МЕНЮ


Фестивали и конкурсы
Семинары
Издания
О МОДНТ
Приглашения
Поздравляем

НАУЧНЫЕ РАБОТЫ


  • Инновационный менеджмент
  • Инвестиции
  • ИГП
  • Земельное право
  • Журналистика
  • Жилищное право
  • Радиоэлектроника
  • Психология
  • Программирование и комп-ры
  • Предпринимательство
  • Право
  • Политология
  • Полиграфия
  • Педагогика
  • Оккультизм и уфология
  • Начертательная геометрия
  • Бухучет управленчучет
  • Биология
  • Бизнес-план
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Банковское дело
  • АХД экпред финансы предприятий
  • Аудит
  • Ветеринария
  • Валютные отношения
  • Бухгалтерский учет и аудит
  • Ботаника и сельское хозяйство
  • Биржевое дело
  • Банковское дело
  • Астрономия
  • Архитектура
  • Арбитражный процесс
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Административное право
  • Авиация и космонавтика
  • Кулинария
  • Наука и техника
  • Криминология
  • Криминалистика
  • Косметология
  • Коммуникации и связь
  • Кибернетика
  • Исторические личности
  • Информатика
  • Инвестиции
  • по Зоология
  • Журналистика
  • Карта сайта
  • Навигационные комплексы Гланасс и Новстар

    способами: установкой в нулевое состояние блока делителей и сдвигом шкалы

    бортового времени на значение, необходимое для совмещения с наземной

    шкалой.

    При установке БШВ в исходное состояние с наземного пункта управления

    подается команда, привязанная к «нулевой» меткевремени НХВ. При этом подача

    команды производится с упреждением на время распространения радиоволн от

    наземного пункта до НИСЗ. Шкала времени БХВ устанавливается в нулевое

    состояние независимо от того, какое значение времени было до фазирования.

    Обычно бортовая шкала переводится в нулевое состояние после вывода НИСЗ на

    орбиту, включения резервных блоков БХВ или грубых сбоев в отсчете бортового

    времени.

    Точность такого способа фазирования определяется аппаратурными

    погрешностями, точностью расчета времени распространения радиоволн и

    флуктуационными задержками приемопередающего тракта Земля - НИСЗ.

    При фазировании сдвигом шкалы бортового времени команда изменяет

    коэффициент деления в блоке делителей БХВ. Время воздействия команды

    зависит от величины необходимой коррекции, которая закладывается в код этой

    команды, и таким образом к бортовому времени прибавляется или из него

    вычитается некоторое значение, определенное по результатам сверки. Этот

    способ фазирования более точен, так как не зависит от параметров радиолинии

    и наземной аппаратуры.

    Сочетание обоих способов фазирования позволяет оперативно и рационально

    управлять бортовой шкалой времени НИСЗ и добиваться точности совмещения

    временных интервалов со шкалой НХВ до десятков наносекунд.

    1.5.3. Коррекция кода БШВ

    Коррекция кода БШВ производится, когда имеет место расхождение в

    оцифровке временных интервалов бортовой и наземной шкал времени. Обычно

    расхождение в оцифровке может быть при начальном включении БХВ, сбоях

    счетчиков бортового времени и сдвиге шкалы на целое число единиц времени.

    Команда на коррекцию кода БШВ формируется на наземном пункте и содержит

    информацию об оцифровке соответствующих временных интервалов наземного

    хранителя. После приема на борту НИСЗ команда поступает на вход кодирующего

    устройства БХВ и в соответствии с заложенным кодом производится коррекция

    состояния счётчиков бортового времени.

    1.6. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ СВЕРКИ ШВ УДАЛЕННЫХ ПУНКТОВ ПО ВЫБОРКЕ ОДНОВРЕМЕННЫХ

    ПСЕВДОДАЛЬНОМЕРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ.

    Основными источниками погрешностей сверки ШВ по сигналам ССРНС являются:

    1. погрешности знания векторов состояния НИСЗ, которые обусловлены

    погрешностями эфемеридного и частотно-временного обеспечения НИСЗ,

    2. погрешности измерения времени прихода радионавигационных сигналов,

    которые складываются из погрешностей калибровки,

    3. шумовых и динамических погрешностей измерителя РНП, погрешностей из-за

    условия распространения радиоволн и прочих составляющих,

    4. погрешности знания векторов состояния синхронизируемых пунктов, которые

    в рассматриваемом случае определяются погрешностями задания координат

    пунктов.

