Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. - Генике А.А.
ISBN 5-86066-063-4
Скачать (прямая ссылка):
- сообщения о будущих и прошедших событиях, влияющих на состояние системы, а также сообщения о событиях, не меняющих состояние системы.
3. Информационная группа «Сообщения» включает сообщения потребителям системы ГЛОНАСС.
1.5.2. Назначение а схемная реализация устанавливаемой на спутниках аппаратуры
В соответствии с рассмотренной в подразделе 1.2 общей идеологией одностороннего спутникового метода измерения расстояний на спутнике размещается передающая часть даль номер ного комплекса, с помощью которого формируются и передаются по радиоканалам на Землю все необходимые сигналы, участвующие в процессе проводимых измерений. Как уже отмечалось ранее, на начальной стадии разработки систем GPS и ГЛОНАСС планировалось ее создание как навигационных систем военного назначения. При этом основное внимание было уделено формированию кодовых сигналов, с помощью которых предполагалось реализовать возможность оперативного определения расстояний между спутниками и наземной аппаратурой с точностью, характеризуемой погрешностями в десятки и сотни метров. При проектировании таких систем было признано целесообразным применение двух видов закодированных сигналов. Для системы GPS эти ви-
32
ды получили название общедоступного грубого кода (С/А-кода) с разрешающей способностью в несколько десятков метров и санкционированного точного кода (Р-кода) с разрешающей способностью примерно в 10 раз более высокой. Применительно к системе ГЛОНАСС такие кодовые посылки получили название узкополосной и широкополосной псевдослучайной последовательности (СТ-код и ВТ-код). Передача со спутника обоих сигналов осуществляется посредством модуляции несущих колебаний дециметрового диапазона.
Наряду с перечисленными выше функциями расположенная на спутнике аппаратура должна также передавать на Землю навигационное сообщение, назначение которого было отмечено в подразделе 1.4.
Все формируемые на борту спутника несущие и кодовые сигна-[ь., а также бинарные сигналы для передачи навигационного сообщения получают на основе использования установленных на спутнике 1Ъ;сокостабильных опорных генераторов.
На заключительной стадии сформированные сигналы объединя-к т<:я и после соответствующего усиления излучаются спутниковой ан-гсн ной системой в направлении земной поверхности.
Взаимодействие входящих в состав спутниковой аппаратуры электронных узлов проиллюстрировано схемой, приведенной на рис. 1.3.
Основой данной функциональной схемы является высокостабильный опорный генератор, который называют также бортовым эталоном времени и частоты (БВЭЧ). Частота возбуждаемых таким генератором колебаний выбрана равной: для GPS - 10.23 МГц, а для ГЛОНАСС — 5,11 МГц. На базе использования этого генератора формируются не только все передаваемые со спутника сигналы, но и реализуются высокоточные электронные часы, показания которых используются как в процессе выполнения спутниковых измерений, так и для передачи сигналов точного времени.
В системе GPS колебания несущих частот, получивших условные обозначения Ll и L2, формируются посредством умножения частоты задающего опорного генератора соответственно на 154 и на 120. Получаемые при этом частотыУ^?-1575,42 МГц Hf1J= 1227,60 МГц соответствуют дециметровому диапазону (^12= 19,0 см и X12= 24,4 см).
В системе ГЛОНАСС с помощью соответствующих синтезаторов частот для каждого спутника формируется своя пара несущих частот, одна из которых относится к верхнему (Ll), а другая — к нижнему (L2) диапазонам частот. При этом для верхнего и нижнего диапазонов несущие частоты, характерные для конкретного спутника, определяются по формулам:
3,3
где f!0 -1602,000 МГц, а Д/,=0,5625 МГц; f20 -!246,000 МГц, а Д/3=0,4375 МГц; к - условный порядковый номер пары несущих час-
Несущие «илсбания Ll Zl1= 1
Опорный генератор Л-10.23 МГц
Модуллор
йФ-90"
Модуллор
О'А-код
Сумматор
Навигационное сообщение JO бит/с
Р-код
А
t Iy M M НТО р
Несущие колебания L2 Лз= 120/,
Объединитель
n1/
Обьсднннтель _
Моаулятор
Рис- 1.3. Упрощенная функциональная схема установленной на спутнике аппаратуры для системы GPS
Несущие колебания в рассматриваемых системах используются не только в качестве переносчиков информации со спутников в наземную аппаратуру, но и являются основными сигналами при выполнении фазовых измерений, с помощью которых удается определять расстояния между спутником и наземным пунктом с характерной для геодезии высокой точностью.
Формируемые на спутнике кодовые сигналы предназначены, прежде всего, для оперативного измерения расстояний на пониженном уровне точности, характерном для решения навигационных задач. Применительно к системе GPS эти сигналы используются для распознавания конкретного номера спутника, захвата свойственного ему сигнала и удержания его в течение всего сеанса наблюдений. 34
Численные значения характерных для кодовых сигналов тактовых частот, получаемых на основе использования частоты опорного генератора, в системе GPS выбраны следующими:
для С/А- кода -fm »/у 10= 1,023 M Eu, Для Р-кода -fp=/j= 10,23 МГц.
