 г., чтобы не мешать радиоастрономии, будут исключены номера K = от 16 до 20. Спутники в противоположных полушариях получат одинаковые номера. К 2005 г. сохранят только номера K с 1 по 12, а позже - с -7 по +4. На каждом спутнике все сигналы формируют от одного эталонного генератора основной частоты f0 = 5,11 МГц. Несущие частоты находятся в соотношении f L1/f L2 = 9/7. Длины волн 01=18,7 см, 02=24,1 см.
       В ГЛОНАСС эфемериды содержат геоцентрические координаты спутника и другое, а альманах - литер К несущей частоты, время и долготу первого прохождения внутри суток восходящего узла, поправки к наклонению орбиты и периоду обращения, аргумент перигея и эксцентриситет орбиты, сдвиг шкалы времени и другое.

Таблица 6

Характеристики сигналов, передаваемых КА

Параметр

ГЛОНАСС

GPS

Поляризация радиоволн

круговая

круговая

Несущие частоты L1

1602,56–1615,5 Мгц

1557,42 Мгц

Несущие частоты L2

1246,44–1256,5 Мгц

1227,6 Мгц

Разделение сигналов

частотное

кодовое

Объем потока сообщений

7500 бит

37500 бит

Длит. передачи сообщения

2,5 мин

12,5 мин

Скорость передачи данных

50 зн/с

50 зн/с

Повторение меток времени

2 с

6 с
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   587

Похожие:

При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезичес iconТиповая региональная целевая программа использования спутниковых навигационных технологий с использованием системы глонасс и других результатов космической деятельности
Евой программы использования спутниковых навигационных технологий с использованием системы глонасс и других результатов космической...
При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезичес iconОсобенности применения спутниковых навигационных технологий при развитии национальной арктической транспортной системы и в освоении природных месторождений на
Особенности применения спутниковых навигационных технологий при развитии национальной арктической транспортной системы и в освоении...
При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезичес iconПо самообразованию
«Использование интерактивной доски в педагогической деятельности» при Ресурсном центре спутниковых информационных технологий – г....
При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезичес iconИнформационные технологии обработки гидрологических данных судовых и спутниковых наблюдений
Сибирский Федеральный Университет, Институт Космических и Информационных Технологий
При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезичес iconОб использовании спутниковых технологий в деятельности специальных подразделений А. М. Кобелев
К. Б. Кузнецов, д т н., О. А. Сисина. (Гоу впо уральский государственный университет путей сообщения)
При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезичес iconРеспубликанская целевая программа
Внедрение спутниковых навигационных технологий с использованием системы глонасс и иных результатов космической деятельности в интересах...
При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезичес iconК областной целевой программе
Система мероприятий областной целевой программы Внедрение спутниковых навигационных технологий
При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезичес iconРешение Коллегии Министерства Культуры Российской Федерации «О проблемах материально-технического оснащения библиотек и внедрении новейших информационных технологий»
Едние годы прослеживается положительная динамика по укреплению материально-технической базы общедоступных (публичных) библиотек....
При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезичес iconРешением гкрч
Разрешить использование иностранных космических аппаратов в Ku-диапазоне, скоординированных с российскими спутниковыми сетями, для...
При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезичес iconТиповая региональная целевая программа внедрения спутниковых навигационных технологий с использованием системы глонасс и других результатов космической деятельности
Ционных технологий с использованием Глобальной навигационной спутниковой системы (далее – глонасс) и других результатов космической...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©knu.znate.ru 2013
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница