Авиация GPS - Техническая реализация

01 июня 2011


Оглавление:
1. GPS
2. История
3. Техническая реализация
4. Применение GPS
5. Точность
6. Недостатки
7. Хронология



Космические спутники

Незапущенный спутник, экспонирующийся в музее. Вид со стороны антенн.

Основой системы являются навигационные спутники, движущиеся вокруг Земли с частотой 2 оборота в сутки и двигаясь по 6-ти круговым орбитальным траекториям, высотой примерно 20180 км. Спутники излучают открытые для использования сигналы в диапазонах: L1=1575,42 МГц и L2=1227,60 МГц, а модели IIF будут излучать также на L5=1176,45 МГц . Навигационная информация может быть принята антенной и обработана при помощи GPS-приёмника.

Сигнал с кодом стандартной точности), передаваемый в диапазоне L1 в диапазоне L2 начиная с аппаратов IIR-M), распространяется без ограничений на использование. Первоначально используемое на L1 искусственное загрубление сигнала с мая 2000 года отключён. С 2007 года США окончательно отказались от методики искусственного загрубления. Планируется с запуском аппаратов Блок III введение нового сигнала L1C) в диапазоне L1. Он будет иметь обратную совместимость, улучшенную возможность прослеживания пути и в большей степени совместим с сигналами Galileo L1.

Для военных пользователей дополнительно доступны сигналы в диапазонах L1/L2, модулированные помехоустойчивым криптоустойчивым P кодом). Начиная с аппаратов IIR-M введён в эксплуатацию новый М-код). Использование М-кода позволяет обеспечить функционирование системы в рамках концепции Navwar. М-код передается на существующих частотах L1 и L2. Данный сигнал обладает повышенной помехоустойчивостью, и его достаточно для определения точных координат. Еще одной особенностью M-кода станет возможность его передачи для конкретной области диаметром в несколько сотен километров, где мощность сигнала будет выше на 20 децибел. Обычный сигнал М уже доступен в спутниках IIR-M, а узконаправленный будет доступен только при помощи спутников GPS-III.

C запуском спутника блока IIF введена новая частота L5. Этот сигнал также называют safety of life. Сигнал на частоте L5 мощнее на 3 децибела, чем гражданский сигнал, и имеет полосу пропускания в 10 раз шире. Сигнал смогут использовать в критических ситуациях, связанных с угрозой для жизни человека. Полноценно сигнал будет использоваться после 2014 года.

Тип спутника GPS-II GPS-IIA GPS-IIR GPS-IIRM GPS-IIF
Масса, кг 885 1500 2000 2000 2170
Срок жизни 7.5 7.5 10 10 15
Бортовое время Cs Cs Rb Rb Rb+Cs
Межспутниковая
связь
- + + + +
Автономная
работа, дней
14 180 180 180 >60
Антирадиационная
защита
- - + + +
Антенна - - Улучшенная Улучшенная Улучшенная
Возможность настройки
на орбите и мощность
бортового передатчика
+ + ++ +++ ++++
Навигационный
сигнал
L1:C/A+P
L2:P
L1:C/A+P
L2:P
L1:C/A+P
L2:P
L1:C/A+P+M
L2:C/A+P+M
L1:C/A+P+M
L2:C/A+P+M
L5:C

24 спутника обеспечивают 100 % работоспособность системы в любой точке земного шара, но не всегда могут обеспечить уверенный приём и хороший расчёт позиции. Поэтому, для увеличения точности позиционирования и резерва на случай сбоев, общее число спутников на орбите поддерживается в большем количестве.

Наземные станции контроля космического сегмента

Слежение за орбитальной группировкой осуществляется с главной контрольной станции, расположенной на авиабазе ВВС США Schriever, штат Колорадо, США и с помощью 10 станций слежения, из них три станции способны посылать на спутники корректировочные данные в виде радиосигналов с частотой 2000—4000 МГц. Спутники последнего поколения распределяют полученные данные среди других спутников.



Просмотров: 4365


<<< A-train
GPS-логгер >>>