Московский Государственный Университет Связи и Информатики лекции

Вид материала

Лекции

Содержание T-gps = utc(1980.0)

Подобный материал:

• 16-19 марта 2011 г в Минске состоялся Европейский семинар по устойчивому развитию, 13.55kb.
• Методология формирования и реализации аппарата анализа и планирования рыночного потенциала, 598.83kb.
• Министерство Образования Российской Федерации Московский Государственный Университете, 1997.23kb.
• Федеральное агентство связи Сибирский государственный университет телекоммуникаций, 622.46kb.
• Московский государственный университет имени, 111.06kb.
• Министерство образования и науки, 38.9kb.
• Примерная программа 10. 00-11. 00 Регистрация, 36.7kb.
• II. Логика и язык, 5497.75kb.
• Курса, 405.14kb.
• Управление компетенциями в самообучающейся организации, 72.07kb.

- Уровень CAS-2 будет доступен только ограниченному кругу потребителей. Предполагается, что система обеспечит определение места с точностью 3,0 - 4,0м.

Особенности основных систем спутниковой навигации NAVSTAR/GPS и ГЛОНАСС

Обе системы имеют двойное назначение - военное и гражданское, поэтому излучают два вида сигналов:

• один -L1 - с пониженной точностью определения координат (~100,0м) - для гражданского применения;
  
• другой - L2 - высокой точности (~10,0м - 15,0м и точнее) для ограниченного применения.
  

Для ограничения доступа к точной навигационной информации вводят специальные помехи, которые могут быть учтены после получения ключей от Военного Ведомства США.

В настоящее время эти помехи отменены, и точный сигнал доступен гражданским приёмникам, однако, в случае соответствующего решения государственных органов стран-владельцев, военный код может быть снова восстановлен.

Спутники NAVSTAR/GPS располагаются в шести плоскостях на высоте примерно ~20180,0км.

Спутники ГЛОНАСС находятся в трёх плоскостях на высоте примерно ~19100,0км.

Номинальное количество спутников в обеих системах - 24.

Группировка NAVSTAR/GPS полностью укомплектована в апреле 1994-го и с тех пор поддерживается.

Группировка ГЛОНАСС была полностью развёрнута в 1995 году, но в течение 10 лет практически не поддерживалась. В настоящее время идёт её активное восстановление.

Обе системы используют сигналы "псевдошумовых" последовательностей, применение которых придаёт им высокую помехозащищённость и надёжность при малой мощности излучения передатчиков.

В соответствии с назначением, в каждой системе есть две базовые частоты:

L1 - стандартной точности и L2 - высокой точности.

- Для NAVSTAR/GPS: L1 = 1575,42мГц и L2 = 1227,6мГц.

• Для ГЛОНАСС используется частотное разделение сигналов, т. е.
  

каждый спутник работает на своей частоте и, соответственно:

L1 = от 1602,56мГц до 1615,5мГц и L2 = от 1246,43мГц до 1256,53мГц.

Сигнал L1 доступен всем пользователям, сигнал L2 — только военным, то есть, не может быть расшифрован без специального, секретного ключа.

Каждый спутник навигационной системы, помимо основной информации, передаёт также вспомогательную и управляющую информацию - для непрерывной работы приёмного оборудования. В эту категорию входит полный альманах - таблица положений всей спутниковой группировки на орбите, передаваемых последовательно в течение нескольких минут.

Таким образом, старт приёмного устройства может быть достаточно быстрым, если он содержит актуальный альманах (порядка 1-й минуты) - это называется "горячий ("теплый") старт, но может занять и до 15-ти минут, если приёмник вынужден получать полный альманах - так называемый "холодный старт".

Необходимость в "холодном старте" возникает обычно при первом включении приёмника, либо если он долго не использовался.

Отдельные модели спутниковых приёмников позволяют производить так называемое "дифференциальное измерение" расстояний между двумя точками с большой точностью (сантиметры). Для этого измеряется положение навигатора в двух точках с небольшим промежутком времени.

Кроме того, есть несколько систем, которые посылают уточняющую информацию ("дифференциальную поправку к координатам"), позволяющую повысить точность измерения координат приёмника до 10,0см.

Дифференциальная поправка основана на геостационарных объектах (спутниках и наземных базовых станциях), обычно является платной (расшифровка сигнала возможна только одним определённым приёмником после оплаты услуги).


В настоящее время функционирует бесплатная европейская геостационарная навигационная услуга -EGNOS - European Geostationary Navigation Overlay Services, основанная на двух геостационарных спутниках, дающая высокую точность местонахождения объекта (до 30,0см), но работающая с перебоями и ненадёжно. В США её аналог - WAAS.


