Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
АЭРОГЕОДЕЗИЯ ч 2 20 02 12.doc
Скачиваний:
115
Добавлен:
01.09.2019
Размер:
64.96 Mб
Скачать

3. Навигационные сигналы gps, глонасс и Galileo

Высокоточное решение навигационных задач предполагает синхронизацию хода часов в приемной аппаратуре и на спутниках, точное определение их положения в планетарной системе координат и наличие измерительных спутниковых сигналов с точными радиотехническими параметрами.

Счет времени

Определение расстояния между движущимися со скоростью около 3,9 км/сек спутниками и наземными пунктами выполняется путем измерения времени прохождения радиосигнала между этими точками. Громадная скорость распространения сигнала (около 300000 км/сек), требует точной синхронизации времени в спутниковых системах.

В связи с этим на главных станциях управления любой СНС устанавливается системное время, принимаемое за эталон и поддерживаемое высокоточным генератором шкалы времени на основе водородного стандарта, нестабильность которого оценивается на уровне (1-5)10-14.

На спутниках установлены генераторы частоты на основе цезиевого и рубидиевого стандарта с погрешностью хода порядка 110-13; уход шкал времени спутников относительно эталона аппроксимируется полиномами первой или второй степени, коэффициенты которых передаются на спутники и в последующем включаются в навигационную информацию, поступающую в спутниковые приемники.

Время в системе GPS имеет собственную шкалу и обозначается в виде «N:S», где S – номер секунды в неделе, а N – номер недели в диапазоне от 0 до 1023, начиная с 0 часов 06.01.1980 г., увеличивающийся на единицу, когда S = 604800; после N = 1023 счет недель начинается с нуля.

Различия между шкалой координированного времени UTC (Universal Time Coordinated) и временем GPS, которое обозначается символами UTC (USNO) или UTC (GPST), передается в навигационном сообщении.

Время в системе ГЛОНАСС устанавливается в соответствии с Государственным эталоном частоты и времени Российской Федерации. Оно сдвинуто относительно времени UTC на 3 часа, корректируется одновременно с ним и обозначается UTC (SU); величина поправки указывается в навигационном сообщении. Счет времени выполняется с 00h00m00s 1 января последнего високосного года.

Координатное обеспечение

Для построения математической модели движения спутника используется общеземная (планетарная) система координат, в качестве которой могут использоваться геоцентрические системы ITRS (Terrestrial Reference System), ITRF (ITRS Terrestrial Reference Frame), WGS-84 (World Geodetic System, 1984), ПЗ-90.02.

Передаваемые со спутников навигационные сообщения содержат не координаты спутника и изменения вектора его скорости, а относительно медленно меняющиеся параметры некоторой модели, которая аппроксимирует траекторию полета космического аппарата на достаточно большом интервале времени [5]. Соответствующая обработка этих данных позволяет вычислить координаты спутника на нужный момент времени.

В системе GPS используется общеземная система координат WGS-84 и Кеплеровская модель движения с оскулирующими элементами. При этом траектория полета спутника разбивается на участки аппроксимации длительностью в один час.

Потребителю навигационной информации передается положение центральной точки участка, параметры движения на соответствующий момент времени, а также параметры модели оскулирующих элементов и функций, аппроксимирующих изменения параметров модели во времени, как предшествующем узловому элементу, так и следующем за ним.

В системе Глонасс для определения точного положения спутника используется общеземная система координат ПЗ-90.02 и дифференциальная модель движения, в которой координаты и составляющие вектора скорости спутника определяются численным интегрированием дифференциальных уравнений его движения, учитываю-

ющих конечное число действующих сил. Начальные условия интегрирования задаются на середину интервала аппроксимации.

В системе Galileo в качестве наземной опорной системы координат планируется использовать систему GTRF, независимую от WGS-84 и согласованную с ITRF. Описание этой системы, модели движения спутников на участке траектории и перечень параметров ее аппроксимации в технической литературе не приводится.