Характеристики современных глобальных навигационных спутниковых систем

В настоящее время действуют две глобальные СНС: GPS (Global Positioning System, США); ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система, Россия). В стадии развертывания находится еще одна глобальная СНС – Европейская СНС GALILEO. Общее название этих систем: глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС).

Запуск Советским Союзом в 1957 г. первого искусственного спутника Земли создал условия для практического использования спутниковых технологий в сфере навигации. Спутниковая навигация разрабатывалась для военных целей и на средства, выделенные из государственного бюджета на оборону в США и в СССР, как средства высокоточного наведения оружия дальнего радиуса действия (стратегические ракеты и авиация). Спутниковая навигация доступна и для широкого применения в армии и на флоте на всех потенциальных театрах военных действий.

Министерство обороны США с 1960-х годов ХХ века начало работать над созданием глобальной, непрерывно доступной системы навигации высокой точности. Был создан специальный комитет, названный Navigation Satellite Executive Group (NAVSEG). Навигационная система, построенная по сформулированной комитетом концепции, получила название NAVSTAR GPS.

NAVSTAR – Navigation System with Time and Ranging – навигационная система на основе временных и дальномерных измерений. GPS – Global Positioning System – глобальная система позиционирования.

Термин «позиционирование» – более широкий по отношению к термину «определение местоположения». Позиционирование помимо определения координат включает в себя определение вектора скорости движущегося объекта.

В 1972 г. была продемонстрирована работа данной системы, использовавшей новый метод разделения сигналов спутников – кодовое разделение на основе псевдослучайного, шумоподобного сигнала. При этом все навигационные спутники излучают на одной несущей частоте, которая модулируется сверхдлинным псевдослучайным кодом (ПСК), индивидуальным для каждого спутника.

GPS состоит из трех частей:

· космического сегмента;

· сегмента управления и контроля;

· сегмента пользователей.

Спутниковый сегмент состоит из созвездия спутников.

Сегмент управления и контроля содержит главную станцию управления и контроля, станции слежения за спутниками и станции закладки информации в бортовые компьютеры спутников.

Сегмент пользователей – это совокупность спутниковых приемников, находящихся в работе. В каждый момент времени 24 спутника системы NAVSTAR GPS находятся в рабочем состоянии. Спутники распределены по шести круговым орбитам. На каждой орбите, таким образом, находится четыре спутника. Плоскости орбит разнесены по долготе на 60 градусов. Наклон плоскости орбиты к плоскости экватора составляет 53 градуса. Расстояние спутников от поверхности Земли – 20,2 тыс. километров. При такой высоте орбиты период обращения равен половине звездных суток.

В задачи сегмента управления и контроля (Operational Control System) входит слежение за навигационными спутниками (НС) для определения параметров их орбит (эфемерид) и поправок погрешности хода часов относительно системного времени GPS, прогноз орбит спутников и их местоположения на орбитах (прогноз эфемерид), временная синхронизация часов относительно времени системы, загрузка навигационного сообщения в бортовые компьютеры спутников.

Главная станция управления и контроля (Consolidated Space Operations Center) находится в Колорадо-Спрингс (США). Центр собирает и обрабатывает данные со станций слежения, вычисляет и предсказывает эфемериды спутников, а также параметры хода часов.

Российская СНС ГЛОНАСС (Гло бальная На вигационная С путниковая С истема), функционирующая на сходных с NAVSTAR GPS идеях и принципах была разработана к 80-м годам ХХ века.

Центр управления спутниковой группировкой ГЛОНАСС находится в г. Королеве Московской области.

3.3 Особенности разрабатываемой Европейской спутниковой навигационной системы «Галилео»

Специалистами нескольких стран Европы разрабатывается совместный проект спутниковой системы навигации Европейского Союза и Европейского космического агентства «ГАЛИЛЕО» (GALILEO). Система предназначена для решения навигационных задач для любых подвижных объектов с точностью менее 1 м.

Состав спутниковой группировки «Галилео» – включает 30 спутников (27 рабочих и 3 резервных) для обеспечения постоянного покрытия любой точки земного шара, по крайней мере, четырьмя аппаратами.

Космический сегмент дополняется наземной инфраструктурой, включающей в себя три центра управления и глобальную сеть передающих и принимающих станций. Спутники обеспечат в любой точке планеты, включая Северный и Южный полюса, 90%-ную вероятность одновременного приема сигнала от четырех спутников. В большинстве мест на планете одновременно в зоне прямой видимости будут находиться шесть спутников Galileo.

Контрольные вопросы

1.Дать определение автоматизированной информационной системе (АИС).

2. Классификация АИС

3. Дать определение интеллектуальной транспортной системе.

4. Назначение интеллектуальных транспортных систем.