Навигационные комплексы Гланасс и Новстар
Информация - Радиоэлектроника
Другие материалы по предмету Радиоэлектроника
ждым 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:
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 и
Вычитая ji из ij, получаем:
(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 определяют уход собственной шкалы относительно ШВ ведущего КА, и тогда эта ШВ может быть принята за системную, во втором - каждый НИСЗ определяет уход своей шкалы путем усреднения результатов, полученных по взаимным измерениям до всех остальных спутников созвездия, и на этой основе корректирует свою ШВ, так что разброс ШВ всех НИСЗ оказывается минимальным.
Полученную в результате взаимного обмена информацию можно использовать и для определения расстояний между спутниками
(1.15)
Найденные значения дальностей позволяют уточнить эфемериды НИСЗ. С помощью такого метода эфемеридно-временного обеспечения НИСЗ можно не только увеличить время автономной работы системы, но и повысить точностные характеристики системы.
При таком методе синхронизации временных шкал сети НИСЗ для организации взаимных измерений и обмена результатами измерений необходимо установить на борту НИСЗ соответствующие радиотехнические средства и дополнительно использовать не менее 1% вычислительных ресурсов бортовой ЭВМ. Основным недостатком данного метода является возможность ухудшения точности эфемеридно-временного обеспечения НИСЗ системы при нарушении функционирования одного из НИСЗ.
Сочетание неавтономного и автономного методов синхронизации ШВ позволит устранить недостатки, присущие каждому из них в отдельности.
1.9. СПОСОБЫ УЧЁТА В НАВИГАЦИОННОМ СЕАНСЕ СМЕЩЕНИЙ ВРЕМЕННЫХ ШКАЛ НИСЗ
В СРНС, управляемых с ограниченной территории, коррекция временных шкал путем непосредственного изменения (сведения) фаз генераторов НИСЗ может производиться лишь периодически.В интервалах времени между сведениями БХВ работают автономно, что приводит к снижению точности синхронизации из-за погрешностей сведения и хранения шкал. Погрешности хранения шкал времени определяются главным образом нестабильностью генератора БХВ и релятивистскими эффектами. Точность синхронизации можно повысить алгоритмическим способом путем учета систематических смещений шкал времени. При алгоритмической коррекции на время автономной работы БХВ задается модель ухода его шкалы, параметры модели определяются в пункте сверки и передаются потребителю вместе с эфемеридной информацией.
Нестабильность генератора вносит в измерения погрешности как случайного, так и систематического характера. Вид и размер возмущений определяются физическими принципами построения и конструктивными особенностями генератора. Так, возмущения частоты цезиевого стандарта представляют собой бодай шум; частоты кварцевых и рубидиевых стандартов кроме случайных возмущений имеют и систематические дрейфы. При разработке алгоритма ввода поправок систематические дрейфы могут аппроксимироваться, например, полиномиальными функциями времени; степень полинома определяется интервалом аппроксимации и требуемой точностью представления. Если модель ухода достаточно хорошо описывает реальные процессы, то после учета смещений временной шкалы НИСЗ путем ввода поправок остаточная погрешность синхронизации БХВ определяется двумя факторами: погрешностью знания параметров модели и случайными, непрогнозируемыми возмущениями. Так, математическая модель ухода шкалы БХВ, использующего цезиевый стандарт частоты, может быть представлена на интервале времени менее одних суток в виде
(1.16)
где:
; ;
tr(t), fr(t) - смещение шкалы времени и частоты БХВ;
N0 /2 -спектральная плотность эквивалентного белого шума;
(t) - белый шум с единичной спектральной плотностью.
Поправка на смещение цезиевого БХВ рассчитывается при этом в соответствии с выражением , где ,. Погрешность вычисления поправки оценивается по формуле
(1.17)
где:
a0r(t0), a1r(t0), r корреляции погрешностей знания коэффициентов a0r, a1r на момент времени t0.
Слагаемое (N0/2)(t-t0) характеризует влияние случайных возмущений частоты генератора на погрешность синхронизации БХВ. Для других типов хранителей модель ухода шкалы времени может представляться полиномом более высо