Общие сведения о спутниковых навигационных системах

Система ГЛОНАСС предназначена для глобальной оперативной навигации приземных подвижных объектов. Она разработана по заказу и находится под управлением Министерства Обороны РФ. По своей структуре ГЛОНАСС так же, как и GPS, считается системой двойного действия, то есть может использоваться как в военных, так и в гражданских целях.

Рис.1. Сегменты высокоорбитальных навигационных систем ГЛОНАСС и GPS

Система в целом включает в себя три сегмента (рис. 1).

космический сегмент, в который входит орбитальная группировка искусственных спутников Земли (иными словами, навигационных космических аппаратов (НКА);

сегмент управления, наземный комплекс управления (НКУ) орбитальной группировкой космических аппаратов;

аппаратура пользователей системы.

Из этих трёх частей последняя, аппаратура пользователей, самая многочисленная. Система ГЛОНАСС является беззапросной, поэтому количество потребителей системы не имеет значения. Помимо основной функции (навигационных определений) система позволяет производить высокоточную взаимную синхронизацию стандартов частоты и времени на удалённых наземных объектах и взаимную геодезическую привязку. Кроме того, с её помощью можно производить определение ориентации объекта на основе измерений, производимых от четырёх приёмников сигналов навигационных спутников.

Российская Глобальная Навигационная спутниковая система состоит из 24 НКА, расположенных в трех орбитальных плоскостях на высоте 19100 км (рис.2), что соответствует периоду обращения 11 часов 15 минут. Наклонение орбиты 64,8°. Каждый НКА непрерывно передает данные о собственном местоположении в прямоугольной системе координат (эфемериды), а также альманах данных о грубом местоположении всех НКА СНС. Координаты НКА ГЛОНАСС задаются в геодезической системе ПЗ-90 с использованием параметров Земли 1990 г. Каждый НКА работает на разных частотах в диапазоне от 1602,5625 до 1615,5000 МГц с шагом 0,5625 МГц. Сигнал модулируется одинаковой псевдослучайной последовательностью с тактовой частотой 0,5625 МГц с периодом 1 мс.

Американская система GPS по своим функциональным возможностям аналогична отечественной системе ГЛОНАСС. Её основное назначение - высокоточное определение координат потребителя, составляющих вектора скорости, и привязка к системной шкале времени. Аналогично отечественной, система GPS разработана для Министерства Обороны США и находится под его управлением. Согласно интерфейсному контрольному документу, основными разработчиками системы являются:

по космическому сегменту - Rockwell International Space Division, Martin Marietta Astro Space Division;

-по сегменту управления - IBM, Federal System Company;

по сегменту потребителей - Rockwell International, Collins Avionics & Communication Division.

Космическая навигационная система GPS также состоит из 24 рабочих НКА, расположенных в 6 орбитальных плоскостях по 4 НКА на каждой (рис.2). Орбитальные плоскости расположены под углом 55° к экватору. Каждый НКА передает сигналы на частоте 1575,42 МГц, с модуляцией индивидуальном псевдослучайным кодом. Широкополосный сигнал формируется на НКА путем фазовой манипуляции несущей частоты сигналом псевдослучайной последовательности из 1023 компонентов тактовой частотой 1,023 МГц. Данные передаются со скоростью 50 бит/с, в них содержится информация об эфемеридах, техническом состоянии, временном сдвиге опорного генератора и т.д. Эфемериды НКА GPS привязаны к Всемирной Геодезической Системе 1984 г. (WGS-84).

При совместной работе эти системы называются Глобальными Навигационными Спутниковыми Системами (Global Navigation Satellite System).

Рис.2. Космический сегмент систем ГЛОНАСС и GPS.

Сравнение текущих уровней развития ГЛОНАССа и GPS приведено в табл.1.

Другие стьтьи в тему

Разработка узкополосного частотно-модулированного приемника
Радиосистемы различного назначения, от простейших радиотелефонов до компьютерных радиосетей, пользуются всё большим успехом у пользователей во всём мире. После нескольких десятилетий развития теории и техники радиосистем значительно выросли скорость и качество коммуникационных услуг п ...

Разработка управляемого контролера на базе микропроцессорного комплекта серии КР580
Если всего лишь несколько десятков лет назад свойствами программируемости характеризовались только крупные блоки и узлы управляющих систем, то в настоящее время этими свойствами характеризуется интегральная база (микропроцессор, однокристальная микро-ЭВМ), что и обеспечивает ее широки ...