Спутниковые навигационные системы

Спутниковая навигационная система "Galileо". Этапы развития, основные службы. Спутниковая навигационная система "Compass", хронология ее запуска. Сигналы повышенной точности, их использование для нужд авиации и судовой навигации, служб спасения.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 01.12.2013
Размер файла 24,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

  • Введение
  • 1. Спутниковая навигационная система Galileo
  • 1.1 Общие сведения
  • 1.2 Этапы развития Галилео
  • 1.3 Службы Галилео
  • 2. Спутниковая навигационная система Compass
  • 2.1 Общие сведения
  • 2.2 Хронология запуска спутниковой системы Compass
  • Список литературы

Введение

Сколько существует человечество, столько и решается вопрос о том, как определить свое местоположение на суше и на море, в лесу или в городе. На сегодняшний день отпала необходимость ориентироваться, как древние путешественники и мореплаватели по звездам или компасу. Эпоха открытия радиоволн существенно упростило задачу навигации и открыло новые перспективы перед человечеством во многих сферах жизни и деятельности, а с открытием возможности покорения космического пространства совершился огромный прорыв в области определения координат местоположения объекта на Земле. Искусственные спутники Земли стали опорными станциями для радионавигации и на сегодняшний день системы спутниковой навигации стали доступны не только военным или морякам, но и простым людям, частным лицам и компаниям, для которых навигация необходима.

Все развитые странны мира стремятся к созданию собственной навигационной системы, в первую очередь для применения в обороне страны, а так же для различных гражданских целей.

В настоящее время работают или готовятся к развёртыванию следующие системы спутниковой навигации: NAVSTAR - принадлежит министерству обороны США, единственная полностью работающая спутниковая навигационная система. ГЛОНАСС - российская спутниковая система навигации. GALILEO - европейский проект спутниковой системы навигации, находящийся на этапе создания спутниковой группировки. COMPASS - развёртываемая в настоящее время Китаем подсистема GNSS, предназначенная для использования только в этой стране.

1. Спутниковая навигационная система Galileo

1.1 Общие сведения

Галилео - совместный проект спутниковой системы навигации Европейского и Европейского космического агентства, является частью транспортного проекта Трансъевропейские. Система предназначена для решения навигационных задач для любых подвижных объектов с точностью менее одного метра.

Ожидается, что "Галилео" войдёт в строй в 2014 - 2016 годах, когда на орбиту будут выведены все 30 запланированных спутников (27 операционных и 3 резервных). Запуск спутников предполагается осуществлять российскими ракетами "Союз" с космодрома Куру во Французской Гвиане. Космический сегмент будет дополнен наземной инфраструктурой, включающей в себя три центра управления и глобальную сеть передающих и принимающих станций.

В отличие от американской GPS и российской ГЛОНАСС, система Галилео не контролируется национальными военными ведомствами, однако, в 2008 году парламент ЕС принял резолюцию "Значение космоса для безопасности Европы", согласно которой допускается использование спутниковых сигналов для военных операций, проводимых в рамках европейской политики безопасности.

Когда программа войдет в фазу полной эксплуатационной готовности, все спутники "Галилео" будут двигаться по орбите высотой 23222 км, проходя один виток за 14 ч 4 мин. 42 с, обеспечивая постоянное покрытие любой точки земного шара по крайней мере четырьмя аппаратами. Все спутники будут бороздить космическое пространство в трех орбитальных плоскостях, наклоненных под углом 56° к экватору, покрывая даже полярные районы Земли.

Временная погрешность атомных часов, установленных на спутнике, составляет всего одну миллиардную долю секунды, а это значит, что соответствующая навигационная неточность не должна превышать 30 см. Каждый аппарат "Галилео" весит около 700 кг, энергообеспечение равно 1420 Вт на солнце и 1355 Вт в тени. Расчетный срок эксплуатации спутника превышает 12 лет.

В общей сложности, спутники Galileo будут передавать 10 навигационных сигналов различного назначения. Прежде всего, это бесплатный сигнал для массового потребителя. Он сопоставим по точности с существующими системами навигации GPS и ГЛОНАСС. Причем, благодаря достигнутым соглашениям, системы будут взаимно дополнять друг друга.

