1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Ім'я файлу: 2019_M_IMI_Smirnov_O_G.doc
Розширення: doc
Розмір: 334кб.
Дата: 18.03.2023
скачати
Пов'язані файли:
+Головна книга10.doc
1552627.docx
5.Гострий пієлонефрит17-18.doc
ІДЗ 4 Дерево рішень.pptx
історія зародження футболу курсова.docx
Питання КР 1 МК 075 практ модуль 2021.docx
Курс_ТПР_3.docx
628846.docx
Лаб1_Білецький.Д.О_442.docx
Чорновий рахунок (_ 66) (62).pdf

РЕЗУЛЬТАТИ МОДЕЛЮВАННЯ ПОЗИЦІОНУВАННЯ, НАВІГАЦІЇ, ВІЗНАЧЕННЯ ЧАСУ


Впровадження технологій супутникової радіонавігації в повсякденну практику має масштабний характер. Підтвердженням цього є проекти європейських систем EGNOS, GALILEO, японський проект MSAS, український проект СКНЗУ, наміри Індії (проектGAGAN), Китаю (проект COMPASS) і діючі американські системи WAAS, LAAS. Європейська система функціонального доповнення супутникової навігації EGNOS створюється Європейським космічним агентством, Європейською комісією та Європейською організацією з безпеки повітряної навігації (EUROCONTROL).

EGNOS (в рамках Європейського союзу) є частиною Європейської об’єднаної мережі навігації і позиціонування, відповідно до інструктивними матеріалами Транспортної транс'європейської мережі

Проект призначений для забезпечення наземних, морських і повітряних невійськових користувачів системами GPS і ГЛОНАСС з поліпшеними характеристиками по точності, цілісності, надійності, експлуатаційної готовності та доступності. У проекті беруть участь: Австрія, Великобританія, Німеччина, Іспанія, Італія, Канада, Нідерланди, Норвегія, Португалія, Франція, Швейцарія. Серед провайдерів послуг з управління повітряним рухом в проекті EGNOS беруть участь AENA (Іспанія), ANA (Португалія), DFS (Німеччина), DGAC (Франція), ENAV (Італія), CNES (Національне космічне агентство Франції), NATS (Великобританія), NMA (Управління картографії Норвегії), Swisscontrol (Швейцарія). Головним виконавцем першого етапу - розробки системи EGNOS - є компанія Alcatel Space Industries (Франція), а співвиконавцями - компанія Siemens (Австрія), фірми Airsys ATM-UK, British Telecom, DNV, GSS Nortel, Logica, MMS, Racal, Science Systems Vega (Великобританія), Airsys ATM, DASA, Deustche Telekom, DLR, Ifen, MAN (Німеччина), GMV, INDRA, SENER (Іспанія), Alenia, Laben, Space Software Italia, Telespazio, Vitrocizet (Італія),

Novatel (Канада), NLR (Нідерланди), Seatex (Норвегія), Edisoft, INASC, Marconi Portugal(Португалія), France Telecom, Sextant Avionique, SRTI, Syseca, Thomson-CSF (Франція), CIR, Oscilloquartz (Швейцарії).

Відповідальним за розробку, розгортання і технічний контроль EGNOS є Європейське космічне агентство. Вимоги невійськових авіаційних користувачів і організацію питань сертифікації координує EUROCONTROL. Контроль за розробкою приймачів EGNOS, їх стандартизацію та випробування, формування вимог користувачів системи EGNOS і доступ до навігаційних лініях зв'язку супутників GEO здійснює Європейська комісія.

Для передачі сигналів EGNOS споживачам пропонується використовувати геостаціонарні супутники зв'язку IOR (координати 64.5 ° східної довготи, Індійський океан), AOR-E (Координати 15 ° .5 західної довготи, східна частина Атлантичного океану), що входять в систему супутникового зв'язку INMARSAT-III і супутник ARTEMIS (координати 21.4 ° східної довготи) Європейського космічного агентства. Геостаціонарні супутники повинні забезпечити покриття Європи, Африки, Південної

Америки, більшу частину Азії. У зону обслуговування EGNOS увійдуть більшість європейських держав, Туреччина, Північне море, східна частина Атлантичного океану.

