База данных: Каталог библиотеки СФУ
Аннотация: В настоящее время глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) широко применяются в народно-хозяйственной деятельности развитых стран мира и, особенно, в транспортных системах. В мире значительно возросли транспортные потоки, вследствие чего в системы управления транспортом все интенсивнее внедряются космические технологии глобального позиционирования. Одним из наиболее перспективных путей развития радионавигационных средств является высокоточное измерение текущих координат и определение пространственного положения движущихся объектов. Решение подобных задач особенно остро стоит при навигационном обеспечении следующих видов деятельности:?- обеспечение полетов авиации в приаэродромных зонах;?- обеспечение полетов беспилотной авиации;?- судовождение в портовых зонах, узостях, на реках;?- обеспечение геодезических и картографических работ.? Если задача высокоточного измерения текущих координат достаточно успешно решается существующими системами ближней навигации, то задача определения пространственного положения движущихся объектов радиотехническими средствами до сих не решена. Некоторые попытки одновременного решения этих задач делаются при разработке и производстве навигационных приемников ГНСС. Однако, несмотря на все достоинства ГНСС, она не может быть использована в качестве единственного навигационного средства для решения перечисленных задач. Основной причиной этого является ее низкая помехоустойчивость. Как показывает практика использования радионавигационных приемников, сигналы навигационных космических аппаратов часто подавляются ретрансляторами сотовой связи, бортовыми УКВ-радиостанциями и другими источниками электромагнитных излучений. Особенно проблема подавления навигационных сигналов проявляется в районах аэродромов, портов и крупных транспортных узлов, где наблюдается устойчивая тенденция к увеличению числа радиоэлектронных средств, что в условиях ограниченности освоенного частотного диапазона порождает непрерывно усложняющуюся электромагнитную обстановку и трудности обеспечения электромагнитной совместимости. Например, частоты спутниковой системы связи «ГЛОБАЛСТАР» и «ИРИДИУМ» близки к рабочим частотам ГНСС и без принятия специальных мер навигационный сигнал практически полностью подавляется при работе этих систем связи. ? Кроме того, точность измерения навигационных параметров в ГНСС в значительной степени зависит внешних условий - состояния ионосферы и тропосферы, точности эфемеридного обеспечения ГНСС. Значительная доля в суммарной погрешности измерения навигационных параметров принадлежит эффекту многолучевого распространения сигнала, наиболее существенно проявляющегося в районах городской и промышленной застройки, а также горных районах.? Повышение точности, помехоустойчивости, непрерывности и надежности навигационных определений, расширение круга решаемых задач и улучшение качества их выполнения при использовании навигационной аппаратуры ГНСС возможно за счет ее функционального дополнения на ответственных участках системой ближней навигации (СБН) на основе "псевдоспутников" наземного базирования, использующей сигналы, аналогичные сигналам ГНСС.? Развертывание предлагаемой СБН в районах аэродромов, портов, карьеров и других подобных участках местности, требующих непрерывного, высокоточного и надежного навигационного обеспечения, позволит использовать для навигации существующую приемную аппаратуру ГНСС с незначительными доработками. В этой системе будет значительно улучшена помехоустойчивость аппаратуры за счет возможности управления мощностью сигналов, излучаемых "псевдоспутниками", в зависимости от внешних условий - активности посторонних источников электромагнитных излучений, условий распространения сигнала, магнитных бурь и т.п. Кроме того, использование "псевдоспутников" позволит существенно снизить погрешность навигационных измерений. Это снижение объясняется улучшением геометрического фактора и уменьшением влияния таких составляющих погрешности, как погрешность эфемеридного обеспечения (местоположение "псевдоспутников" определено с высокой точностью) и погрешностей, возникающих на трассе распространения сигнала - ионосферной и тропосферной. ?Принцип работы предлагаемой СБН заключается в создании распределенного навигационного поля в произвольно заданной области пространства при помощи наземных "псевдоспутников", координаты точек стояния которых измерены с высокой точностью. Каждый "псевдоспутник" работает на своем частотно-кодовом канале (несущие частоты находятся в защитных интервалах частот ГЛОНАСС). Практически, "псевдоспутники" представляют собой стационарные излучатели сигналов ГЛОНАСС. Подобная архитектура построения функциональных дополнений к ГНСС существенно отлична от локальных, региональных или широкозонных дифференциальных подсистем. Если использование последних возможно только в случае стабильного приема сигналов ГНСС, то с помощью функционального дополнения к ГНСС на основе "псевдоспутников" можно обеспечить стабильную навигацию даже в отсутствие сигналов от навигационных космических аппаратов.? Таким образом, существует актуальная задача поиска путей создания системы ближней навигации на основе "псевдоспутников", обеспечивающей высокоточное измерение координат и пространственной ориентации движущихся объектов. При решении этой задачи в рамках проекта будут получены новые научные результаты:?- принципы построения системы ближней навигации, основанной на применении "псевдоспутников";?- методы определения координат и пространственной ориентации объектов при использовании сигналов "псевдоспутников" как в сочетании с сигналами космических аппаратов, так и без них, обеспечивающие погрешности измерения плановых координат не более 1 м, углов пространственной ориентации не более 0,1°;?- методы взаимной синхронизации "псевдоспутников" при помощи сигналов ГНСС или высокостабильных стандартов времени и частоты, обеспечивающие расхождение шкал времени не более 5 нс.? Развитие и внедрение СБН на основе "псевдоспутников" в качестве дополнения к существующим системам спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS позволит увеличить помехоустойчивость ГНСС, уменьшить погрешность измерения координат и определения пространственного положения потребителей навигационной информации. Решение этой задачи особенно актуально в районах аэродромов при обеспечении взлета и посадки летальных средств, в том числе и беспилотных, при навигации в морских базах и специальных зонах, других задач, требующих высокоточной топографической привязки и измерения пространственной ориентации подвижных объектов (специальной и строительной техники, станций спутниковой связи, карьерных экскаваторов, драг и т.п.).
Год издания: 2016
