Использование результатов космической деятельности в транспортной инфраструктуре субъектов Федерации

В состав комплекса входят: командно-измерительная система, блок управления бортовой аппаратурой и система телеметрического контроля.

Командно-измерительная система обеспечивает измерение дальности в запросном режиме, контроль борта – мощность принимаемого сигнала -156/-161 дБВт.

Блок управления бортовой аппаратурой обеспечивает распределение питания на системы и приборы спутника, логическую обработку, размножение и усиление разовых команд.

В состав бортовой аппаратуры входят:

• навигационный комплекс;
• комплекс управления;
• система ориентации и стабилизации;
• система коррекции;
• система терморегулирования;
• система электроснабжения.

Навигационный комплекс обеспечивает функционирование спутника как элемента системы ГЛОНАСС. В состав комплекса входят: синхронизатор, формирователь навигационных радиосигналов, бортовой компьютер, приемник навигационной информации и передатчик навигационных радиосигналов. Синхронизатор обеспечивает выдачу высокостабильных синхрочастот на бортовую аппаратуру, формирование, хранение, коррекцию и выдачу бортовой шкалы времени. Формирователь навигационных радиосигналов обеспечивает формирование псевдослучайных фазоманипулированных навигационных радиосигналов содержащих дальномерный код и навигационное сообщение.

Комплекс управления обеспечивает управление системами спутника и контролирует правильность их функционирования. В состав комплекса входят: командно-измерительная система, блок управления бортовой аппаратурой и система телеметрического контроля.  
            Система ориентации и стабилизации обеспечивает успокоение спутника после отделения от ракеты-носителя, начальную ориентацию солнечных батарей на Солнце и продольной оси спутника на Землю, затем ориентацию продольной оси спутника на центр Земли и нацеливание солнечных батарей на Солнце, а также стабилизацию спутника в процессе коррекции орбиты. В системе используются прибор на основе инфракрасного построения местной вертикали (для ориентации на центр Земли) и прибор для ориентации на Солнце. Погрешность ориентации на центр Земли не хуже 3град., а отклонение нормали к поверхности солнечной батареи от направления на Солнце — не более 5°.  
Режим успокоения, в результате которого происходит гашение угловых скоростей, включается в зоне радиовидимости. 
В режиме начальной ориентации на Солнце осуществляется разворот спутника относительно продольной оси с помощью управляющих двигателей-маховиков до появления Солнца в поле зрения прибора ориентации на Солнце, который установлен на панели солнечных батарей. 
Режим ориентации на Землю начинается из положения ориентации на Солнце путем разворота спутника с помощью двигателей-маховиков вдоль оси, ориентированной на Солнце, до появления Земли в поле зрения прибора ориентации на центр Земли. В штатном режиме обеспечивается ориентация оси спутника вместе с антеннами на центр Земли с помощью управляющих двигателей-маховиков по сигналам с приборов ориентации на центр Земли, ориентация солнечных батарей на Солнце путем разворота спутника вместе солнечными батареями с помощью управляющего двигателя-маховика по одному каналу и разворотов панелей батарей относительно корпуса спутника с помощью привода вращения солнечных батарей по другому каналу по сигналам приборов ориентации на Солнце. 
В режиме ориентации перед проведением коррекции и стабилизации спутника во время выдачи импульса коррекции отслеживание ориентации на Солнце не производится.

Система коррекции обеспечивает приведение спутника в заданное положение в плоскости орбиты и его удержание в данных пределах по аргументу широты. Система включает двигательную установку и блок управления ей. Двигательная установка состоит из 24 двигателей ориентации с тягой 10 г и двух двигателей коррекции с тягой 500 г.

Система терморегулирования обеспечивает необходимый тепловой режим спутника. Регулирование тепла, отводимого из гермоконтейнера, осуществляется жалюзи, которые открывают или закрывают радиационную поверхность в зависимости от температуры газа. Отвод тепла от приборов осуществляется циркулирующим газом с помощью вентилятора.

Система электроснабжения включает солнечные батареи, аккумуляторные батареи, блок автоматики и стабилизации напряжения. Начальная мощность солнечных батарей — 1600 Вт, площадь — 17,5 м2. 
При прохождении спутником теневых участков Земли и Луны питание бортовых систем осуществляется за счет аккумуляторных батарей. Их разрядная емкость составляет 70 ампер-часов.

Бортовая телеметрическая система обеспечивает сбор информации от различных служебных и научных датчиков, преобразует выходные сигналы этих датчиков в цифровую форму, обеспечивает хранение информации между сеансами связи и формирование единого цифрового потока двоичных данных.

Управление спутниками ГЛОНАСС осуществляется в автоматизированном режиме.

Основными областями применения системы ГЛОНАСС являются:

• Министерство обороны;
• транспорт: космический, воздушный, морской, речной, наземный ;
• прикладные задачи: геодезия, картография, океанография, геофизика, землеустройство, геология, добыча полезных ископаемых, рыболовство, экология;
• научные задачи: фундаментальные и научно-экспериментальные исследования.

Орбитальная группировка НКА с несинхронными круговыми орбитами (Т=11 ч 16 мин) в системе ГЛОНАСС более стабильна по сравнению с ОГ НКА с синхронными круговыми орбитами (Т=12 ч 00 мин) в системе NAVSTAR. Каждой из этих систем присущи свои достоинства и недостатки, но общим для них является преимущество возможности глобально, непрерывно, вне зависимости от времени суток, погодных и иных условий определять координаты потребителя с достаточно высокой точностью (для GPS - до 100 м, для ГЛОНАСС - до 60 м).