    При анализе точности сверки ШВ по сигналам ССРНС необходимо учитывать

    корреляцию погрешностей определения поправок к ШВ различных пунктов,

    вызванную воздействием одних и тех же возмущающих факторов. Для этого

    необходимо знать коэффициенты корреляции различных составляющих погрешности

    для каждого из пунктов и коэффициенты взаимной корреляции для различных

    пунктов. Точно знать эти коэффициенты практически невозможно, поэтому при

    оценке точности приходится задаваться теми или иными гипотезами

    относительно их значений. Целесообразно рассмотреть крайние случаи, когда

    коэффициенты корреляции погрешностей знания векторов состояния НИСЗ и

    погрешностей измерителя (кроме погрешностей калибровки) радионавигационных

    параметров равны либо нулю (независимые погрешности), либо единице

    (систематические погрешности). При этом учитывается, что коэффициент

    корреляции погрешностей калибровки для каждого измерителя равен единице, а

    коэффициент взаимной корреляции для различных измерителей нулю.

    Поправка к ШВ j-го пункта, координаты которого неизвестны, определяется

    по результатам измерений задержек [pic] принимаемых сигналов НИСЗ

    относительно ШВ этого пункта решением линеаризованной системы уравнении

    невязок квазидальностей [pic]и (с - скорость света) :

    [pic] (1.3)

    где: Сji - матрица наблюдений,

    ( gj - вектор оцениваемых параметров (прямоугольные геоцентрические

    координаты пункта ипоправка к ШВ),

    ( gi - вектор погрешностей состояния НИСЗ (погрешности временного и

    эфемеридного обеспечения в орбитальной системе координат),

    Аj - оператор преобразования из орбитальной в геоцентрическую систему

    координат,

    (j - погрешность калибровки приемоизмерительного тракта,

    ( ji - погрешности измерителя РНП.

    Включение координат j-го пункта в вектор оцениваемых параметров позволяет

    в общем случае решить навигационно-временную задачу, т.е. определить

    координаты и поправки к ШВ пункта.

    Смещение шкалы g-го пункта, работающего по тому же созвездию НИСЗ, что и

    j-й пункт, определяется аналогично. Сдвиг шкалы j-го пункта относительно

    шкалы g-го пункта ((tjg) вычисляется по формуле:

    [pic] (1.4)

    При оценке точности взаимной синхронизации двух пунктов j и g будем счи-

    тать, что по измерениям [pic] и [pic], методом наименьших квадратов

    определяется суммарный вектор [pic], причём погрешности измерений РНП

    распределены по гауссовскому закону. Если весовая матрица есть [pic][pic],

    где [pic]-дисперсия погрешностей измерителя, I - единичная матрица размером

    [2n x 2n], то можно показать, что корреляционная матрица погрешностей

    суммарного вектора примет вид

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic]

    [pic] (1.5)

    где

    [pic]

    [pic] - корреляционные матрицы погрешностей априорного знания векторов

    состояния пунктов и НИСЗ;

    r - коэффициент корреляции погрешностей измерителя;

    rS - коэффициент корреляции погрешностей априорного знания векторов

    состояния НИСЗ;

    [pic] - дисперсия погрешностей калибровки измерителя РНП.

    Если представить выражение в виде

    [pic] (1.6)

    где N = (0001000 – 1), то среднеквадратическую погрешность определения

    сдвига шкалы времени j-го пункта относительно шкалы g-го пункта можно

    вычислить по формуле

    [pic] (1.7)

    Для анализа точностных характеристик целесообразно выразить через

    соответствующие геометрические факторы:

    [pic] (1.8)

    где:

    [pic] – геометрические факторы, характеризующие влияние погрешностей

    измерителей, калибровки и априорного знания векторов

    состояния НИСЗ на точность определения сдвига ШВ j-го

    пункта относительно ШВ g-го пункта;

    ( k:(l:(m:(( t – отношение составляющих погрешностей эфемеридного

    (направленные по радиус-вектору k, вдоль орбиты I, по

    бинормали m, как показано на рис. 4) и временного

    обеспечения НИСЗ.

    Можно показать, что если ШВ сверяются по разным созвездиям и погрешности

    измерений на j-м пункте не коррелированы с погрешностями измерений g-го

    пункта (независимая сверка), то [pic] равна сумме дисперсий определения

    поправок на каждом из пунктов. Если же измерение на пунктах производится

    одновременно и по одному и тому же созвездию, то часть погрешностей взаимно

    компенсируется подобно тому, как это имеет место при работе по РНС в

    дифференциальном режиме .

    Диапазоны изменения геометрических факторов при относительной сверке ШВ

    двух пунктов, разнесенных примерно на 2600 км, по данным ССРНС «Навстар»

    представлены в табл. 2.

