РНС "ЧАЙКА" и ЛОРАН-С
Наземные РНС ЧАЙКА и ЛОРАН-С до настоящего времени еще не достигли полной реализации своих потенциальных возможностей, так как главным образом использовались в стандартном разностно-дальномерном (гиперболическом) режиме.
Однако этому режиму свойственны ограничения как по точности определения местоположения объекта (обусловленные геометрическим фактором в зависимости от расположения потребителя относительно наземных станций
РНС), так и по размерам рабочей зоны системы. Кроме того, требования потребителей постоянно растут и эти системы неполностью удовлетворяют требованиям по точности, доступности и целостности при решении ряда практических задач.
В настоящее время в РНС ЛОРАН-С все более широкое развитие получают другие режимы их использования, а именно: работа с функционально-равноценными станциями, дальномерный режим и одновременная работа по смежным цепям. Все это способствует повышению точности, достоверности решения навигационной задачи, доступности и увеличению рабочей зоны системы.
В настоящее время наземные станции РНС ЛОРАН-С привязаны к шкале времени (ШВ) UTC (USNO - United States Naval Observatory) с погрешностью 100 нс (0,1 мкс), а отечественные станции РНС ЧАЙКА - к шкале времени UTC (SU - Soviet Union) - ШВ ГЭВЧ (шкала времени Государственного эталона времени и частоты) с погрешностью 1,0 - 1,5 мкс.
Фазовые РНС (Декка), принцип ее построения
Принцип основан на измерении разности расстояний до береговых ориентиров фазовым методом. На судне измеряется разность фаз незатух. колебаний излучаемых 2-мя береговыми станциями с помощью приемоиндикаторов и фазометрами.
Известно, что разность расстояний, есть величина const на гиперболе для двух точек. Таким образом измерив разность фаз колебаний узлучения береговых станций, можно найти линию положения судна на гиперболе с фокусами в точках.
Неоднозначность (многозначность): грубые и точные дорожки. В новых моделях многозначность устраняется путем получения более широких дорожек, «Грубые» дорожки называются зонами. Обычно число зон базы близко к десять.
РНС Доплеровского типа и их принцип действия. Опр. места судна. Оценка точности.
Используется разностно-дистанционный метод: При движении спутник быстро меняет положение. Расстояние между какими-либо 2мя фиксированными положениями спутника называется базой.
Если измерить разность расстояния от судна до двух положений спутника, то место судна окажется на поверхности гиперболоида вращения, фокусы которого совпадут с концами базы. Изолинией является близкая к сферической гиперболе кривая. Вторая гипербола может быть получена, когда спутник переместится в 3е положение. Разность расстояний измеряется Доплеровским методом.
Доплеровский сдвиг частоты пропорционален радиальной скорости перемещения спутника относительно судна. Для получения разности расстояний между судном и двумя положениями ИСЗ в течение прохождения спутником базы, ведут подсчет числа импульсов биений доплеровской частоты (каждому подсчитанному числу биений соответствует определенное значение разности расстояний). Интервал времени между последовательными положениями спутника 24 -–120 сек. Средняя точность: 2 – 3 каб.
Спутниковая РНС “ Навстар “
Данная РНС предназначена для определения места положения различных подвижных объектов в любой точке Земли или околоземного пространства в любое время суток независимо от погодных условий. Система “Навстар” после её полного развёртывания должна состоять из 18 (24) ИСЗ на шести орбитах по три равномерно расположенных ИСЗ на каждой. Орбиты почти круговые с высотой H = 20240 км. Угол наклона i=550 .
При этом плоскости орбит пересекаются под прямым углом, образуя на поверхности Земли восемь равных октантов. Это обеспечивает единообразную зону точности на всей поверхности Земли. Период обращения ИСЗ 12 ч. Радиус зоны радио видимости 76o. В ней могут наблюдаться одновременно от четырёх до семи ИСЗ.
Определение места будет производиться пассивным дальномерным методом до четырёх ИСЗ, наиболее удобно расположенных. К ним относятся три ИСЗ, имеющих малые высоты и разность азимутов около 120o, и один ИСЗ - в зените наблюдателя. На спутниках применяют цезиевые стандарты частоты с нестабильностью 10-13 за сутки.
