Глава 8. Навигационная аппаратура потребителя.

Интерфейс системы подразумевает под собой перечень требо­ваний, описаний и технические стандарты сигналов, путем которых происходит передача информации от космического сегмента СНС к сегменту потребителей. Как было отмечено ранее, НКА используют для передачи информации шумоподобные фазоманипулированные сигналы, из­лучаемые на двух несущих частотах: L1 и L2. Навигационные измерения в двух диапазонах частот позволяют свести к минимуму ионосферные погрешности.

Интерфейс СНС беззапросный, т.е. НКА излучают радиосигналы на частотах L1 и L2 непрерывно, и любой потребитель, находящийся в зоне радиовидимости НКА, в произ­вольный момент времени может получать от него навигационную «информацию» в пассивном режиме. Следовательно, СНС ГЛОНАСС и NAVSTAR являются пассивными системами навигации, и никоим образом не являются системами связи. Это означает, что потребитель только принимает сигналы НКА, и аппаратура потребителя ничего не передает. Поэтому основой любой аппаратуры сегмента потребителей СНС является приемное устройство с встроенным вычислителем навигационных задач. В общем случае приемное устройство определяет следующие параметры:

Е – угол возвышения между плоскостью потребителя и направлением не НКА;

А – угол азимута между потребителем и направлением на НКА, отмеренный по часовой стрелке от направления на истинный (географический) Север;

Ψu – геодезическая широта потребителя (WGS-84 или П3-90);

λu - геодезическая долгота потребителя (WGS- 84 или П3-90);

tс - системное время, вычисляемое приемником.

Область применения СНС на сегодняшний день очень обширная, поэтому аппаратура потребителя, в которую входит приемное устройство как составная часть, в соответствии с областью применения может иметь самые различные схемотехнические и конструктивные решения. В зависимости от задач возложенных на приемные устройства их можно разбить на две обширных группы: геодезической точности и навигационные устройства. Приемные устройства, предназначенные для решения геодезических задач, дают возможность привязки объектов вплоть до миллиметров. Такая точность данных устройств обуславливает их цену, которая в несколько десятков, а то и сотни раз выше, чем стоимость навигационных приемников - СНС навигаторов. Последние в зависимости от назначения делятся на четыре группы:

- персональные;

-автомобильные;

-морские;

- авиационные.

Схемотехнически СНС навигатор состоит из 2-х частей: СНС приемника и навигационного прибора. Приемная часть определяет общие, как указано выше, независимо от назначения навигатора параметры. Навигационный прибор на основе данных, выработанных приемником, решает навигационные задачи, свойственные только конкретной группе СНС навигаторов.

Свои особенности и принципиальные отличия имеют и СНС навигаторы, применяемые на судах, которые обусловлены спецификой выполняемых задач в практике судовождения. Например, применяемые в судовождении СНС навигаторы должны решать задачи планирования маршрута с составлением графика и расписания плавания, с указанием для каждого участка маршрута курса, длины, расхода топлива, время плавания, время прибытия ит.д., что не требуется для СНС навигаторов иного назначения.

Современные морские СНС навигаторы позволяют судоводителю наиболее оперативно по сравнению с другими навигационными средствами выполнить его главную задачу – провести судно из одного пункта в другой наивыгоднейшим путем, в кратчайший срок, безопасно для людей, груза и самого судна.

Как правило, в настоящее время большинство СНС навигаторов характеризуется наличием в них программ с электронными картами, которые существенно расширяют возможности приборов, добавляя им функции картплоттеров. В морских СНС навигаторах применяются специализированные навигационные карты, которые имеют присущие только морской навигации специальные объекты и условные знаки, например:

- навигационные опасности в виде подводных скал, рифов, затонувших судов, участков

малых глубин и т.д.;

- средства навигационного обеспечения: маяки, буи, вехи, огни, знаки и т.д.;

- фарватеры, точечные отметки глубин, изобаты, данные о приливах, границы

разрешенных и запрещенных районов плавания и т.д.;

- характер морского дна и многое другое

Все эти объекты не только отображаются на экране навигатора, но и учитываются при выработке безопасного курса и навигационных предупреждений.

Оснащенные электронными картами, морские СНС навигаторы решают все основные задачи навигации:

- определение координат текущего места судна;

- отображение электронных морских карт;

- отображение на карте текущего места судна и его линии курса;

- планирование маршрута и его предварительная прокладка;

- автоматическое вычисление безопасных курсов;

- предупреждение судоводителя о навигационных опасностях;

- возможность непрерывного анализа данных электронной карты по курсу своего судна.

Исходя из специфики задач морской навигации, сформулируем конструктивные, функциональные и технические требования, которым должны удовлетворять СНС навигаторы, используемые в судовождении.