    [pic]

    Рисунок 4 Геометрия сверки ШВ по одному НИСЗ

    Таблица 2. Диапазоны изменения геометрических факторов

    |Геометрические |Априорная информация |

    |факторы |при известных координатах|при неизвестных |

    | |пунктов |координатах пунктов |

    |Г(0 |0,5...0,7 |1,5...3,7 |

    |Г(1 |0 |0 |

    |Г( |(2 |(2 |

    |Г0 |0,13...0,20 |0,5...1,3 |

    |Г1 |0,11...0,33 |0,4...1,3 |

    Анализ приведенных в таблице результатов показывает, что значения

    геометрических факторов Г(0, Г0, Г1 при сверке ШВ пунктов с известными

    координатами в 3...5 раз меньше, чем при сверке ШВ пунктов с неизвестными

    координатами. Коэффициент корреляции погрешностей знания векторов состояния

    НИСЗ практически не сказывается на точности относительной сверки ШВ

    пунктов. Выигрыш в точности зависит от соотношения систематических и

    независимых составляющих погрешности временных определений.

    Отличительной особенностью сверки ШВ пунктов с известными координатами

    является возможность работы лишь по одному НИСЗ. Выражение для [pic] при

    этом существенно упрощается.

    Если ось ОХ геоцентрической системы координат развернуть так, чтобы она

    проходила через НИСЗ, а ось ОУ совпадала с плоскостью орбит, то при n = 1

    примет вид

    [pic] (1.9)

    где

    cos (, cos (, cos ( - направляющие косинусы координатных углов с пункта

    на НИСЗ.

    Вклад отдельных составляющих погрешностей эфемерид в погрешность сверки

    ШВ пунктов зависит от взаимного расположения НИСЗ и синхронизируемых

    пунктов. Если НИСЗ равноудален от пунктов (симметричное расположение

    пунктов), то погрешность эфемеридного обеспечения по высоте не влияет на

    точность сверки. Аналогично при симметричном расположении пунктов

    относительно плоскости орбиты компенсируется составляющая погрешности

    эфемерид вдоль орбиты, а при симметричном расположении пунктов по одну

    сторону от орбиты компенсируется бинормальная составляющая погрешностей

    эфемерид. Таким образом, за счет правильного (симметричного) выбора НИСЗ

    при относительном способе сверки ШВ можно компенсировать две составляющие

    эфемеридной погрешности, включая высотную.

    1.7. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ТОЧНОСТЬ СВЕРКИ ШВ ПУНКТА С ИЗВЕСТНЫМИ КООРДИНАТАМИ ПО

    ДАННЫМ ПСЕВДОДАЛЬНОМЕРНЫХ И РАДИАЛЬНЫХ ПСЕВДОСКОРОСТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

    Сверка ШВ по данным ССРНС сводится к оценке расхождений ШВ и частот

    хранителей времени пункта и НИСЗ по результатам псевдодальномерных и

    псевдодальномерно-псевдодоплеровских (радиальных псевдоскоростных)

    измерений. Временную задачу можно решать по выборке либо фиксированного,

    либо нарастающего объема измерений. Рассмотрим влияние лишь случайных

    погрешностей измерителя РНП на точность временных определений,

    характеризующих потенциальную точность сверки ШВ пункта с известными

    координатами.

    Характер случайных погрешностей измерения РНП зависит от построения

    аппаратуры, и в частности от числа каналов измерителя. Если число каналов

    равно числу НИСЗ, используемых для решения временной задачи, и в каждом

    канале ведется непрерывное слежение за сигналами одного НИСЗ, то

    погрешности двух результатов соседних измерении значении доплеровскои

    частоты коррелированы с коэффициентом корреляции, равным -0,5. Однако если

    измерение РНП для компенсации влияния ионосферы производится на двух

    частотах путем периодического переключения каналов с несущей частоты f1 на

    частоту f2, то даже в многоканальной аппаратуре погрешности доплеровских

    измерений становятся некоррелированными.

    Для решения временной задачи по нескольким НИСЗ можно использовать и

    одноканальную аппаратуру; при этом радионавигационные сигналы различных КА

    обрабатываются последовательно во времени и погрешности доплеровских

    измерений оказываются также некоррелированными.

    Так как дальномерные и доплеровские измерения независимые, то выражение

    для корреляционной матрицы погрешностей частотно-временных определений,

    обусловленной погрешностями дальномерно-доплеровских измерений, можно

    представить в виде:

    [pic] (1.10)

    где Сr Сr: - матрицы соответственно дальномерных и доплеровских

    наблюдений размерностью [n x 2],

    Wr, Wr - корреляционные матрицы погрешностей дальномерных и

    доплеровских измерений размерностью [n x n].

    Пусть для простоты оценка производится для середины интервала наблюдения,

    тогда для линейной модели ухода шкалывремени матрицы:

    [pic] (1.11)

    [pic]

    После подстановки получаем:

    [pic]

    где:

    [pic]

    при некоррелированных

    доплеровских измерениях,

    при коэффициенте кор-

    реляции соседних допле-

    ровских измерений - 0,5;

    [pic] (1.12)

    где:

    (r , (r – среднеквадратические погрешности измерений дальности и скорости

    изменения дальности.

