14.3. Система отсчета времени в навигационной спутниковой системе

Навигационный искусственный спутник Земли движется по орбите в некоторой шкале времени.

В глобальных навигационных спутниковых системах использу­ют следующее время: всемирное (гринвичское среднее солнеч­ное); всемирное координированное; поясное; местное декретное; летнее.

Всемирное (гринвичское среднее солнечное) время UT содержит год, месяц, число, час, минуту и секунду. При этом первые три величины — год, месяц и число — отсчитывают по общепринятому (Григорианскому) календарю, час, минуту и секунду — по местному среднему времени на гринвичском меридиане. Всемир­ное время tUT измеряют часовым углом «среднего солнца» относительно гринвичского меридиана, увеличенного на 12ч. Всемирное координированное время UTC измеряют по атомным часам и пе­редают по радиовещательным сетям. Время UTC используют в по­вседневной жизни.

Поясное время ZT так же, как и время UT, содержит год, месяц и число. Однако часы, минуты и секунды в поясном времени соответствуют местному среднему времени основного (центрально­го) географического меридиана определенного часового пояса tП, значение которого вычисляют по формуле

ZT = UTC + n,

где n – номер часового пояса.

Поясное время введено в России с 1919г. При этом поверх­ность Земли была разделена на 24 часовых пояса, центральные меридианы которых отличаются по долготе на 15° (1 ч). Напри­мер, для Москвы n = 2.

Местное декретное времяотличается от поясного времени ZT на декретную добавкуt_дкр, устанавливаемую для каждого региона законодательным порядком. В России в качестве местного декрет­ного времени действует летнее времяt_л, которое действует ежегод­но с 2 ч ночи последнего воскресенья марта до 3 ч ночи последне­го воскресенья октября, когда вводилось зимнее время. (Отменено с 2011 г.)

T_зимн=ZT+ 1 ч.

В глобальной навигационной спутниковой системе GPS ис­пользуют шкалу времени, «привязанную» к всемирному коорди­нированному времени UTC. При этом в системе имеется свой не­дельный календарь, в котором номер недели отсчитывается с ночи с 5-го на 6-е января 1980 г.

Российская система «ГЛОНАСС» привязана к шкале Государ­ственного эталона частоты и времени России UTC (SU).

14.4. Структура радиосигналов навигационных спутников

Принцип определения месторасположения с помощью глобальной навигационной спутниковой системы пре­дусматривает измерение расстояний (дальностей) между искусст­венными спутниками Земли и фазовым центром антенны прием­ника спутниковых сигналов, установленного на определяемой точке местности.

С целью реализации данного принципа каждый НИСЗ излуча­ет радиосигналы, структура которых для системы GPS показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Радиосигналы системы GPS

Одновременно в радиолинии частотного диапазона L₁ спутни­ки системы GPS излучают кодовые последовательности стандарт­ной (Р-код) и высокой (С/А-код) точности. Также излучается не­сущий электромагнитный сигнал частотой L₂.

При необходимости сигнал С/А-код может быть отключен. В системе GPS все спутники работают на одних и тех же частотах, но каждый имеет свой код.

В системе ГЛОНАСС каждый спутник работает на собствен­ной частоте. Разделение сигналов частотное. Так же, как и в GPS, несущие сигналы обозначают как L₁ и L₂, а Р-коду соответствует ВТ-код (код высокой точности) и СТ-код (код стандартной точно­сти). Одновременно с измерительными сигналами с искусствен­ного спутника земли передается хранящаяся на нем, так называе­мая, оперативная и неоперативная информация, сформированная в виде кадра навигационного сообщения.

Оперативная информация содержит: эфемериды ИСЗ (три пространственные прямоугольные координаты X, Y, Z, три состав­ляющих скорости ИСЗ и три составляющих ускорения); метку времени; сдвиг шкалы времени НИСЗ относительно шкалы вре­мени всей системы и другие сведения.

Неоперативную информацию образует альманах системы, со­держащий параметры орбит всех спутников системы и другие све­дения. Полный кадр (суперкадр) системы ГЛОНАСС и GPS пере­дается в течение 10...12 мин.