Архитектура спутникового приемника

В состав спутник.

1. Антенна и связанная с ней электроника

2. Радиочастотный блок с контурами слежения за сигналом, как минимум два.

3. Навигационный микропроцессор – информация о спутниках и состояниях о них.

4. Блок питания

5. Блок команд и контрольный дисплей – контроллер

Более подробно схемку срисовать из антоновича или инета.

На след лекцию не опаздывать и посмотреть определения.

[L] 2013-02-08

<контрольная>

def ГНСС

def созвездие спутников

Космический сегмент

сегмент контроля и управления

Пользовательский сегмент

def спутниковый приемник

</контрольная>

Основные характеристики созвездий ГНСС

Параметр, способ	СРНС Глонасс	GPS NAVSTAR	TEN GALILEO
Число – НС (резерв)	24 (3)	24 (3)	27 (3)
Число орбит. пл./НС в пл.	3/8	6/4	3/9
Тип орбит	Круговая (e=0+-0.01)	Круговая	Круговая
Большая полуось орбиты, км	25510	26560	29600, 318
Наклонение орбиты, градусы	65	55	56
Номинальный период обращения	11:15:44	11:57:58	14:04:42
Способ разделения сигналов	Частотный	Кодовый	Кодово-частотный
несущие частоты радиосигналов, МГц	L1=1602.5625..1615.5 L2=1246.4375..1256.5	L1=1575.42 L2=1227.60 L5=1176.45	E1=1575.42 E5=1191.795 E5A=1176.46 E5B=1207.14 E6=12787.75
тип дальномерного коа	М-последовательность (СТ-код 511 зн.)	Код Голда (C/A-код 1023 зн.)	М-последовательность
Тактовая частота дальномерного кода, МГц	0.511	1.023 (C/A-код) 10.23 (P,Y-код)	E1=1.023 E5=10.23 E6=5.115
Сисетма отсчета времени	UTS (SU)	UTS (USNO)	UTS (GST)
Сситема отсчета координат	ПЗ-90/П390.2	WGS-84	ETRF-00
Тип эфемерид	Геоцентрические координаты x,y,z и их производные (полиномы Чемышева)	Модифицированные кеплеровы элементы орбиты, 15 их вроде. Они лучше, функция аналитически и замкнутая.	Модифицированые кеплеровые элементы орбиты
Максимальное пребывание в зоне видимости, ч	5.5	4.1	нет данных

Информационно-технические службы 100_0690

Глобальная сеть IGS. Где-то с 1996 идет архив.

Станция красноярск закрылась в декабре 2011 года.

Координаты наблюдения этих станций есть в интернете.

100_0691.

Лекция 2. Виды измерений гнсс / в технологиях gps

В GPS измеряем разность моментов излучения и прихода сигнала на антенну или разность фаз.

Физические принципы измерений.

Спутниковые методы определения координат измеряют линейные величины – расстояния между объектами и разности этих расстояний.

При измерениях вдоль дистанции распространяется электромагнитный сигнал.

Измеряемой величиной является время распространения электромагнитной волны вдоль дистанции, или разность двух фаз колебаний.

Структура сигнала GPS.

Формирование сигнала на спутнике начинается в квантовом генераторе частоты, так называемых атомных часах, которые формируют основную частоту – электромагнитное колебание, которое может быть охарактеризовано четярьмя параметрами: амплитудой, частотой, фазой и поляризацией.

Квантовый генератор частоты – это устройство, излучающее электромагнитные колебания при квантовом переходе частиц (атомов или молекул) из одного энергетического состояния в другое. Используются цезиевые и рубидиевые часы, и водородные мазеры в контрольном сегменте. Монография синягина и кошина 2009 – нкига.

Если один из этих параметров изменяется некоторым контролируемым способом (т.е. модулируется) для передачи информации, тогда сигнал становится сообщением.

Основная частота модулируется по фазе бинарными кодами. Каждый код является последовательностью бинарных цифр и чипов, которые повторяются с определенным интервалом.

(100_0694)

Основная частота 10.23 МГц x154 -> Несущая частота L1 1575.42 -> P-код 10.23 МГц /10 -> = C/A код 1.023 МГц x120 -> Несущая частота L2 1227.60 -> P-код 10.23 МГц

50 бит/с – Навигационное сообщение.

В кодахсодержится: дальномерная составляющая, навигационное сообщение.

100_0695

Навигационное сообщение содержит данные: эфемериды спутников, поправки к эфемеридам, число-временные поправки к бортовой шкале, признаки работоспособности. Поправки к бортовой шкале, эфемеридам и бортовой шкале формирует спутник.

Кроме того там же передается альмонах системы – эфемериды спутниковых, просто немодифицированные кеплеровы элементы, позволяют посчитать где находятся спутники (не тратить время на их обнаружение).

100_0696

Характеристика несущей волны	L1	L2	Дальномерные коды	длинна чипа, м
длина lambda, см	~19	~24	C/A – «грубый»	300
частота f, МГц	1575.42	1227.60	P – «точный»	30

Псевдодальность – это измеренная величина, которая определяется из разности моментов излучения сигнала на спутнике и приема сигнала на антенне приемника. Содержит в себе собственно геометрическую дальность расстояния между приемником и спутником, ошибки (часов) синхронизации шкалы спутника и шкалы приемника, задержки сигнала влияния атмосферы. Точность измерения псевдодальности зависит от кода. C/A код – порядка 100 метров, P-код – порядка 30. Для определения предельной точности надо взять 1% от длины передаваемого сообщения. 1 метр и 30 см. Фазовые составляющие – 2мм.

Наблюдение фазы.

Непрерывная фаза несущей – это измерение (длина), которая составляется целым количеством длин волн (20см), уложившихся между спутником и приемником, и дробной составляющей первой пришедшей волны. Дробную составляющую мы считаем по разности кода, а целое число неизвестно – мы его определяем аналитически. Для этого делается несколько наблюдений. Точность фазовых наблюдений – миллиметры, в лучшем случае – 2 мм.

Основные виды спутниковых наблюдений.

Универсальное обозначение для разных видов наблюдений.

Формат обмена данными между разного виды приборов, разработан формат в ~1998 году.

Фазовая дальность L1; L2

C/A-кодовая дальность на L1 – C1

C/A-кодовая дальность на L1 – P1

Добавляется C на L5, P на L5