    Полученные соотношения позволяют достаточно просто оценить точность

    определения частотно-временных поправок к ШВ пункта при обработке данных

    ССРНС. Наиболее высокая точность сверки ШВ пунктов достигается при

    совместной обработке дальномерных и доплеровских коррелированных измерений,

    выигрыш зависит от соотношения величин (r (t и (r и интервала наблюдения.

    Для ССРНС «Навстар» при шаге измерений 1с для достижения точности сверки ШВ

    около 1 нc требуется продолжительность сеанса не менее 20с при работе по

    коду Р (шумовые погрешности (r = 1 м, (r =0,(05 м/с) и не менее 15 мин при

    работе по коду С/А ((r = 10 м, ((r = 0.1 м/с). Реальная же точность сверки

    ШВ может достичь 25...50 нс.

    1.8. СИНХРОНИЗАЦИЯ ВРЕМЕННЫХ ШКАЛ СЕТИ НИСЗ НА ОСНОВЕ ВЗАИМНЫХ ВРЕМЕННЫХ

    ИЗМЕРЕНИЙ

    Основным источником погрешностей навигационно-временных определений по

    данным ССРНС являются погрешности частотно-временного и эфемеридного

    обеспечения НИСЗ. В настоящее время в ССРНС «Глонасс» и «Навстар» требуемые

    точностные характеристики обеспечивает КИК, который на основании измерении,

    проводимых наземнои аппаратурой, решает задачу определения и

    прогнозирования на заданный интервал времени эфемерид НИСЗ и частотно-

    временных поправок к его БХВ. Полученные значения параметров закладываются

    на борт НИСЗ и передаются П в составе СИ.

    Точность определения параметров НИСЗ таким неавтономным способом

    зависит от точностных характеристик наземных измерителей РНП, от точностных

    характеристик бортового и наземного ХВ и от степени соответствия моделей,

    используемых для прогнозирования движения НИСЗ и ухода шкалы БХВ, реальным

    процессам. Такой способ формирования эфемеридной и временной информации

    позволяет обеспечить высокие точностные характеристики системы за счет

    статистической обработки большого объема информации и использования сложных

    математических моделей и алгоритмов прогнозирования состояния НИСЗ,

    ориентированных на универсальные ЭВМ. Однако при данном способе решения

    задачи погрешность синхронизации БХВ НИСЗ является функцией времени и

    именно эта величина в первую очередь определяет время автономной работы

    системы, т. е. Интервал времени, в течение которого характеристики системы

    поддерживаются точными без помощи КИК.

    Повышение точности частотно-временного и эфемеридного обеспечения НИСЗ и

    увеличение интервала автономного функционирования системы весьма актуальны.

    Один из возможных способов автономного решения этой задачи основывается на

    использовании текущей информации, полученной путем взаимных измерений НИСЗ-

    НИСЗ.

    Суть метода заключается в следующем. Каждый НИСЗ в течение отведенного

    интервала времени излучает измерительный сигнал, который остальные НИСЗ

    созвездия (находящиеся в зоне радиовиди мости излучающего НИСЗ) используют

    для измерения квазидальности до них. Измеряемый каждым НИСЗ параметр

    включает разность показаний БХВ спутников и время распространения сигналов

    между ними. Каждый НИСЗ за достаточно короткий интервал времени, кроме

    передачи измерительного сигнала, осуществляет также прием результатов

    квазидальномерных измерений, проводимых другими НИСЗ. Полученные данные

    позволяют определить уходы ШВ НИСЗ относительно собственной шкалы.

    Рассмотрим два НИСЗ, проводящие взаимные временные определения. Обозначим

    (ji результат измерения квазидальности, полученный i-м НИСЗ по сигналу j-го

    спутника. Тогда в результате обмена информацией имеем:

    [pic] [pic]

    где: rij , rji - расстояние между НИСЗ в момент измерения

    квазидальности соответственно i-м и j-м НИСЗ,

    ( tij- уход ШВ i-го НИСЗ относительно шкалы j-го спутника;

    с - скорость света.

    Если цикл взаимных измерений достаточно короткий, то [pic] и [pic]

    Вычитая (ji из (ij, получаем:

    [pic] (1.14)

    Таким образом каждый НИСЗ после выполнения аналогичных операций

    определяет уход собственной шкалы относительно шкалы другого НИСЗ. Взаимные

    измерения могут проводиться либо всеми НИСЗ по одному «ведущему» спутнику,

    либо между всеми спутниками созвездия взаимно. В первом случае все НИСЗ

    Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9


    Приглашения

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хореографического искусства в рамках Международного фестиваля искусств «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хорового искусства в АНДОРРЕ «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»




    Copyright © 2012 г.
    При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.