Приём информации производится на двух частотах 1227,60 и 1575,42 МГц с применением псевдошумовой модуляции. Мощность излучения 450 Вт.
Измеряемые радионавигационные параметры: задержка и доплеровское смещение частоты принимаемого сигнала относительно его модели, формируемой в судовой навигационной аппаратуре. Задержка позволяет определить расстояние, доплеровское, смещение - радиальную скорость.
Каждый ИСЗ излучает сложный сигнал на двух частотах, состоящих из точного навигационного сигнала типа Р (precise code) и грубого навигационного сигнала типа С / А (coarse/ acguisition - грубо/наведение). Сигнал защищён от несанкционированного использования и позволяет производить высокочастотные навигационные измерения, С/А открыт для всех потребителей и позволяет производить навигационные измерения пониженной точности.
Предполагается при вводе в эксплуатацию РНС “Навстар” в целях экономии закрыть все остальные РНС, находящиеся под контролем США: “Транзит”, “Лоран-С”, “Омега” и др.
В России создаётся аналогичная по характеристикам РНС “Глонасс”. РНС “Глонасс” будет базироваться на 9....12 ИСЗ, расположенных на орбитах высотой около 20000 км, наклонением примерно 63o в трёх плоскостях по 3....4 ИСЗ в каждой. Каждый ИСЗ будет непрерывно излучать по два радионавигационных сигнала в диапазонах 1240...1260 и 1597...1617 МГц
Навигационная система EUROFIX
Развитие современных средств радионавигации привело к созданию интегрированной навигационной системы EUROFIX. Эта система объединяет Глобальную навигационную спутниковую систему (ГНСС), дифференциальную ГНСС и РНС ЛОРАН–С. Цель создания EUROFIX – обеспечение возможности передачи дифференциальных поправок для СРНС НАВСТАР в навигационном канале РНС ЛОРАН–С. Система EUROFIX в равной степени может быть использована как морскими, так и воздушными и наземными потребителями.
Совместное использование ИФ РНС и СРНС открывает широкие возможности по повышению радионавигационного обеспечения потребителей.
В подтверждение этого представителями технического университета технологии и радиоэлектроники в г. Дельфт (Нидерланды) предложена концепция создания Единой европейской системы определения местоположения объектов (EUROFIX) на базе совместного использования европейских цепей РНС ЛОРАН–С и СРНС НАВСТАР.
Эта концепция, включающая в себя комплекс СРНС НАВСТАР – дифференциальная подсистема НАВСТАР – РНС ЛОРАН–С, определена и воплощается в жизнь. Кроме того, в EUROFIX обеспечивается возможность передачи коротких сообщений и других данных в формате сигнала СРНС ЛОРАН–С.
В системе EUROFIX предусмотрена возможность передавать дифференциальные поправки СРНС НАВСТАР и информацию о целостности посредством модуляции навигационного сигнала ЛОРАН–С. Создание такой системы позволяет улучшить возможность калибровки РНС ЛОРАН–С с помощью дифференциальной подсистемы НАВСТАР.
При непрерывной калибровке РНС ЛОРАН–С (пока космические аппараты находятся в поле зрения потребителя) посредством дифференциальной подсистемы СРНС осуществляется повышение точности определения места по наземным РНС.
Результаты экспериментальных исследований, проведенных в Норвегии, показали, что погрешность определений места по РНС ЛОРАН–С в этом случае составляет менее 5 м (Р = 0,95) в течение 2-х часов после калибровки с помощью DGPS и менее чем 25 метров в течение 24 часов.
Фирмы – разработчики приемоиндикаторной аппаратуры в настоящее время приступили к производству новой комплексированной аппаратуры НАВСТАР/ГЛОНАСС/ЛОРАН–С/ЧАЙКА.
Создание EUROFIX – это эффективное и низкостоимостное решение для создания дифференциальной подсистемы ГНСС при передаче поправок через существующую сеть наземных станций ЛОРАН-С.
Технология EUROFIX получила свое новое название в США, как SYLFA/GPS (Synchronised Low Frequency Augmentation of GPS)
