Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. - Генике А.А.
ISBN 5-86066-063-4
Скачать (прямая ссылка):
Сек/пор потребителя объеди няет в себе всю совокупность широко распространенной аппаратуры пользователей, с помощью которой осуществляется прием радиосигналов от спутников и вычисление на их основе интересующих потребителя конечных результатов, характеризующих, в частности, местоположение пункта наблюдений и характерное для той или иной эпохи точное время, а при установке приемной аппаратуры па движущемся объекте — скорость его перемещения и направление движения. Упомянутая аппаратура позволяет также определить и целый ряд других вспомогательных параметров.
1.5. Космический сектор
Особенности построения и функционирования космического сектора неразрывно связаны с общими требованиями, которые предъявляются ко всей спутниковой системе позиционирования. В частности, первоначальное назначение рассматриваемых систем GPS и ГЛОНАСС, которые разрабатывались по заказу министерств обороны США и бывшего Советского Союза (73|, состояло в том, чтобы обеспечить получение навигационной информации о местах нахождения самых разнообразных мцбильных объектов военного назначения, расположенных в любых точках земного шара, и, прежде всего, находящихся в открытом море судов военно-морского флота. Однако по мере освоения таких систем сфера их применения постоянно расширялась, охватив при этом самые разнообразные области использования таких систем в геодезии, топографии и аэрофотосъемке. Начатое в 1973 г. проектирование системы GPS привело кза-пуску в 1978 г. первого входящего в эту систему спутника. При проектировании космического сектора наряду с разработкой аппаратуры, устанавливаемой на спутниках, важное значение имеют расчет орбит и определение количества входящих в «созвездие» спутников. В качестве исходных предпосылок были приняты при этом следующие положения:
28
1. Накопленг-гьгй опыт эксплуатации более ранних спутниковых навигационных систем показал, что высота орбиты относительно земной поверхности равная примерно 20 ООО км является наиболее оптимальной. Характерный лля такой высоты 12-часовой период обращения спутников вокруг земного шара создает определенные удобства как при обслуживании спутников, так и при их использовании потребителями.
2. Для обеспечения возможности одновременных наблюдений не менее 4-х спутников в любой точке земного шара необходимо, чтобы общее количество входящих в «созвездие» спутников составляло не менее 24.
3. Для минимизации влияния геометрии расположения наблюдаемых спутников на точность выполняемых измерений количество орбит и места расположения на них спутников должны обеспечивать по возможности равномерное их распределение в поле обозреваемого небосвода. Исходя из этого, было признано целесообразным использование в системе GPS шести близких к круговым орбит, плоскости которых смещены относительно друг друга на 60 градусов. При этом в каждой соседней орбитальной плоскости положение спутников смещается примерно на 40 градусов. Применительно к системе ГЛОНАСС было выбрано три развернутых на 120 градусов орбитальные плоскости, на которых размещаются по 8 спутников, отстоящих друг от друга на 45 градусов.
Перечисленные выше соображения учитывались как в процессе проектирования космического сектора, так и при вводе его в эксплуатацию. В настоящем подразделе при рассмотрении космического сектора основное внимание уделено краткому описанию используемых спутников, достаточно подробному изложению принципиальных особенностей работы установленной на спутнике передающей аппаратуры, представляющей собой составную часть спутниковой радиодаль-номерной системы, а также принципам формирования сигналов, используемых в процессе проводимых измерений и последующих вычислений.
1.5.1. Краткие сведения о спутниках, входящих в состав систем позиционирования
Входящие в состав систем позиционирования спутники представляют собой, по существу, платформы, на которых устанавливается вся необходимая аппаратура как для обеспечения работы рассматриваемых систем, так и для нормального функционирования самого спутника как космического объекта с известными координатами, с ко-
29
торого передастся информация, используемая при выполнении тех или иных измерений. Конструкция такоїт) спутника состоит из основного корпуса, внутри которого размешается весь комплекс аппаратуры, и двух достаточно больших по размерам панелей с солнечными источниками питания. Внутри корпуса помимо основной радиотехнической аппаратуры, участвующей в измерительном процессе, имеется реактивный двигатель и достаточное количество топлива к нему с тем, чтобы имелась возможность корректировать орбитальное положение спутника в течение вест запланированного срока службы. Для ориентировки спутника в окружающем пространстве предусмотрена инер-цпальная система, дополнительно оснащенная сильным магнитным устройством. Бесперебойное электропитание бортовой аппаратуры осуществляется от солнечных источников питания н от работающих в буферном режиме аккумуляторных батарей. В состав вспомогательного оборудования входит также радиоприемное устройство для приема информации, передаваемой с земли сектором управления и контроля.
