2. Спутниковые радионавигационные системы (срнс)

Одним из перспективных направлений совершенствования навигационных средств является разработка и внедрение РНС, использующих искусственные спутники Земли (ИСЗ) в качестве радионавигационных точек.

Такие РНС называются спутниковыми, а ИСЗ, предназначенные для решения навигационных задач, - навигационными ИСЗ (НИСЗ).

Благодаря большой высоте полета НИСЗ (от 600 км до 36000 км) увеличивается расстояние прямой видимости от спутника до наземных точек или ЛА.

Это позволяет на волнах метрового, дециметрового или сантиметрового диапазонов обеспечить решение задач навигации с высокой точностью в любое время года и суток на удалениях в тысячи километров от точки, над которой находится спутник. Поэтому спутниковые РНС являются весьма перспективными для обеспечения полетов ЛА на трансокеанских воздушных трассах, при полетах над районами со слабо развитой сетью наземных радионавигационных средств и при внетрассовых полетах.

Различают спутниковые системы регионального и глобального типов. Рабочая область первых ограничена определенным регионом, а вторых - всей территорией земного шара.

Радионавигационные системы с ИСЗ подразделяются на пассивные и активные.

В пассивных РНС с ИСЗ на ЛА отсутствуют излучающие устройства, что повышает скрытность работы РНС. Обработка принятых с НИСЗ сигналов полностью выполняется на борту ЛА.

В активных РНС принятые на ЛА со спутников сигналы, подвергаются первичной обработке, а затем передаются через спутник на наземный вычислительный центр для определения координат ЛА. Результаты определения координат ретранслируются снова на ЛА по соответствующему каналу связи.

Таким образом, РНС с ИСЗ представляют собой комплекс взаимодей­ствующих радиоэлектронных средств, расположенных на спутнике, ЛА и на Земле.

Этот комплекс включает в себя (рис. 5):

- ряд НИСЗ с приемопередающей аппаратурой, вращающихся вокруг Зем­ли по определенным орбитам:

- сеть наземных станций слежения, расположенных в пунктах с известными координатами и предназначенных для слежения за спутниками;

- вычислительный центр, производящий расчет текущих параметров орбит НИСЗ по данным наземных станций слежения и прогнозирование указанных параметров на будущее;

- радиосвязное и радиотелеметрическое оборудование (включает передающую станцию), предназначенное для передачи различной информации от вычислительного центра, команд с Земли - на HИСЗ (или через НИСЗ на ЛА), а также приема соответствующих данных со спутника на Землю;

Рис. 5. Состав РНС с ИСЗ

- бортовое оборудование ЛА, состоящее из приемника, вычислителей и индикатора, осуществляющее прием радиосигналов передатчика НИСЗ, их декодирование, а также вычисление координат ЛА и их отображение.

Для определения места ЛА с помощью НИСЗ, необходимо знать в любые моменты времени их координаты, которые рассчитывается назем­ным центром.

Предвычисленные значения координат и скорости ИСЗ на ближайший отрезок времени (12 ч и более) называются эфемеридами.

Эфемериды спутников, рассчитываются вычислительным центром, передаются на спутник и хранятся в запоминающем устройстве. Кроме того, на спутнике устанавливаются точные часы, периодически коррек­тируемые по сигналам службы единого времени.

Преимущества применения РНС с ИСЗ:

- возможность определения места ЛА в условиях любой погоды;

- действенность спутниковой системы по всей территории земного ша­ра (глобальность);

- осуществление управления полетом ЛА над океаном;

- возможность охвата лишь несколькими ИСЗ важнейших маршрутов над сушей и океаном в районах с наиболее интенсивным воздушным движени­ем.

К недостаткам РНС с ИСЗ относятся:

- необходимость наличия специального бортового оборудования, включая ан­тенны с вертикальной ДН;

- необходимость предвычисления параметров орбит ИСЗ;

- обязательное применение специальных наземных станций для слеже­ния за ИСЗ и обработки навигационных данных и т.д.