32. Спутниковая навигационная система «глонасс». Состав системы, характеристики сигнала, информация, необходимая для оценки координат и скорости потребителя.

Спутниковая радионавигационная система «Глонасс» предназначена для всепогодного, пассивного, непрерывного в реальном масштабе времени, глобального, высокоточного навигационно-временного обеспечения всевозможных потребителей на поверхности Земли, в приземном и ближайшем космическом пространстве.

Подсистема космических аппаратов «Глонасс» в полной комплектации состоит из 24 спутников, располагающихся в трех орбитальных плоскостях с номерами 1, 2, 3 по восемь спутников в каждой плоскости. Номер плоскости нарастает в направлении вращения Земли. Орбитальные плоскости развернуты в плоскости экватора на 120° друг относительно друга. Наклонение всех плоскостей к экваториальной плоскости составляет 64,8°. Период обращения спутников равен 11 ч 15 мин 44 с ±5 с.

Способ разделения сигналов, излучаемых различными спутниками системы «Глонасс» – частотный. Спутники идентифицируются по значению номинала их несущей частоты. Номинальные значения рабочих частот радиосигналов, передаваемых в частотных диапазонах L1 и L2, определяются следующими выражениями: Здесь k =1,..., 24 - номера литеров рабочих частот спутников; Каждый ИСЗ системы излучает радиосигналы в обоих диапазонах для реализации двухчастотного способа исключения ионосферной погрешности измерений навигационных параметров. Рабочие частоты радиосигналов диапазонов L1 и L2 формируются от общего эталона частоты. Номинальное значение частоты бортового эталона равно 5 МГц. Для массовых потребителей системы «Глонасс» все ИСЗ излучают радиосигналы, модулированные грубым дальномерным кодом и служебной информацией, только в диапазоне L1. Наряду с этим в диапазонах L1 и L2 передаются сигналы, модулированные специальным кодом с более высокими точностными показателями, но закрытым из соображений национальной безопасности.

33. Принципы построения обзорно-сравнительных систем навигации.

Обзорно-сравнительный метод применяется для навигации специальных объектов и крайне редко - для навигации кораблей. Метод дает очень высокую точность из-за корреляционной обработки карт, в которую вовлекается большое число информационных точек. Вспомним, что при реализации метода позиционных линий используется одна или несколько точек.

Наиболее распространенным и используемым почти на всех видах пилотируемых летательных аппаратов является визуальное ориентирование. В полете член экипажа наблюдает через окно кабины или с помощью оптического прицела окружающую местность и сравнивает ее с географической картой. Практическая точность такой ориентировки без специальных приборов порядка 0,3…0,6 км на высотах полета 2…3 км и 2…4 км — на высотах 6…10 км.

Принцип действия ОСС. До полета составляется эталонная карта местности (ЭКМ), над которой предполагается полет. Во время полета бортовые датчики ЛА воспроизводят текущее изображение местности, т.е. дают текущую карту местности (ТКМ), которая сравнивается в специальном устройстве с ЭКМ. По результатам сравнения находят отклонение текущего положения ЛА (точка на рис. 11.1) от заданного (точка). Продольное и поперечное отклонение ЛА от точки вычисляется по сдвигу ЭКМ, который необходим для совпадения эталонной и текущей карт местности. Значения и могут быть использованы либо для вывода ЛА на заданную траекторию, либо для коррекции основной (грубой) навигационной системы ЛА.

Структурная схема ОСС. Необходимыми элементами ОСС (рис. 11.2) должны быть датчики текущей ДТКМ и эталонной ДЭКМ карт местности, а также формирователь текущей карты ФТКМ, который преобразует сигналы ДТКМ в форму, удобную для сравнения с ЭКМ. Обычно ФТКМ выполняет дискретизацию по времени, квантование по уровню и масштабирование по скорости и высоте сигналов ДТКМ. Требуемая для такого преобразования информация поступает от инерциальной системы ИНС, радиовысотомера РВ и др. Устройство сравнения УС перебирает возможные положения ЛА на эталонной карте и для каждого такого положения вычисляет корреляционную функцию (КФ) наблюдаемого изображения (ТКМ) и эталонного изображения (ЭКМ). Поэтому метод, на котором основана ОСС, называют корреляционными, а сами системы относят к классу корреляционно-экстремальных. В таких системах совпадению изображений соответствует экстремум (максимум или минимум) нормированной КФ. Решающее устройство РУ, сопоставляя результаты сравнения с информацией о местоположении ЛА от грубой навигационной системы ГНС (система счисления пути), определяет координаты летательного аппарата КЛА. Функции ФТКМ, УС и РУ обычно выполняет ЭВМ ОСС или отдельные специализированные процессоры.