Внедрение системы спутникового мониторинга транспорта на примере организации

Была отработана специальная схема проведения измерений параметров орбит средствами наземно-комплексного управления, разработаны методики прогнозирования, учитывающие все гармоники в разложении геопотенциала.

Большой вклад в повышение точности эфемерид навигационных спутников внесли результаты работ по программе геодезических и геофизических исследований с помощью специальных геодезических с

путников "Космос-842" и "Космос-9П", которые были выведены на навигационные орбиты.

Это позволило уточнить координаты измерительных средств и вычислить коэффициенты согласующей модели геопотенциала, предназначенной специально для определения и прогнозирования параметров навигационных орбит. В результате точность передаваемых в составе навигационного сигнала собственных эфемерид была повышена практически на порядок и составляет в настоящее время на интервале суточного прогноза величину " 70 .80 м, а среднеквадратическая погрешность определения морскими судами своего местоположения уменьшилась до 80 .100 м.

Для оснащения широкого класса морских потребителей разработаны и серийно изготавливаются комплектации приемоиндикаторной аппаратуры "Шхуна" и "Челн". Последняя имеет возможность работы и по спутникам американской радионавигационной системы "Транзит".

В дальнейшем спутники системы "Цикада" были дооборудованы приемной измерительной аппаратурой обнаружения терпящих бедствие объектов, которые оснащаются специальными радиобуями, излучающими сигналы бедствия на частотах 121 и 406 Мгц. Эти сигналы принимаются спутниками системы "Цикада" и ретранслируются на специальные наземные станции, где производится вычисление точных координат аварийных объектов (судов, самолетов и др.).

Дооснащенные аппаратурой обнаружения терпящих бедствие спутники "Цикада" образуют системы "Коспас". Совместно с американо-франко-канадской системой "Сарсат" они образуют единую службу поиска и спасения, на счету которой уже несколько тысяч спасенных жизней.

Успешная эксплуатация низкоорбитальных спутниковых навигационных систем морскими потребителями привлекла широкое внимание к спутниковой навигации. Возникла необходимость создания универсальной навигационной системы, удовлетворяющей требованиям всех потенциальных потребителей: авиации, морского флота, наземных транспортных средств и космических кораблей.

Выполнить требования всех указанных классов потребителей низкоорбитальные системы в силу принципов, заложенных в основу их построения, не могли. Перспективная спутниковая навигационная система должна обеспечивать потребителю в любой момент времени возможность определять три пространственные координаты, вектор скорости и точное время. Для получения потребителей трех пространственных координат беззапросным методом требуется проведение измерений навигационного параметра не менее чем до четырех спутников, при этом одновременно с тремя координатами местоположения потребитель определяет и расхождение собственных часов относительно шкалы времени спутниковой системы.

Исходя из принципа навигационных определений, выбрана структура спутниковой системы, которая обеспечивает одновременную в любой момент времени радиовидимость потребителей, находящимся в любой точке Земли, не менее четырех спутников, при минимальной общем их количестве в системе. Это обстоятельство ограничило высоту орбиты навигационных спутников 20 тыс. км, (дальнейшее увеличение высоты не ведет к расширению зоны радиообзора, а, следовательно, и к уменьшению необходимого количества спутников в системе). Для гарантированной видимости потребителем не менее четырех спутников, их количество в системе должно составлять 18, однако оно было увеличено до 24-х с целью повышения точности определения собственных координат и скорости потребителя путем предоставления ему возможности выбора из числа видимых спутников четверки, обеспечивающей наивысшую точность.

Одной из центральных проблем создания спутниковой системы, обеспечивающей беззапросные навигационные определения одновременно по нескольких спутникам, является проблема взаимной синхронизации спутниковых шкал времени с точностью до миллиардных долей секунды (наносекунд), поскольку рассинхронизация излучаемых спутниками навигационных сигналов вызывает дополнительную погрешность в определении местоположения потребителя до 10 .15 м.

Проблемой создания высокоорбитальной навигационной системы является высокоточное определение и прогнозирование параметров орбит навигационных спутников.

Достижение необходимой точности эфемерид навигационных спутников потребовало проведения большого объема работ по учету факторов второго порядка малости, таких как световое давление, неравномерность вращения Земли и движение ее полюсов, а также исключение действия на спутник в полете реактивных сил, вызванных негерметичностью двигательных установок и газоотделением материалов покрытий. Для экспериментального определения параметров геопотенциала на орбиты навигационных спутников были запущены два пассивных ИЗС "Эталон" ("Космос-1989" и "Космос-2024"), предназначенных для измерения параметров их движения высокоточными квантово-оптическими измерительными средствами. Благодаря этим работам достигнутая в настоящее время точность эфемерид навигационных спутников при прогнозе на 30 ч составляет: вдоль орбиты - 20 м; по бинормали к орбите - 10 м; но высоте 5 м (СКО).

Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС, были начаты в октябре 1982 г. запуском спутника "Космос-1413".

В настоящее время, из анализа выступлений некоторых руководителей и высокопоставленных чиновников можно заключить, что они не располагают достоверными данными о проблемах ГЛОНАСС, путях и сроках их решения. Так в марте 2006 года НПО прикладной механики (основной разработчик навигационных космических аппаратов) опубликовало следующий план по производству и запуску модернизированных КА "ГЛОНАСС-М" с гарантированным сроком функционирования на орбитах не менее 7 лет: в 2006 г. - 3 КА, в 2007 и 2008 гг. - по 6 КА, в 2009 г. - 3 КА. С 2010 г. предполагается пополнение орбитальной группировки аппаратами последующей модификации "ГЛОНАСС-К" с гарантийным сроком функционирования не менее 10 лет.

14 июля 2006 г. было подписано постановление правительства РФ о корректировке Федеральной целевой программы ГЛОНАСС, где в дополнение к плану НПО ПМ предусмотрен запуск в 2009 г. не трех, а шести КА.

При условии выполнения постановления правительства, к концу 2007 года на орбитах должно функционировать 17 КА. Из них: 13 КА "ГЛОНАСС-М" и, возможно, 4 КА "ГЛОНАСС" первой модификации, а к началу 2010 года орбитальная группировка (ОГ) может быть доведена до 25 КА "ГЛОНАСС-М".

Но этого количества КА для надежного решения задач Минобороны недостаточно. Дело в том, что в период эксплуатации спутниковых систем позиционирования (ГЛОНАСС, GPS) наземные комплексы управления вынуждены периодически выводить часть КА из состава ОГ на плановое и неплановое обслуживание. К сожалению, на данном этапе количество выводимых КА из состава ОГ ГЛОНАСС велико. Например, случайная выборка: 7 октября 2006 г. из состава ОГ, включающей 16 КА, функционировало только 10 КА, а 16 декабря - 11 КА. В период 1994-1995 гг., по официальным данным, ОГ ГЛОНАСС составляла 24 КА. Фактически ни одного дня ОГ не функционировала в полном составе. Поэтому необходимо на каждой из трех орбит ГЛОНАСС иметь 1-2 запасных КА.

 Скачать реферат