У перспективі зона EGNOS може поширитися на Африку, всю Південну Америку, Середній Схід, держави колишнього Радянського Союзу та ін.

Повністю введена в експлуатацію система EGNOS забезпечить вимірювання дальності, отримання інформації про цілісність і ширококутного диференційний сервіс.

Далекомірний сервіс (R-GEO) полягає в передачі навігаційних сигналів, в форматі, близькому до сигналів GPS, c геостаціонарних супутників, що забезпечить практично стовідсоткову доступність в будь-якій точці Землі і навколоземному просторі, а також дозволить підвищити надійність навігації за рахунок реалізації режиму автономного контролю цілісності (RAIM) в приймачах споживачів. Вироблення інформації цілісності (GIC) полягає в передачі оцінок віддалено мірних похибок для кожного навігаційного сигналу GPS, ГЛОНАСС або EGNOS. Завдяки цьому споживач зможе своєчасно приймати рішення про недостовірність навігаційного сигналу з супутника до виникнення нештатної ситуації.

Ширококутного диференціальне обслуговування (WAD) передбачає передачу диференціальних поправок для підвищення точності навігації до декількох метрів.

До складу системи EGNOS входять: орбітальний сегмент - навігаційні і геостаціонарні супутники; наземний сегмент - мережа наземних станцій вимірювання дальності і моніторингу цілісності (RIMS), пов'язана з головними центрами управління (MCC), де формуються сигнали EGNOS (диференціальні поправки, інформація про цілісність, іоносферні затримки, ефемериди геостаціонарних супутників); наземні навігаційні станції (NLES), призначені для закладки інформації EGNOS і далекомірного сигналу на геостаціонарні супутники GEO, які ретранслюють цю інформацію на Землю на частоті L1 GPS з модуляцією і кодуванням, подібними сигналу GPS. Наземне обладнання EGNOS об'єднується широкозонной мережею зв'язку EWAN.

Апаратний склад EGNOS на першому етапі складається з 40 RIMS; чотирьох MCC – в Торрехоні (Іспанія), Гетвік (Великобританія), Лангене (Німеччина), Чіампіно (Італія); шести NLES - в Оссагеле (Франція), Гунхіллі (Великобританія), Райштінге (Німеччина), Фучіно (Італія), Торрехоні (Іспанія) і Сінтрі (Португалія); обладнання для оцінки експлуатаційних характеристик і перевірки системи - в Тулузі (Франція) і Торрехоні

(Іспанія); сервісної та повірочної апаратури. Станції вимірювання дальності і моніторингу RIMS збирають, накопичують інформацію з супутників GPS, ГЛОНАСС, GEO, направляють її в центр управління системою MCC і в усі центри управління EGNOS. Кожна RIMS оснащена приймачем GNSS, здатним приймати і обробляти сигнали супутників на частотах L1, L2 і високоточними атомним годинником. RIMS передають накопичену інформацію щомиті і мають два каналу: A - передача вихідних даних для розрахунку широко зонних поправок; B – передача вихідних даних для формування інформації про цілісність.

Наземні навігаційні станції (NLES) частково виконують функції RIMS, а також використовуються для закладки навігаційної інформації на борт і управління супутниками GEO. Передані навігаційні повідомлення GEO точно синхронізовані з системним часом GPS. При закладці інформації на борт GEO одна станція NLES є основною, а друга - резервною.