Спутниковые навигационные системы GPS (США) и ГЛОНАСС (Россия) функционируют в собственном системном времени. Все процессы измерений фиксируются в этой шкале времени.

Необходимо, чтобы шкалы времени навигационных спутников были согласованы между собой. Это достигается независимой привязкой каждой из шкал спутников к системному времени.

Системная шкала времени есть шкала атомного времени. Она задаётся сектором управления и контроля, где поддерживается с точностью более высокой, чем бортовые шкалы спутников.

Системное время GPS есть Всемирное координированное время - UTC, отнесённое к началу 1980 г.: ^ T-GPS = UTC(1980.0).

UTC - Coordinated Universal Time - универсальное координированное время - часовой пояс на нулевом меридиане (ранее называлось Гринвичским средним временем - Greenwch Mean Time - GMT, или зулусским временем).

Поправки T-GPS к Всемирному координированному времени UTC регистрируются с высокой точностью и передаются в виде постоянной величины в навигационном сообщении, а также публикуются в специальных бюллетенях.

Системное время ГЛОНАСС периодически подстраивается под Всемирное координированное время (T-ГЛОНАСС = UTC).


При доведении количества действующих спутников до 18, на территории России обеспечивается практически 100%-ная непрерывная навигация. На остальной части Земного шара при этом перерывы в навигации могут достигать 1,5час.


Практически непрерывная навигация по всей территории Земного шара обеспечивается при полной орбитальной группировке из 24-х спутников.

Увеличение количества навигационных спутников ГЛОНАСС, используемых по целевому назначению до 16, позволяет повысить доступность навигации с использованием системы ГЛОНАСС на территории России с 66% до 90% , а по всей территории Земли с 56% до 80%.


.

.

.

.

.

.

.

.

.

Спутниковая связь


По оценкам специалистов в перспективе всеми системами фиксированной электросвязи будет охвачено около 70,0 % поверхности Земли, системами сотовой связи может быть охвачено всего 15,0% поверхности Земли, системами спутниковой связи будет охвачено 100% поверхности Земли, включая водную поверхность. Но спутниковая связь обеспечит только 30,0% всего международного трафика.


Спутниковая связь сегодня незаслуженно занимает последнее место на рынке телекоммуникационных услуг. Это говорит, прежде всего, об ограниченности ресурсов частотного диапазона, ограничении числа спутников-ретрансляторов, находящихся одновременно, как правило, на геостационарной орбите и все еще достаточно высокими тарифами на системы и услуги спутниковой связи. Тарифы на услуги спутниковой связи имеют тенденцию к снижению, они не зависят от длины канала, установленного на время обмена сообщениями. В ближайшем будущем Операторы спутниковой связи внедрят в коммерческую эксплуатацию среднеорбитальные (MEO) системы спутниковой (космической) связи и низкоорбитальные (LEO) системы спутниковой связи, что приведет к революции в телекоммуникациях.

Не смотря на то, что темпы роста информационного трафика, передаваемого по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС), обгоняют все виды связи, в том числе и спутниковую связь, охват волоконно-оптической связью населенных пунктов всех регионов, например, России - перспектива весьма далекая, дорогая и трудоемкая.

Антенны, а также приемо-передатчики (трансиверы) и другая аппаратура связи, расположенные на Земле, называются наземными (базовыми) трансиверными (приемо-передающими) станциями.

Восходящий (исходящий, прямой, вверх) канал - uplink - канал от наземной станции до спутника.

Нисходящий (входящий, обратный, вниз) канал - downlink - канал от спутника к наземной станции.

Транспондер - электронное оборудование спутника, принимающее сигналы восходящего канала и преобразующее их в сигналы нисходящего канала. Спутниковые орбиты:

1. Круговые орбиты с центром окружности в центре Земли;

Эллиптические орбиты с центром, находящимся в одном из фокусов эллипса;

2. Орбиты в разных плоскостях: экваториальные орбиты - расположены в плоскости земного экватора; полярные орбиты проходят над обоими полюсами Земли;

3. Наклонные орбиты - все остальные орбиты;

Орбиты над уровнем моря:

- Геостационарные (геосинхронные) околоземные орбиты (GEO - geostationary earth orbit) - lnmarsat . Геостационарные (или геосинхронные) спутники движутся на расстоянии 35 786км от поверхности Земли по круговой (эллиптической) орбите, поэтому угловая частота вращения спутника совпадает с угловой частотой вращения Земли.