Обобщенная структура спутниковой навигационной системы

ЛЕКЦИЯ №2

ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Обобщенная структура спутниковой навигационной системы

Спутниковые навигационные системы GPS и ГЛОНАСС создавались исходя из определенных требований, соответствующих их прямому назначению. Подразумевалась их глобальность; независимость от метеорологических условий, рельефа местности, степени подвижности объекта; непрерывность работы и круглосуточная доступность; помехозащищенность; компактность аппаратуры потребителя и др.

Гражданские применения СНС, развившиеся уже после разработки концепции систем ГЛОНАСС и GPS, особенно такие, как управление гражданским воздушным движением, навигацией судов, спасательные работы, предъявляют к СНС повышенные требования в плане доступности, целостности и непрерывности обслуживания. Дадим определения этим важным терминам:

• доступность (готовность) - степень вероятности работоспособности снс перед ее применением и в процессе применения;

• целостность - степень вероятности выявления отказа системы в течение заданного времени или быстрее;

• непрерывность обслуживания - степень вероятности сохранения непрерывной работоспособности системы на заданном промежутке времени.

Под заданным промежутком времени, как правило, подразумевается отрезок времени, наиболее важный с практической точки зрения.

В СНС GPS и ГЛОНАСС высокие эксплуатационные характеристики на структурном уровне достигаются путем совместного функционирования трех основных сегментов:

• космического сегмента;

• сегмента управления;

• сегмента потребителей.

Кроме основных сегментов существует такое функциональное дополнение, как дифференциальная подсистема (DGPS), и ряд вспомогательных элементов: специальные каналы наземной и кос­ мической связи, средства вывода спутников на орбиту и т.п.

Основу концепции СНС GPS и ГЛОНАСС составили независимость и беззапросность навигационных определений. Независимость подразумевает определение искомых навигационных данных непосредственно в аппаратуре потребителя. Это несколько усложняет потребительское оборудование, но при современном уровне развития электроники подобное усложнение уже не имеет значения. Беззапросность системы означает, что все вычисления в аппаратуре потребителя вычисляются только на основе пассивно принятых сигналов от НКА с заранее точно известными орбитальными координатами. В свою очередь, отсутствие необходимости передавать запрос от потребителя к НКА позволяет сделать оборудование потребителя весьма компактным и экономичным.