Другие сигналы, повышенной точности, будут использоваться для нужд авиации и судовой навигации, для служб спасения, государственных служб, военных целей, а также будут предлагаться коммерческие услуги позиционирования с точностью выше 1 м. Повышенная точность будет достигаться за счет приема сигналов в двух диапазонах (L1: 1559 - 1591 мГц и E5: 1164 - 1215 мГц).

Реализация программы Galileo даст только в Евросоюзе 140 тысяч новых рабочих мест. После ввода системы в эксплуатацию, коммерческий эффект составит 10 млрд. евро.

1.2 Этапы развития Галилео

Первая фаза - планирование и определения, второй этап состоит в запуске двух опытных спутников и развития инфраструктуры (наземных станций для них).

Первый опытный спутник системы Галилео был доставлен на космодром Байконур 30 ноября 2005 года. 28 декабря 2005 года в 8: 19 с помощью ракеты-носителя "Союз-ФГ" космический аппарат GIOVE-A был выведен на расчётную орбиту высотой 23222 км с наклонением 56°. Основная задача GIOVE-A состояла в испытании дальномерных сигналов Галилео на всех частотных диапазонах. Спутник создавался в расчете на 2 года активного экспериментирования, которое и было успешно завершено примерно в расчётные сроки. Передача сигналов по состоянию на апрель 2009 года ещё продолжалась.

Второй опытный спутник системы Галилео GIOVE-B был запущен 27 апреля 2008 года и начал передавать сигналы 7 мая 2008 года. Основная задача GIOVE-B состоит в тестировании передающей аппаратуры, которая максимально приближена к будущим серийным спутникам. GIOVE-B - первый спутник, в котором в качестве часов используется водородный мазер. GIOVE-B способен передавать несколько модификаций дальномерного кода открытой службы на частоте L1 (модуляции BOC (1,1), CBOC, TMBOC), из которых предполагается выбрать одну для дальнейшего постоянного использования.

Оба спутника GIOVE предназначены для проведения испытаний аппаратуры и исследования характеристик сигналов. Для систематического сбора данных измерений усилиями ЕКА была создана всемирная сеть наземных станций слежения, оборудованных приёмниками, разработанными в компании Septentrio.

Третий этап состоит в выводе на орбиты четырёх спутников Galileo IOV, которые, будучи запущенными парами (два 20 октября 2011 года и еще два в середине 2012 года), создадут первое мини-созвездие Galileo. Запуски состоятся с помощью ракеты "Союз-СТБ" с космодрома в Куру. Спутники будут расположены на круговых орбитах на высоте 23 222 км.

10 декабря 2011 года Galileo передала на Землю первый тестовый навигационный сигнал - два спутника, выведенные на орбиту в октябре российским "Союзом", успешно включили свои передатчики. Специалисты Galileo включили главную антенну L-диапазона (1,2-1,6 гигагерца), с которой был передан первый для Galileo навигационный сигнал, его мощность и форма соответствовала всем спецификациям, а также совместима с американской системой GPS.

В августе 2012 года, когда будут запущены на орбиту еще 2 спутника проекта Galileo, станет возможным первое позиционирование из космоса, т.к. для него необходимо, по крайней мере четыре спутника. С каждым следующим выводов новых спутников точность позиционирования будет повышаться.

Создание наземного сегмента: трёх центров управления (GCC), пяти станций контроля за спутниковой группировкой (TTC), 30 контрольных приёмных станций (GSS), 9 ап-линк станций (ULS) для актуализации излучаемых сигналов.

Пресс-служба Европейского космического агентства ESA сообщила, что 27 января 2010 года в Европейском центре космических исследований и технологий в городе Нордвейк (Нидерланды) состоялась церемония подписания первых трёх контрактов, обеспечивающих полномасштабное развёртывание группировки Galileo.

Первые виды услуг должны быть представлены в 2014 году, все виды служб - не раньше 2016 года. Общая стоимость проекта на данном этапе - 3,4 млрд евро.

Четвёртый этап проекта будет запущен предположительно с 2014 года. Возможно, лицензия на эксплуатацию будет передана частным компаниям.

После завершения развертывания группировки, 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, что позволит определить местоположение с точностью до одного метра. Для максимальной синхронизации спутники Galileo оснащены сверхточными атомными часами на рубидии-87 с максимальной ошибкой до одной секунды за три миллиона лет, а это значит, что соответствующая навигационная неточность не должна превышать 30 см, при одновременном приема сигнала от восьми-десяти спутников.

