Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. - Генике А.А.
ISBN 5-86066-063-4
Скачать (прямая ссылка):
С помощью данных станций производят измерения расстояний до всех находящихся в поле зрения спутников, принимают со спутников навигационные сообщения на частотах Ll и L2, в результате чего имеется возможность определять текущие поправки, обусловленные влиянием ионосферы. Кроме того, регистрируется точность хода спутниковых часов. Наряду с этим в местах расположения станций слежения собирают и ретранслируют на ведущую станцию метеорологические данные, относящиеся к местным условиям. К таким данным относятся температура, давление и влажность воздуха, так что тропосферные задержки передаваемых со спутников сигналов могут быть определены и откорректированы.
Определение расстояний до спутников производится на основе использования кодовых сигналов. При этом псевдодальности на станциях слежения измеряются с точностью около 2,5 м каждые полторы секунды. На основе таких измерений уточняются текущие значения эфемерид спутников и осуществляется их предсказание на ближайшее будущее.
В процессе наблюдений с помощью станций слежения регистрируются радиосигналы от всех находящихся в поле зрения спутников, угол возвышения которых над горизонтом превышает 5". Однако в обработку принимают только тс измерения, которые соответствуют углам возвышения более 15', так как при малых значениях этих углов существенно возрастают тропосферные задержки, что может приводить к нежелательному понижению точности измерений, которые используются для предсказаний эфемерид спутников.
Ведущая станция управления, находящаяся в Колорадо-Спрингс (США), является рабочим центром всей системы GPS. Операции управления целиком закреплены за этой станцией. Она непрерывно собирает информацию от всех перечисленных выше станций слежения. Упомянутая информация используется для вычисления будущих орбит как функций времени, а также для определения поправок к показаниям часов спутников. Наряду с этим осуществляется формирование навигационного сообщения с параметрами орбиты для индивидуального спутника и с поправками к показаниям его часов, а также аль-
46
манаха, который включает в себя краткую информацию о всех спутниках. Три раза в сутки навигационное сообщение передается на спутники с помощью загружающих станций.
Ведущая станция непрерывно оперирует с большим количеством параметров системы, важнейшими из которых являются текущие координаты спутников и сигналы точного времени. Входящие в состав ведущей станции высокоточные часы выполняют роль опорных часов для всей системы GPS. Эти часы устанавливают временной масштаб GPS и непосредственно связаны с национальным стандартом времени США. Все другие часы оцениваются посредством сравнения с опорными часами, в результате чего осуществляется синхронизация всех часов GPS.
Через станции загрузки ведущая станция может корректировать орбиты спутников, как за счет введения соответствующих поправок, такие помощью управления находящимся на борту спутника реактивным двигателем. Кроме того, данная станция может управлять режимом работы активных резервных спутников, переводя их в необходимых случаях в рабочий режим.
Три наземные загружающие станции расположены на атоллах Диего-Гарсиа и Кваджалейн, а также на острове Вознесения. Входящие в их состав антенные устройства представляет собой большие параболические зеркальные антенны диаметром около 10 м. Они используются для передачи навигационных сообщений, а также команд управления на спутники. Передача осуществляется на частоте 1783,74 МГц. Для приема этих сигналов на спутнике в составе спутникового аппаратного комплекса предусмотрено соответствующее приемное устройство, информация с выхода которого поступает в модуль памяти.
Для обеспечения бесперебойной работы сектора управления и контроля все основные составные части системы продублированы.
На рис. 1.9 приведена схема, поясняющая взаимодействие станций, входящих в состав рассматриваемого сектора.
ju>"*
jto-"*
Ведущая голоєнад
Рис. 1.9. Схема совместной работы станций, входящих в состав сектора управления и KompoJiH
47
Как уже отмечалось ранее, принимаемая каждой из пяти станций слежения информация от находящихся в поле зрения спутников дополняется местной информацией, а затем передается в «он-лайновом» режиме (т. с. втемпе поступления информации) по специально предусмотренному для этих целей каналу связи на ведущую станцию, представляющую собой достаточно мощный вычислительный центр. Получаемая после соответствующей обработки информация в виде обновленного навигационного сообщения и других служебных команд поступает по каналу связи на загружающие станции, которые передают упомянутую информацию конкретно на тот спутник, для которого предназначена ¦эта информация. Наряду с описанной выше постоянной циркуляцией потока информации, позволяющей обновлять содержание поступающих потребителю сведений, на головной (ведущей) станции формируется банк данных, содержащий вычисляемые значения эфемерид, точность которых существенно выше точности предсказываемых эфемерид, которые сбрасываются потребителю со спутника в составе навигационного сообщения. По запросу такие уточненные значения эфемерид поставляются потребителям, заинтересованным в получении результатов спутниковых геодезических измерений повышенной точности.
