2.2 Принципы построения системы

Особенностью системы является принцип свободного доступа сигналов АРБ к приёмной аппаратуре ИСЗ. АРБ после включения в случае бедствия передают сигналы постоянно независимо от наличия ИСЗ. Аппаратура АРБ разработана таким образом, что обеспечивает время излучения посылки в пределах 0,44-0,52с, а время паузы 50с. Длительность посылки во много раз (100) меньше длительности паузы, т.е. АРБ работают в импульсном режиме. Это позволяет обеспечить приём посылок одновременно от многих АРБ с заданной вероятностью Р, имея на борту ИСЗ многоканальный приёмник. Общее число АРБ, находящихся в зоне видимости ИСЗ (N АРБ), и число каналов приёмника в бортовой аппаратуре связаны между собой определёнными соотношениями. Принцип свободного доступа не требует синхронизации времени излучения каждого АРБ.

На приёмной стороне сигналы АРБ различаются между собой по времени из-за не синхронности момента излучения и по частоте из-за естественного разброса значений частоты опорного генератора АРБ и различного доплеровского сдвига этой частоты от разных АРБ в данный момент времени. Вероятность приёма всех посылок от АРБ за время одного пролёта (ТПР) равна:

Р=1-(1-РП)н,

где н - количество посылок, принятых с АРБ за время сеанса связи с ИСЗ;

РП - вероятность приёма каждой посылки

Результаты моделирования и экспериментов с аппаратурой системы позволили показать, что при двухканальном приёмнике ИСЗ, заданном цикле сигнала АРБ и наличии в зоне видимости ИСЗ 20 одновременно работающих АРБ вероятность правильного приёма посылки составляет 0,975.

Для решения навигационной задачи за один проход ИСЗ с заданной точностью необходимо измерить за сеанс связи не менее трёх значений радиальной скорости их оптимальном расположении относительно точки максимальной крутизны изменения радиальной скорости. Количество посылок от данного АРБ за сеанс связи находится в пределах 3-14 в зависимости от взаимного расположения трассы ИСЗ относительно АРБ. Если считать, что в среднем от каждого АРБ будет приходить шесть посылок, то вероятность правильного обнаружения трёх посылок можно оценить величиной 0,943, при этом вероятность решения навигационной задачи равна 0,99.

2.2.1 Точностные характеристики системы

Точность определения координат АРБ в системе КОСПАС-САРСАТ зависит от следующих факторов: погрешностей измерения радиальной скорости ИСЗ, погрешностей прогнозирования вектора состояния ИСЗ, погрешностей в привязке доплеровских измерений к бортовому времени, угла видимости ИСЗ, числа принятых посылок и их симметричности.

Точность измерения радиальной скорости ИСЗ определяется стабильностью частоты передатчика АРБ за время сеанса связи, стабильностью частоты гетеродинов приёмника ЦСЗ, соотношением сигнал/шум в схеме измерения, дискретном измерении значения фазы, стабильностью интервала, измерения набега фазы, параметрами ионосферы и тропосферы и оценивается максимальной величиной 3,2 м/с.

Оценка точности определения местоположения АРБ по доплеровским измерениям показала, что координаты АРБ, расположенных на краю зоны видимости, определяются с точностью 10-14км вдоль траектории и 2-3км перпендикулярно траектории ИСЗ [6]. Координаты АРБ, расположенных от следа орбиты на расстояниях от 3 до 20°, определяются с точностями 0,4-1,5 и 1,5-2 км соответственно вдоль и перпендикулярно траектории ИСЗ. Для АРБ, расположенных близко к следу орбиты, плохо уточняются направления, перпендикулярные плоскости орбиты (10-15 км). Таким образом, в пределах нахождения АРБ от 3 до 20км от следа орбиты ИСЗ средняя квадратичная погрешность определения координат АРБ не превышает 3 км.