1.3 Службы Галилео

· Открытая общая служба

Бесплатный сигнал, сопоставимый по точности с ныне существующими системами (благодаря большему количеству спутников - 27 против 24 в NAVSTAR GPS - покрытие сигналом в городских условиях должно быть доведено до 95 %). Гарантии его получения предоставляться не будут. Благодаря найденному компромиссу с правительством США будет применяться формат данных BOC1.1, используемый в сигналах модернизированного GPS, что позволит взаимодополнять системы GPS и Галилео.

· Служба повышенной надёжности

С гарантиями получения сигнала и системой предупреждения в случае понижения точности определения, предусмотрена прежде всего для использования в авиации и судовой навигации. Надёжность будет повышена за счёт применения двухдиапазонного приёмника (L1 и E5) и повышенной скорости передачи данных (500 бит/с).

· Коммерческая служба

Кодированный сигнал, позволяющий обеспечить повышенную точность позиционирования, будет предоставляться заинтересованным пользователям за отдельную плату. Точность позиционирования увеличивается за счёт использования двух дополнительных сигналов (в диапазоне E6 1260-1300 МГц). Предполагается гибкая система оплаты в зависимости от времени использования и вида абонемента.

· Правительственная служба

Особо надёжная и высокоточная служба с использованием кодированного сигнала и строго контролируемым кругом абонентов. Сигнал будет защищён от попыток его симулировать и предназначен прежде всего для использования спецслужбами (полиция, береговая охрана и т.д.), военными и антикризисными штабами в случае чрезвычайных ситуаций.

· Поисково-спасательная служба

Система для обеспечения приёма сигналов бедствия и позиционирования места бедствия с возможностью получения на месте бедствия ответа от спасательного центра. Система должна дополнить, а затем и заменить ныне существующую КОСПАС/САРСАТ. Преимуществом системы над последней является более уверенный приём сигнала бедствия вследствие большей близости к земле и геостационарного положения спутников. Система разработана в соответствии с директивами Международной морской организации (IMO) и должна быть включена в Глобальную морскую систему связи при бедствиях и для обеспечения безопасности мореплавания (ГМССБ).

навигационная система авиация судовой

2. Спутниковая навигационная система Compass

2.1 Общие сведения

Китай, являющийся наиболее быстро развивающейся страной в мире, также начал строительство своей собственной спутниковой системы навигации Compass. Спутниковая навигационная система "Бэйдоу" - китайская спутниковая система навигации. На август 2010 года включала в себя 5 спутников, расположенных на геостационарной орбите и обеспечивала определение географических координат в Китае и на соседних территориях.

Два типа услуг будут предусмотрены. Для общего пользования будет передаваться сигнал, обработка которого позволит добиться точности местоопределения в 10 м, скорости в 0.2 м/с и определения текущего времени с точностью 50 нс. Ограниченный круг пользователей получит возможность измерений с большей точностью.

Три спутника на ГСО были выведены в 2000 г. Такая система их трех спутников в настоящее время предоставляет услуги местоопределения, точного времени и связи и успешно дополняет GPS.

В результате потребителю будет представлен пакет из пяти гражданских, общедоступных, и пяти ограниченных услуг, все в режиме онлайн. План также предполагает работу на опережение: у Китая уже имеются готовые к запуску спутники.

Китай желает сотрудничать с другими странами в разработке спутниковой навигации, чтобы обеспечить взаимодействие Compass с другими глобальными навигационными системами.

Планируется что на орбиту будет выведено 30 спутников, сама система заработает уже в 2012 году, а на полную мощность выйдет к 2020 году.

2.2 Хронология запуска спутниковой системы Compass

Китайское национальное космическое управление планирует развернуть навигационную систему "Бэйдоу" в три этапа.

1) 2000 - 2003: Экспериментальная система Бэйдоу из трёх спутников.

2) к 2012 году: Региональная система для покрытия территории Китая и прилегающий территорий.

3) к 2020 году: Глобальная навигационная система.

Первый спутник, "Бэйдоу-1А" был запущен 30 октября 2000. Второй "Бэйдоу-1B" 20 декабря 2000. Третий спутник "Бэйдоу-1C" отправлен на орбиту 25 мая 2003 как подстраховочный. Система считалась введенной в эксплуатацию с успешного запуска третьего спутника.