2. Наземный комплекс управления (сегмент управления);

Наземный сегмент системы ГЛОНАСС предназначен для контроля правильности функционирования, непрерывного уточнения параметров орбит, управления и информационного обеспечения всех КА системы. Данный сегмент выполняет следующие функции: проведение траекторных измерений для определения, прогнозирования и уточнения параметров орбит всех спутников;

- временные измерения для определения расхождения бортовых шкал времени всех спутников со шкалой времени системы, синхронизация бортовых шкал времени (БШВ) каждого КА с временной шкалой ЦС и службы единого времени (СЕВ) путем фазирования и коррекции БШВ;

- формирование массива служебной информации, содержащего спрогнозированные эфемериды, альманах и поправки к БШВ каждого КА и другие данные для формирования навигационных кадров;

- передача массива служебной информации в память бортовой ЭВМ каждого КА и контроль за ее прохождением;

- контроль по телеметрическим каналам работы бортовых систем спутников и диагностика их состояния;

- контроль информации в навигационных сообщениях КА, прием сигнала от НКУ;

- управление полетом спутников и работой их бортовых систем;

- контроль характеристик навигационного поля;

- определение сдвига фазы дальномерного навигационного сигнала КА по отношению к фазе сигнала ЦС;

- планирование работы всех технических средств ПКУ, автоматизированная обработка и передача данных между элементами ПКУ.

3. Области применения (сегмент потребителей).

Обеспечивает определение пространственных координат, вектора скорости, текущего времени и других навигационных параметров в результате приёма и обработки радиосигналов, принимаемых от спутников.

 

3. GALILEO

В качестве альтернативы монопольным системам GPS и ГЛОНАСС в марте 2001 года Европейское сообщество (ЕС) приняло решение о развертывании собственной глобальной навигационной спутниковой системы GALILEO. В противовес системам ГЛОНАСС и GPS, контролируемым военными, ЕС намерено использовать GALILEO в гражданских целях.

Реализация европейского проекта глобальной навигационной спутниковой системы GNSS планируется в два этапа: GNSS-1 и GNSS-2. На первом этапе (2001-2003 г.г.) создана Европейская геостационарная система навигационного дополнения - European Geostationary Navigation Overlay System (EGNOS), которая должна обеспечивать те же услуги, что и GPS/ ГЛОНАСС в период с 2004 до 2015-2018 гг.

Основная часть проекта, GNSS-2, базируется на новой спутниковой системе, получившей название GALILEO. Орбитальная группировка GALILEO будет состоять из 30 спутников: 27 основных и 3 резервных, необходимых на тот случай, если какой-либо из основных спутников выйдет из строя. Спутники будут располагаться на трех круговых орбитах на высоте в 23 616 км над поверхностью Земли. Наклон орбиты по отношению к экватору составит 56°. Такая конфигурация должна обеспечить эффективное покрытие всей территории планеты. Как и GPS, сеть GALILEO будет служить, в первую очередь, в качестве навигационной поддержки для коммерческих транспортных сетей. Проект необходим как для научных исследований, так и для экономических и социальных нужд. Созданный Европейским космическим агентством (EКA) в сотрудничестве с ЕС, проект GALILEO обеспечит Европу собственной глобальной навигационной спутниковой системой, позволяющей с высокой точностью определять местоположение объекта и гарантирующей глобальное покрытие. При этом пользователи смогут пользоваться одними приемниками с возможностью выбирать данные спутника любой из систем. Предлагая двойные частоты в качестве стандарта, GALILEO будет представлять в реальном времени местоположение объекта с точностью в диапазоне одного метра. Это беспрецедентная детализация для публично доступной системы.

Все вышесказанное обусловило широкое применение этих технологий при создании систем диспетчерского управления и контроля транспортных средств различного назначения. Такие системы обеспечивают потребителю контроль над местоположением своего транспорта, его состоянием, состоянием перевозимых грузов при решении проблем повышения мобильности, оперативности и безопасности перевозок, а также управления ими. Принцип действия систем управления и контроля прост - с помощью ГЛОНАСС/GPS-навигационных приемников на транспортном средстве определяются его координаты и вместе с информацией о его состоянии и состоянии груза по каналам связи передаются на диспетчерский пост. С диспетчерского поста передаются текстовые и формализованные сообщения экипажам транспортных средств.

Основные возможности навигационных систем:

• определение местонахождения транспортного средства;
• определение наиболее короткого и удобного пути до пункта назначения;
• определение обратного маршрута;
• определение скорости движения (максимальной, минимальной, средней);
• определение времени в пути (прошедшего и сколько потребуется еще) и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Таким образом, можно утверждать, что стратегической целью проектов спутниковых навигационных систем является интеграция технологий глобального позиционирования, технологий беспроводной связи и Интернет-технологий для создания системы передачи информации о местонахождении транспортных средств через Интернет, которая позволит разнообразным государственным и коммерческим структурам повысить эффективность управления своими ресурсами и автопарком, а также предоставит многообразные дополнительные услуги физическим лицам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

http://www.geodinamika.ru/_userfiles/files/Reference%20Information/Navigational%20systems/navigational_systems.pdf

http://sike.ru/articles/nemnogo-o-glonass/

http://www.astro.tsu.ru/TGP/text/4_2.htm

http://kunegin.com/ref6/gps/pringlo2.htm

Генике А.А., Побединский Г.Г. Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. 

Яценков В.С. Основы спутниковой навигации.

Соловьёв Ю.А. Системы спутниковой навигации.