ОМЕТОДАХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ НАЗЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ

 

Т. В. Овсяникова
Государственное конструкторское бюро «Южное» им. М.К. Янгеля

 

Рассмотрены методы определения местоположения подвижных наземных объектов при
помощи радиотехнических и инерциальных систем навигации. Выполнена оценка энергетического потенциала радиолинии навигационный спутник – Земля и предложены оптимальные типы антенн подвижных наземных объектов для обеспечения надежного приема навигационных сигналов. Оценена величина погрешностей инерциальной системы навигации подвижного наземного объекта.

 

Введение

Современные системы навигации для подвижных наземных объектов построены на основе двух основных методов: позиционного метода, реализуемого радиотехническими системами спутниковой навигации, и метода счисления пути, реализуемого автономными (инерциальными) навигационными системами.

В качестве радиотехнических наибольшее распространение получили системы, использующие группировки навигационных спутников (НС), излучающих в направлении Земли стабильные навигационные радиосигналы [1]. В результате приема и алгоритмической обработки этих сигналов приемная аппаратура подвижного наземного объекта (ПНО) определяет координаты объекта, высоту над уровнем моря, вектор скорости движения и текущее время.

Спутниковые навигационные системы (СНС), построенные на основе технологий GPS/ГЛОНАСС, имеют высокий уровень технических характеристик, которые обеспечивают наибольшую точность временной и координатной привязки абонентов (точность определения в дифференциальном режиме: координат – до 5 м,
высоты – до 7 м, погрешность определения скорости – до 0,1…0,5 м/с).

Однако, в связи с тем, что они являются собственностью других государств (США и России), возможность использования навигационных сигналов от этих спутников в специальных целях в определенной степени зависит от воли этих государств. Надежность и достоверность определения местоположения с помощью этих спутников зависит также от степени их работоспособности в сложных условиях космического про-
странства на высотах над Землей до 20000 км, от воздействия температурных пере-
падов, радиации, активных или пассивных помех в процессе распространения ра-
диосигналов от НС к Земле и других факторов.

Анализ энергетических характеристик современных систем спутниковой навигации.

Современные радиотехнические системы навигации GPS/NAVSTAR и
ГЛОНАСС и стандартная приемная навигационная аппаратура для них к настоящему времени разработаны и, в основном, удовлетворяет потребностям навигации
подвижных наземных объектов. Однако, если наземный потребитель по каким либо
причинам не может применить стандартную приемную навигационную аппаратуру,
включая приемную антенну, необходимо оценить энергетику радиолинии борт НС – Земля на двух рабочих несущих частотах НС ( f1 = 1600 МГц и f 2 =1250 МГц) [1, 4] и найти необходимую чувствительность наземных навигационных приемников на частотах f1 и f 2 . Данные передающей аппаратуры НС известны [1], а именно, мощности бортовых передатчиков НС на частотах f1 и f 2 относительно 1 Вт равны 15 дБ Вт и 9 дБ Вт соответственно. Коэффициенты уси- ления антенны бортовых передатчиков НС равны 10…12 дБ и 9…11 дБ, соответственно. Для уверенного приема сигналов от 4-х НС одновременно антенна приемной аппаратуры должна быть квазиизотропной в верхней полусфере и по круговой поляризации принимаемого электромагнитного сигнала с учетом потерь в питающем фидере должна иметь коэффициент усиления на обеих частотах порядка 0 дБ. Приведенных данных достаточно для оценки необходимой чувствительности навигационного приемника при известном ослаблении W0 электромагнитного сигнала на пути распространения от НС до навигационного приемника при расстояниях между ними, изменяющихся в пределах 19100 км £ R £ 24000 км , [1], (рис.1).

 

В таблице приведены результаты расчетов ослабления электромагнитных волн W0 на обеих частотах, для крайних значений дальностей R по известной формуле [4]:

(1)

 

 

Полный текст статьи может быть загружен по ссылке : http://vdnu.narod.ru/v14/pdf/s10_14.pdf