2 ноября 2006, Китай заявил, что с 2008 года Бэйдоу будет предлагать открытые услуги с точностью определения местоположения 10 метров. Частота системы "Бэйдоу": 2491.75 МГц.

27 февраля 2007 года, был также запущен четвертый спутник в рамках "Бэйдоу-1", называемый иногда "Бэйдоу-D" а иногда "Бэйдоу-2А". Он выполняет функции подстраховки. Сообщалось, что у спутника были неполадки в системе управления, но впоследствии они были устранены.

В апреле 2007, успешно выведен на орбиту первый спутник группировки "Бэйдоу-2", названый "Компас-M1". Данный спутник является настроечным для частот Бэйдоу-2. Второй спутник "Компас-G2" запущен 15 апреля 2009. Третий ("Компас-G1") запущен на орбиту носителем LM-3C 17 января 2010. Четвертый спутник запущен 2 июня 2010. Носитель LM-3I вывел четвертый спутник с спутниковой площадки в Сичане 1 августа 2010 года.

15 января 2010 запущен официальный сайт спутниковой навигационной системы Бэйдоу.

Заключение

Спутниковые навигационные системы Галилео и Compass успешно развиваются. При запуске полностью всех спутниковых систем навигации точность определения координат на местности возрастет во много раз. С использованием всех спутниковых систем одновременно исключит такие недостатки как плохую геометрию спутников, точность определения координат в городских условиях возрастет во много раз.

Список литературы

1. ГЛОНАСС, Интерфейсный контрольный документ. КНИЦ, 1995.

2. GPS Interface Control Document (ICD-GPS-200), 1991.

3. Rossbach U. et al. Transformation Parameters Beetween PZ-90 and WGS-84, 1996.

4. Бутенко В.В., "Возможности использования ПКА "Эталон” для решения фундаментальных и прикладных задач геодезии, геофизики и геодинамики", Геодезия и картография, № 12, 1993.

5. Журнал "Новости навигации", номер 2 (4) 1999.

6. Богданов В.А., Сорочинский В.А., Якшевич Е.В. "Спутниковые системы морской навигации." - М.: Транспорт, 1987.

7. Баранов Ю.К. "Определение места судна с помощью навигационных спутников." - М.: Транспорт, 1984.

8. http://www.geokosmos.ru

9. http://www.satellite. srd. mtuci.ru

10. http://www.mcc. rsa.ru

11. http://www.terraspace.ru/activity/geodez/library

12. http://www.rssi.ru/SFCSIC/SFCSIC_main.html

13. http://www.online.ru/news

14. http://www.ustu.ru/cnit/rcnit/inf_techn/slovar/item0145. htm

15. http://www.comizdat.com.ua/nets/y1999/no2/a51. htm

16. http://kunegin. narod.ru/ref1/glonass/6. htm

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Общая информация и история развития системы "Глонасс", хронология совершенствования. Спутниковые навигаторы. Точность и доступность навигации. Разработка и серийное производство бытовых Глонасс-приемников для потребителей. Двухсистемный GPS навигатор.

    курсовая работа [613,3 K], добавлен 16.11.2014

  • Преимущества спутниковой навигационной системы. Развитие радионавигации в США, России. Опробование основной идеи GPS. Сегодняшнее состояние NAVSTAR GPS. Навигационные задачи и методы их решения. Система глобального позиционирования NAVSTAR и ГЛОНАСС.

    реферат [619,3 K], добавлен 18.04.2013

  • Спутниковая система навигации как комплексная электронно-техническая система, ее структура и содержание, назначение и функциональные особенности. Состав аппаратуры пользователя и правила ее применения. Принцип действия GPS и степень точности сигнала.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 16.11.2010

  • Изучение назначения спутниковой системы навигации. Расчет координат навигационных спутников в геоцентрической фиксированной системе координат. Определение координат Глонасс-приемника. Измеренное расстояние между навигационным спутником и потребителем.

    контрольная работа [323,6 K], добавлен 17.03.2015

  • Изучение функционирования систем связи, которые можно разделить на: радиорелейные, тропосферные, спутниковые, волоконно-оптические. Изучение истории возникновения, сфер применения систем связи. Спутниковые ретрансляторы, магистральная спутниковая связь.