Основними функціями і процедурами EGNOS є:

розрахунок, розмноження, перевірка і передача інформації про дальності і цілісності геостаціонарних супутників, а також широко зонних диференціальних поправок;

управління системою і її моніторинг;

формування широко зонних диференціальних поправок на основі даних, накопичених RIMS, і даних про іоносфері в зонах обслуговування;

  1. оцінка цілісності;

  2. перевірка вхідних даних перед початком обробки;

формування інформації про дальності;

  1. формування інформації про цілісність;

  2. формування навігаційних повідомлень;

  3. синхронізація сигналів;

  4. закладка інформації на геостаціонарні супутники;

  5. системний і мережевий моніторинг;

  6. усунення збоїв в роботі системи і планування технічного обслуговування;

  7. управління системою і мережею передачі даних;

  8. управління зовнішніми інтерфейсами;

  9. архівування інформації; системне моделювання і прогнозування експлуатаційних характеристик.

Проект EGNOS ідеологічно близький з побудови і виконуваних функцій до діючої американської системі WAAS. Тому GALILEO може стати повноправним конкурентом в глобальній мережі навігації. Система буде сумісна з уже існуючими, GPS і ГЛОНАСС, що вплине на швидкість пошуку супутників і якість позиціонування об'єктів.

ВИСНОВКИ


Пристрої супутникової навігації тісно ввійшли в наше життя. Моніторинг транспортних засобів, навігація морських суден та літаків, персональна навігація — неповний перелік сфер, в яких використовується супутникова навігація. Але далеко не кожен розуміє принцип роботи супутникової навігації, знає її різновиди та складові. В даний час в світі, крім глобальних навігаційних супутникових систем ГЛОНАСС (Росія) і GPS (США), роботи з розгортання ГНСС Бейду і ГАЛІЛЕО проводять Китай і країни Європейського союзу. Японія та Індія розгортають регіональні навігаційні супутникові системи QZSS і IRNSS відповідно. Останні призначені для використання в конкретних країнах. Через таку специфіку для них потрібно менше супутників, а значить, побудувати таку систему легше. BEIDOU (Китай), IRNSS (Індія) і QZSS (Японія) нові представники навігаційних засобів. Вони розраховані на роботу тільки на території своїх держав, і використовують невелику кількість орбітальних сателітів.

У даний час GPS і ГЛОНАСС однаково популярні. Існуючі в даний час глобальні навігаційні супутникові системи (ГНСС) GPS і ГЛОНАСС дозволяють задовольнити потреби в навігаційному обслуговуванні велике коло споживачів. Вони застосовуються в цивільній навігації, і сучасні чіпи підтримують ці стандарти на рівних, підключаючись до найближчого сателіту. Для водіїв GPS-навігатори стали зручним провідником на місцевості, замінивши традиційні паперові мапи. Та сьогодні система глобального позиціонування використовується не лише для орієнтації у просторі, але й у багатьох інших, часом неочікуваних сферах життя.

Зараз існує ряд завдань, які вимагають високої точності навігації. До цих завдань відносяться: зліт, захід на посадку і посадка літаків, судноводіння в прибережних водах, навігація вертольотів і автомобілів та інші.

Класичним методом підвищення точності навігаційних визначень є використання диференціального (відносного) режиму визначень.

Диференціальний режим передбачає використання одного або більше базових приймачів, розміщених в точках з відомими координатами, які одночасно з приймачем споживача (рухомим, або мобільним) здійснюють прийом сигналів одних і тих же супутників.

Підвищення точності навігаційних визначень досягається за рахунок того, що помилки вимірювання навігаційних параметрів споживчого та базових приймачів є корельованими. При формуванні різниць Реальні показники можуть відрізнятися велика частина таких похибок компенсується.

В основі диференціального методу лежить знання координат опорної точки – контрольно-коригуючої станції (ККС) або системи опорних станцій, щодо яких можуть бути обчислені поправки до визначення псевдодальностей до навігаційних супутників. Якщо ці поправки врахувати в апаратурі споживача, то точність розрахунку, зокрема, координат може бути підвищена в десятки разів.

Для забезпечення диференціального режиму для великого регіону – наприклад, для Росії, країн Європи, США – передача коригувальних диференціальних поправок здійснюється за допомогою геостаціонарних супутників. Системи, що реалізують такий підхід, отримали назву широко зонні диференціальні системи.

