Структура та алгоритми роботи супутникових радіонавігаційних систем - Контрольна робота
Контрольна робота - Авіація, Астрономія, Космонавтика
Інші контрольні роботи з предмету Авіація, Астрономія, Космонавтика
Емоіндикатори СРНС здійснюються різницеві вимірювання з використанням спеціальних антенних решіток.
1.2. Методи вирішення навігаційних задач
Розташування об'єкта визначається координатами перетину трьох поверхонь становища, є геометричним місцем точок з однаковим значенням навігаційного параметра. Для вирішення навігаційної задачі, тобто. для знаходження вектора споживачаП, використовують навігаційні функції, що визначають функціональний зв'язок між навігаційними параметрами і компонентами вектора споживача. Навігаційні функції визначаються за допомогою різновидів далекомірних та різницево-далекомірних методів.
У найбільш простомудальномірному методінавігаційним параметром є дальністьДiміжi-м СР і споживачем, а поверхнею положення сфера з радіусомДiі центром у центрі масi-го супутника
Тутxi, yi, zi,відомі на момент вимірювання координатиi-го супутника(з урахуванням його переміщення на час поширення сигналу);x, y, z,координати споживача.
Розташування об'єкта визначається координатами перетину трьох сфер, тобто. необхідно виміряти дальності до трьох СР (i= 1..3) і навігаційна функція є системою з трьох рівнянь. У цьому методі передбачається, що це величини взяті у той самий момент часу. Однак координати СР прив'язані бортовій шкалі часу, а споживач вимірює затримку радіосигналу у своїй шкалі часу. За наявності розбіжностіtшкалчасу виникає зсувД=сtвиміряної дальності і, як наслідок, проблеми з точністю визначення координат споживача. Тому в даний час ширше застосовуютьпсевдодальномірний метод.
Під псевдодальністю розуміється виміряна дальністьДізмiдоi-го НС, яка відрізняється від істинної дальності на невідому, але постійну на час визначення навігаційних параметрів величинуД. Таким чином, для псевдодальності доi-го СР можна записати
У псевдодальномірних методах поверхнею положення, як і раніше, є сфера, але радіус цієї сфери змінений на невідому величинуД. Вимірювання псевдодальностей до трьох СР призводить до системи рівнянь з чотирма невідомими (x, y, z, Д). Для усунення невизначеності необхідно провести додаткові виміри, тобто. виміряти псевдодальність до четвертого супутника. Отримана таким чином система чотирьох рівнянь має точне рішення, і, отже, координати споживача визначаються як точка перетину чотирьох поверхонь положення. Параметри орбітального угруповання НС низькоорбітальних СРНС (висота орбіт, число супутників, їх розстановка) зазвичай забезпечують видимість у зоні споживача 1…2 НС, тому визначення координат споживача цих СРНС може здійснюватися над реальному часі, лише після проведення послідовних (зазвичай доплерівських) вимірювання кількох ліній положення за сигналами одного супутника.
Розносно-дальномірний методзаснований на вимірі різниці дальностей від споживача доi-го СР. За своєю суттю цей метод аналогічний псевдодальномірному методу та його застосовують за наявності в далекомірних вимірах невідомих зрушеньД. Різностно-дальномерный метод використовує три до чотирьох СР, оскільки за сталостіДпід час навігаційних визначень різниці псевдодальностей рівні різницям істинних дальностей, визначення яких потрібно три незалежних рівнянь. Поверхні положення визначаються з умовиДij= сonst і є поверхні двопорожнинного гіперболоїда обертання, фокусами яких є координати опорних точокiіj(центрів масi-го таj-го СР). Відстань між опорними точками називають базою вимірювальної системи. Якщо відстань від опорних точок до споживача великі в порівнянні з розмірами бази, то гіперболоїд обертання в околиці точки споживача практично збігається зі своєю асимптотою конусом, вершина якого збігається з серединою бази. .
Радіально-швидкісний (доплерівський) методзаснований на вимірі трьох радіальних швидкостей переміщення споживача щодо трьох СР. Фізичною основою методу є залежність радіальної швидкості точки щодо СР від координат і щодо швидкості СР. Диференціюючи рівняння поверхні положення далекомірного способу за часом, отримуємо
Тут компоненти характеризують відносну вектор швидкості;Дiвідносні координати.
Таким чином, для визначення компонентів вектора швидкості споживача необхідно знати: вектори координат і швидкості трьох СР, а також координати споживача. Останні можна отримати, якщо виміряти радіальнішвидкості протягом деякого часуt, а потім обчислити інтеграл. Недоліком даного методу є неможливість вимірювання координат у реальному масштабі часу. Крім того, у середньовисотних СРНС повільні зміни радіальної швидкості призводять до малих значень різниць у алгоритмах навігаційних обчислень і як наслідок до