Навигационное обеспечение воздушных судов гражданской авиации в условиях возмущенной ионосферы

• Автор: Горбачев, Олег Анатольевич
• Шифр специальности: 05.22.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 324 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ проблемы навигационного обеспечения воздушных судов ВС гражданской авиации ГА при использовании спутниковых систем навигации ССН
и ГЛОНАСС

1.1. Требования к навигационному обеспечению ВС в условиях реализации концепции I .

1.2. Анализ современного состояния ССН V и ГЛОНАСС.

1.3. Пофешности ССН, вносимые средой на трассе распространения сигналов и методы их определения

1.4. Особенности построения бортовой навигационной аппаратуры ССН и ГЛОНАСС .

1.5. Основные результаты главы 1

Глава 2. Влияние околоземного космического пространства на

функционирование ССН

2.1. Околоземное космическое пространство среда распространения сигналов ССН
2.2. Ионосфера как основной источник погрешностей ССН.
2.3. Анализ дисперсионных характеристик ионосферы в низкочастотной и высокочастотной частях спектра.
2.4. Распространение высокочастотных сигналов в околоземном космическом пространстве
2.5. Взаимодействие волначастица в ионосфере как фактор, влияющий на погрешности ССН.
2.6. Основные результаты главы 2.
Глава 3. Навигационное обеспечение ВС ГА в условиях возмущенной по полному электронному содержанию ионосферы.
3.1. Модель ионосферы как инструмент уменьшения ионосферных погрешностей ССН
3.2. Навигационное обеспечение ВС в средиеширотной ионосфере.
3.3. Навигационное обеспечение ВС в высокоширотной ионосфере
3.4. Навигационное обеспечение ВС в субавроральной ионосфере.
3.5. Основные результаты главы 3
Глава 4. Навигационное обеспечение ВС ГА в условиях возмущенной по волновой активности ионосферы.
4.1 Механизм возникновения неустойчивости потока вторичных
электронов над авроральной ионосферой.
4.2. Навигационные эффекты неустойчивости потока вторичных электронов над авроральной ионосферой в области низких
частот
4.3. Навигационные эффекты ионнозвуковой турбулентности в области низких частот.
4.4. Навигационные эффекты ионнозвуковой турбулентности в i
области высоких частот.
4.5. Основные результаты главы 4
Глава 5. Результаты экспериментальных исследований влияния возмущенной ионосферы на навигационное обеспечение ВС ГА.
5.1. Анализ проблемы определения ионосферных погрешностей в
5.2. Теоретическое обоснование возможности определения ионосферных погрешностей ССН с помощью одночастотных приемников
5.3. Аппаратнопрограммное обеспечение методики определения ионосферных погрешностей ССН .
5.4. Методика определения ионосферных погрешностей ССН .
5.5. Применение предложенной методики определения ионосферных погрешностей ССН для навигационного обеспечения
ВС ГА и диагностики ионосферы
5.6. Анализ проблемы многолучевого распространения сигналов ССН как источника ошибок позиционирования в навигационном обеспечении ВС ГА
5.7. Экспериментальное исследование качества приема сигналов ССН двумя одночастотными приемниками для ВС ГА
5.8. Основные результаты главы 5.
Заключение.
Литература


Модуляция сигналов производится псевдослучайным кодом, состоящим из дальномерного кода или САкода и кода навигационной информации. Сигнал 2 модулируется дальномерным кодом и кодом навигационной информации. Частота . МГц диапазона 1 является основной. Сигналы основной частоты принимаются одночастотными приемниками. Дополнительная частота 2. МГц диапазона 2 доступна только двухчастотным приемникам. Специальные сообщения об исправности аппаратуры и т. Информация по сообщениям 1, 4 передается через сек. Наблюдательные данные vi передаются всеми спутниками с герцовой частотой квазисинхронно. Последнее означает, что сигналы синхронизированы в шкале времени аппаратуры спутника, однако имеется некоторая несинхронность сигналов всей ОГ вследствие небольшой порядка с1 нестабильности хода часов спутника относительно системного времени , которое периодически синхронизируется с . До 1 г. В настоящее время режим отключен, но может быть введен в действие в экстремальных ситуациях по личному приказу президента США . Состояние орбитальной группировки на г. Таблице 1. Таблица 1. ПСП Номер Тип Дата ввода в систему Акт. I 3. I1 . А 3 8 0 ЦА 0. II 7. II 6. II 2. В 1 3 II . II 4. II . II . II 8. II 4. II 9. С 3 0 1I . II . II . II . II 6. II . II 9. II 6. II 1. II . Е 3 3 II 6. II . II 6. II . II . II 9. II . II 5. Комплекс управления системой . Осуществляет общую координацию функционирования системы рис. Состоит из рис. СС, расположенных вдоль земного экватора. КИС. Рис. Расположение объектов комплекса управления . НС через контрольноизмерительные станции КИС и, при необходимости, осуществляет подстройку спутниковых часов. СС передают данные о положении НС на . Базовые станции БС, как компоненты комплекса управления , осуществляют постоянный мониторинг навигационного поля системы. Помимо основной функции, БС используются для изучения среды распространения сигналов , выдавая параметры принимаемых сигналов в сеть I. Средства слежения, входящие в систему управления, имеют функцию непосредственного измерения параметров орбит эфемерид спутников. Такие измерения производятся, в частности, путем лазерной дальнометрии и имеют высокую точность. Данные по лазерному определению истинных координат спутников, выложены в сети I на сайте международной службы лазерных дальномерных измерений Ii i vi I . Следует уточнить, что речь идет о координатах фазовых центров передающих антенн спутников. Пользовательское оборудование. Вся обработка данных выполняется в шкале времени данного приемника. Поскольку в типовых навигационных приемниках используется относительно недорогое оборудование, стабильность внутренних часов приемников на несколько порядков хуже, чем у часов спутника. Как будет ясно из дальнейшего изложения, это обстоятельство принципиально важно. ГЛОНАСС. ССН ГЛОНАСС предназначена для глобальной оперативной навигации приземных подвижных объектов наземных сухопутных, морских, воздушных и низкоорбитальных космических. Система находится в подчинении Министерства обороны РФ, вопросы гражданского применения курируются Министерством транспорта РФ. ГЛОНАСС предоставляет два вида услуг стандартной точности СТ для гражданских и высокой точности ВТ для военных потребителей. Искусственного снижения точности не предусмотрено. Структурно ГЛОНАСС состоит из космической части, наземного комплекса управления НКУ и пользовательского оборудования. Космическая часть. Включает в себя ОГ из НС ГЛОНАССМ массой кг и сроком службы до 7 лет, или ГЛОНАССК запускаются с г. Спутники вращаются по 3 орбитам с параметрами, представленными в Таблице 1. Передатчики НС ГЛОНАСС излучают шумоподобные сигналы, различающиеся несущими частотами. МГц к 0. МГц к 0. МГц для диапазона 2. Здесь к условный порядковый номер НС. Отношение двух несущих частот с одинаковым индексом к постоянно и равно 2 к у . Учитывая что диапазоны 1 и 2 предназначены для широкого круга потребителей спутниковая радиосвязь, воздушная навигация, радиоастрономия, для уменьшения помех с их стороны число несущих частот к Это возможно, так как в ОГ ГЛОНАСС имеются взаимно антиподные НС, которые никогда не могут появиться на горизонте одновременно.