Недоліки в супутникової навігації теж є. Визначаються вони специфікою поширення радіохвиль. Наприклад, сигнал з супутника значно погіршується в приміщеннях, а всередині залізобетонних конструкцій, в підвалах, тунелях і т. Д. Його взагалі не можна зловити. Причому стосується це не тільки поширених пристроїв, але і професійних геодезичних приймачів. Також сигнал з супутника може погіршуватися під щільною листям дерев або через дуже великий хмарності. Для нього легко створювати перешкоди, чим, наприклад, користуються крадії авто і спецслужби. У приполярних областях точність позиціонування погіршується через те, що супутники знаходяться низько над горизонтом.

Для роботи навігаційної системи необхідні не тільки супутники на орбіті, але і наземний сегмент управління і контролю. Серед них блоки вимірювання поточного положення супутників і передачі на них отриманої інформації для коригування орбіт і (опціонально) система радіомаяків для підвищення точності отримання координат.

У навігаційних приймачів також є важливі параметри, що безпосередньо впливають на їх роботу. Один з них – швидкість отримання та обробки даних від супутників. Якщо приймач довго не працював, або його в вимкненому стані перевезли на велику відстань, то включатися він буде за методом «холодного старту», коли всі необхідні для роботи дані (ефемериди, альманах і т. Д.) Виходять безпосередньо з супутника. Це може займати 10-15 хвилин. Навігатори з функцією A-GPS (Assisted GPS) навіть в режимі холодного старту починають працювати швидше, так як отримують значну частину необхідних даних з мереж стільникового зв'язку. У режимі ж «теплого старту» (коли актуальні дані вже є в пам'яті пристрою) для визначення точних координат приймача потрібно менше хвилини.

Найбільший інтерес на даний момент викликає європейська розробка під назвою GALILEO. На старті розробники планували використовувати мережу для європейського регіону, але даним проектом зацікавилися країни Близького Сходу і Південної Америки. Тому GALILEO може стати повноправним конкурентом в глобальній мережі навігації. Система буде сумісна з уже існуючими, GPS і ГЛОНАСС, що вплине на швидкість пошуку супутників і якість позиціонування об'єктів.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ




[1]

Информационно-аналитический центр КВНО, «ГЛОБАЛЬНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА GPS,» Информационно-аналитический центр КВНО АО "ЦНИИмаш", г. Королев, Россия, [В Интернете]. Available: https://www.glonass-iac.ru/guide/gnss/gps.php.

[2]

Информационно-аналитический центр КВНО, «ГЛОБАЛЬНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА ГАЛИЛЕО,» Информационно-аналитический центр КВНО АО "ЦНИИмаш", г. Королев, Россия, [В Интернете]. Available: https://www.glonass-iac.ru/guide/gnss/galileo.php.

[3]

В.В. Конин, В.П. Харченко, К64 Системы спутниковой радионавигации, Национальный авиационный университет, 2010.

[4]

Б. Серапинас, Глобальные системы позиционирования, Москва, 2002.

[5]

В. Яценков, Основы спутниковой навигации. Системы GPS NAVSTAR и ГЛОНАСС, Москва, 2005.

[6]

United space in Europe, «EGNOS,» esa.int, [В Интернете]. Available: http://www.esa.int/Applications/Navigation/EGNOS.

[7]

А. Лагутенков, Тихая экспансия интернета вещей, 2018.

[8]

EGNOS, «EGNOS User Support,» European Global Navigation Satellite Systems Agency, 16 12 2019. [В Интернете]. Available: https://egnos-user-support.essp-sas.eu/new_egnos_ops/.

[9]

GPS.gov, «GPS Accuracy,» 5 12 2017. [В Интернете]. Available: https://www.gps.gov/systems/gps/performance/accuracy/.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

скачати

© Усі права захищені
написати до нас