Учебное пособие. — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. — 182 с. — ISBN
978-5-7038-3208-0.
Описаны особенности построения и функционирования средне
орбитальных глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).
Дан краткий обзор сведений об основных элементах ГНСС: орбитальной группировке навигационных космических аппаратов, наземной подсистеме контроля и управления, аппаратуре потребителя, функциональных дополнениях, применяемых в указанных системах.
Изложены принципы навигационно-временных определений, применяемые в ГНСС, проанализированы факторы, ограничивающие точность измерений. Приведены примеры современных образцов аппаратуры.
Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций, который автор читает в МГТУ им. Н.Э. Баумана, а также в Межотраслевом институте повышения квалификации кадров (МИПК) по новым направлениям развития техники и технологии МГТУ им. Н.Э. Баумана. Учебное пособие подготовлено в соответствии с учебными планами, утвержденными в МИПК МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Для студентов высших технических учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов «Радиотехника». Может быть полезно аспирантам, работникам научно-исследовательских организаций и промышленности, занимающимся вопросами разработки радиотехнических систем различного назначения. Предисловие
Введение
Принципы радионавигации. Радионавигационные системы наземного базирования
Основные понятия и определения
Принципы радионавигационных измерений
Угломерные методы
Дальномерные методы
Контрольные вопросы
Спутниковые РНС. История создания, принципы построения и функционирования
СРНС первого поколения
СРНС второго поколения
Контрольные вопросы
Методы измерения навигационных параметров
Методы НВО, основанные на измерении времени прихода сигнала
Дальномерный метод
Псевдодальномерный метод
Разностно-дальномерный метод
Методы, основанные на измерении доплеровского сдвига.
Радиально-скоростной метод
Псевдорадиально-скоростной метод
Разностно-радиально-скоростной метод
Комбинированные методы
Контрольные вопросы
Основные принципы построения и функционирования глобальных
навигационных спутниковых систем
Обобщенная структурная схема ГНСС
Подсистема НКА ГЛОНАСС
Подсистема НКА GPS
Контрольные вопросы
Подсистема контроля и управления ГНСС.
Системы времени, координат и модели Земли, используемые в ГНСС
Подсистема контроля и управления ГЛОНАСС
Наземный комплекс управления GPS
Системы времени, координат и модели Земли, используемые в ГНСС
Единицы времени
Системы отсчета (шкалы) времени, используемые в ГНСС
Системы координат, применяемые в ГНСС
Контрольные вопросы
Структура сигналов и сообщений ГНСС
Физические параметры сигналов ГЛОНАСС
Структура навигационных сигналов и навигационных сообщений ГЛОНАСС
Физические параметры сигналов GPS
Структура навигационных сигналов и навигационных сообщений GPS
Контрольные вопросы
Навигационная аппаратура потребителя
Радиочастотный блок
Антенна
Приемное устройство
Аналого-цифровой преобразователь
Опорный генератор и синтезатор частот
Принципы и устройства первичной обработки навигационной информации
Оценка параметров вектора состояния потребителя как задача оптимальной фильтрации
Принцип построения алгоритмов поиска и обнаружения сигнала. 86
Устройства поиска и обнаружения сигнала
Фильтрация радионавигационных параметров и дешифрация навигационной информации
Вторичная обработка навигационной информации
Оценка параметров вектора состояния потребителя
Фильтрация НП при вторичной обработке
Алгоритмы вторичного сглаживания НП
Одноэтапные алгоритмы обработки сигналов в АП
Вспомогательные и сервисные функции навигационного процессора
Интерфейс с внешними потребителями
Пример современной АП
Контрольные вопросы
Угломерная навигационная аппаратура для определения угловой ориентации объектов
Параметры угловой ориентации объектов.
Принцип определения угловой ориентации объектов по сигналам СРНС
Радиоинтерферометрический метод измерения угловых координат
Достижимая точность угловых измерений в АП ГНСС
Пример реализации угломерной АП
Контрольные вопросы
Точность навигационно-временных определений в СРНС
Погрешности, вносимые на НКА или КИК СРНС
Погрешности, вносимые на трассе распространения сигнала от НКА до АП
Погрешности АП
Погрешности опорного генератора
Шумовые (флуктуационные) ошибки следящих систем
Бюджет погрешностей стандартной и угломерной АП
Геометрический фактор
Контрольные вопросы
Дифференциальная коррекция и относительные измерения в ГНСС
Методы относительных измерений
Разностные методы
Методы оценки параметра фазовой неоднозначности
Точность относительных измерений
Дифференциальная коррекция
Принцип дифференциальной коррекции
Параметры корректирующей информации
Прямой и инверсный дифференциальные методы
Локальные дифференциальные подсистемы
Региональные дифференциальные подсистемы
Широкозонные ДПС
Российская широкозонная система дифференциальной коррекции и мониторинга
Локальные дифференциальные подсистемы на основе
псевдоспутников и ретрансляторов сигналов НКА
Контрольные вопросы
Комплектированные системы навигации
Оптимальная (глубокоинтегрированная) ИСНС
Тесносвязанная ИСНС
Слабосвязанная и разомкнутая ИСНС
Контрольные вопросы
Проект «Галилео»
Орбитальная группировка проекта «Галилео»
Частотный план и сигналы системы «Галилео»
Общая оценка проекта «Галилео»
Контрольные вопросы
Список литературы
Дан краткий обзор сведений об основных элементах ГНСС: орбитальной группировке навигационных космических аппаратов, наземной подсистеме контроля и управления, аппаратуре потребителя, функциональных дополнениях, применяемых в указанных системах.
