Дифференциальные подсистемы спутниковых систем
ВВЕДЕНИЕ
Выпускная квалификационная работа по теме "Дифференциальные подсистемы спутниковых систем" выполнена с учетом плана по специальности 26.02.03 "Судовождение". Цель работы заключается в рассмотрении и описании дифференциальных подсистем спутниковой навигации.
В соответствии с целью нами были поставлены следующие задачи:
1. Описать структуры и характеристики таких глобальных навигационных систем, как ГЛОНАСС и NAVSTAR;
2. Обозначить способы определения координат методом псевдодальностей;
3. Описать принцип действия дифференциальных подсистем спутниковой навигации;
4. Выявить состав и принцип работы дифференциальной подсистемы EGNOS.
Достижение цели и решение задач производится с помощью теоретического анализа, синтеза и обобщения профессиональных знаний по теме, также используется дедуктивный метод подбора информации.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ5
1 СТРУКТУРА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЛОБАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ6
1.1 Общие требования6
1.2 Состав оборудования9
1.3 Функционал13
2 МЕТОДЫ НАВИГАЦИОННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ16
2.1 Дальномерный метод17
2.2 Псевдодальномерный метод19
2.3 Разносто-дальномерный метод20
2.4 Комбинированные методы21
3 СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ГЛОНАСС22
3.1 Интерфейс24
3.2 Дифференциальный режим ГЛОНАСС26
4 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ПОДСИСТЕМ29
5 ШИРОКОЗОННАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА EGNOS33
5.1 Функционал34
5.2 Состав системы EGNOS35
6 СОВМЕСТНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ39
6.1 Особенности совместного применения систем39
6.2 Пример построения алгоритма совместного использования навигационных систем42
РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ49
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ52
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Алексеев К.Б., Бебенин Г.Г., Ярошевский В.А. Маневрирование космических аппаратов. - М.: Машиностроение, 2010.
Глобальная Навигационная Спутниковая Система ГЛОНАСС. Интерфейсно контрольный документ Навигационный радиосигнал в диапазонах L1, L2 (редакция 5.1) М., 2008
Каретников В.В. Архитектура зон действия локальных дифференциальных подсистем, работающих для нужд внутреннего водного транспорта / В.В. Каретников. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. — 178 с.
Каретников В.В. Моделирование топологической структуры зон действия контрольно-корректирующих станций дифференциальной системы ГЛОНАСС/GPS, установленных на реке Обь / В.В. Каретников, Ю.Н. Андрюшечкин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. — 2013. — No 1 (20). — С. 86–8
Каретников В.В. Топология дифференциальных полей и дальность действия контрольно-корректирующих станций высокоточного местоопределения на внутренних водных путях / В.В. Каретников, А.А. Сикарев. — СПб.: ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова, 2013. — 526 с.
Киселёв А.И., Медведев А.А., Меньшиков В.А. Космонавтика на рубеже тысячелетий. Итоги и перспективы. - М. Машиностроение, 2011.
Котяшкин С. И. Определение ионосферной задержки сигналов в одночастотной аппаратуре потребителей спутниковой системы навигации NAVSTAR// Зарубежная радиоэлектроника, 2019, № 1, с. 85—95
Лебедев А.А., Красильщиков М.Н., Малышев В.В. Оптимальное управление движением космических летательных аппаратов. - М.: Просвещение, 2014.
Назаренко А.И., Скребушевский Б.С. Эволюция и устойчивость спутниковых систем. - М.: Машиностроение, 2011.
Салищев В. А., Дворкин В. В., Виноградов А. А., Букреев А. М. Станция мониторинга радионавигационных полей систем ГЛОНАСС-GPS и определения дифференциальных поправок // Радиотехника, 1996, №1, с.89— 93.
Сикарев А.А. Особенности проведения путевых работ перспективными автоматизированными тральными комплексами на внутренних водных п
2.3 Разносто-дальномерный метод
Метод основан на измерении разности дальностей от потребителя до одного или нескольких навигационных спутников. По своей сути этот метод аналогичен псевдодальномерному, так как его целесообразно использовать только при наличии в дальномерных измерениях неизвестных сдвигов R′, то есть когда фактически проводятся измерения псевдодальностей. Разностно-дальномерный метод использует три разности ∆R i j = RИЗМ i - RИЗМ j до четырех спутников, так как при постоянстве R′ за время навигационных определений разности псевдодальностей равны разностям истинных дальностей, для определения которых требуется лишь три независимых уравнения. Навигационным параметром является ∆R i j .
Поверхности положения определяются из условия ∆R i j = const и представляют собой поверхности двухполостного гиперболоида вращения, фокусами последнего являются координаты i- и j-го спутников.