Изложены принципы навигационно-временных определений, применяемые в ГНСС, проанализированы факторы, ограничивающие точность измерений. Приведены примеры современных образцов аппаратуры.
Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций, который автор читает в МГТУ им. Н.Э. Баумана, а также в Межотраслевом институте повышения квалификации кадров (МИПК) по новым направлениям развития техники и технологии МГТУ им. Н.Э. Баумана. Учебное пособие подготовлено в соответствии с учебными планами, утвержденными в МИПК МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Для студентов высших технических учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов «Радиотехника». Может быть полезно аспирантам, работникам научно-исследовательских организаций и промышленности, занимающимся вопросами разработки радиотехнических систем различного назначения. Предисловие
Введение
Принципы радионавигации. Радионавигационные системы наземного базирования
Основные понятия и определения
Принципы радионавигационных измерений
Угломерные методы
Дальномерные методы
Контрольные вопросы
Спутниковые РНС. История создания, принципы построения и функционирования
СРНС первого поколения
СРНС второго поколения
Контрольные вопросы
Методы измерения навигационных параметров
Методы НВО, основанные на измерении времени прихода сигнала
Дальномерный метод
Псевдодальномерный метод
Разностно-дальномерный метод
Методы, основанные на измерении доплеровского сдвига.
Радиально-скоростной метод
Псевдорадиально-скоростной метод
Разностно-радиально-скоростной метод
Комбинированные методы
Контрольные вопросы
Основные принципы построения и функционирования глобальных
навигационных спутниковых систем
Обобщенная структурная схема ГНСС
Подсистема НКА ГЛОНАСС
Подсистема НКА GPS
Контрольные вопросы
Подсистема контроля и управления ГНСС.
Системы времени, координат и модели Земли, используемые в ГНСС
Подсистема контроля и управления ГЛОНАСС
Наземный комплекс управления GPS
Системы времени, координат и модели Земли, используемые в ГНСС
Единицы времени
Системы отсчета (шкалы) времени, используемые в ГНСС
Системы координат, применяемые в ГНСС
Контрольные вопросы
Структура сигналов и сообщений ГНСС
Физические параметры сигналов ГЛОНАСС
Структура навигационных сигналов и навигационных сообщений ГЛОНАСС
Физические параметры сигналов GPS
Структура навигационных сигналов и навигационных сообщений GPS
Контрольные вопросы
Навигационная аппаратура потребителя
Радиочастотный блок
Антенна
Приемное устройство
Аналого-цифровой преобразователь
Опорный генератор и синтезатор частот
Принципы и устройства первичной обработки навигационной информации
Оценка параметров вектора состояния потребителя как задача оптимальной фильтрации
Принцип построения алгоритмов поиска и обнаружения сигнала. 86
Устройства поиска и обнаружения сигнала
Фильтрация радионавигационных параметров и дешифрация навигационной информации
Вторичная обработка навигационной информации
Оценка параметров вектора состояния потребителя
Фильтрация НП при вторичной обработке
Алгоритмы вторичного сглаживания НП
Одноэтапные алгоритмы обработки сигналов в АП
Вспомогательные и сервисные функции навигационного процессора
Интерфейс с внешними потребителями
Пример современной АП
Контрольные вопросы
Угломерная навигационная аппаратура для определения угловой ориентации объектов
Параметры угловой ориентации объектов.
Принцип определения угловой ориентации объектов по сигналам СРНС
Радиоинтерферометрический метод измерения угловых координат
Достижимая точность угловых измерений в АП ГНСС
Пример реализации угломерной АП
Контрольные вопросы
Точность навигационно-временных определений в СРНС
Погрешности, вносимые на НКА или КИК СРНС
Погрешности, вносимые на трассе распространения сигнала от НКА до АП
Погрешности АП
Погрешности опорного генератора
Шумовые (флуктуационные) ошибки следящих систем
Бюджет погрешностей стандартной и угломерной АП
Геометрический фактор
Контрольные вопросы
Дифференциальная коррекция и относительные измерения в ГНСС
Методы относительных измерений
Разностные методы
Методы оценки параметра фазовой неоднозначности
Точность относительных измерений
Дифференциальная коррекция
Принцип дифференциальной коррекции
Параметры корректирующей информации
Прямой и инверсный дифференциальные методы
Локальные дифференциальные подсистемы
Региональные дифференциальные подсистемы
Широкозонные ДПС
Российская широкозонная система дифференциальной коррекции и мониторинга
Локальные дифференциальные подсистемы на основе
псевдоспутников и ретрансляторов сигналов НКА
Контрольные вопросы
Комплектированные системы навигации
Оптимальная (глубокоинтегрированная) ИСНС
Тесносвязанная ИСНС
Слабосвязанная и разомкнутая ИСНС
Контрольные вопросы
Проект «Галилео»
Орбитальная группировка проекта «Галилео»
Частотный план и сигналы системы «Галилео»
Общая оценка проекта «Галилео»
Контрольные вопросы
Список литературы