    реферат [54,6 K], добавлен 09.06.2010

  • Идея создания спутниковой навигации. Радиотехнические характеристики GPS-спутников. Сигнал с кодом стандартной точности. Защищённый сигнал повышенной точности ГЛОНАСС. Навигационное сообщение сигнала L3OC, его передача, точность определения координат.

    реферат [37,9 K], добавлен 02.10.2014

  • Используемые спутниковые навигационные системы. Надёжность, объёмы оборудования локомотивов и сети референцных станций. Принцип работы терминала. Правила и нормы по оборудованию локомотивов средствами радиосвязи и помехоподавляющими устройствами.

    курсовая работа [451,4 K], добавлен 25.02.2016

  • Встроенная навигационная система. Общая характеристика GPS-навигации. Ориентирование по известным точкам, по электронной карте, открытой в OziExplorer. Особенности GPS-навигатора и его базовые приемы использования. Координаты точек, снятых с местности.

    реферат [25,6 K], добавлен 25.07.2009

  • История создания и основное назначение системы глобального позиционирования как спутниковой системы навигации, обеспечивающей измерение расстояния, времени и определяющей местоположение объектов. Транслирующие элементы системы GPS и сфера её применения.

    презентация [1,2 M], добавлен 29.03.2014

  • Назначение навигационной аппаратуры (на примере КА ГЛОНАСС), характеристики составляющих ее приборов. Спутниковая аппаратура связи и ее компоненты. Оптические и радиотехнические методы наблюдения геодезических спутников. Антенно-фидерные устройства.

    курсовая работа [690,4 K], добавлен 27.10.2011

  • История развития телекоммуникаций и его основные направления. Волоконно-оптические системы связи. Перспективы развития цифрового телевидения. Текущее состояние и перспективы развития кабельных систем. Спутниковая и сотовая связь в Российской Федерации.

    дипломная работа [475,2 K], добавлен 16.06.2012

  • Навигационные измерения в многоканальной НАП. Структура навигационных радиосигналов в системе ГЛОНАСС и GPS. Точность глобальной навигации наземных подвижных объектов. Алгоритмы приема и измерения параметров спутниковых радионавигационных сигналов.

    курсовая работа [359,2 K], добавлен 13.12.2010

  • Состояние внедрения ATN в практику воздушного движения. Спутниковые информационные технологии в системах CNS/ATM. Спутниковые радионавигационные системы. Координаты, время, движение навигационных спутников. Формирование информационного сигнала в GPS.

    учебное пособие [7,4 M], добавлен 23.09.2013

  • Основные составные части радиосистемы. Совокупность функционально связанных радиосистем. Типичная функциональная схема одноканальной радиоэлектронной системы передачи информации. Системы передачи цифровой информации и спутниковая система связи.

    реферат [1,1 M], добавлен 14.02.2016

  • Региональные спутниковые навигационные системы: Бэйдау, Галилео, индийская и квазизенитная. Принцип работы и основные элементы: орбитальная группировка, наземный сегмент и аппаратура потребителя. Создание карт для навигационных спутниковых систем.

    курсовая работа [225,5 K], добавлен 09.03.2015

  • Развитие спутниковой навигации. Структура навигационных радиосигналов системы GPS. Состав навигационных сообщений спутников системы GPS. Алгоритмы приема и измерения параметров спутниковых радионавигационных сигналов. Определение координат потребителя.

    реферат [254,9 K], добавлен 21.06.2011

  • Геоцентрическая и географическая система координат, в которой работает инерциальная навигационная система. Алгоритм работы системы. График погрешности долготного канала, ошибки широтного канала. График ошибки определения скорости в высотном канале.

    курсовая работа [436,7 K], добавлен 13.06.2012

  • Информационные технологии и системы в интермодальных и мультимодальных перевозках. Спутниковая система контроля процесса перевозок. Информационные технологии и перевалка контейнеров. Штрих-кодирование как графическое представление некоторой информации.

    реферат [813,6 K], добавлен 24.02.2011

  • Особенности использования навигационно-временных технологий в ходе военных действий. Необходимость, возможности и способы учета геофизических параметров атмосферы в интересах повышения точности местоопределения потребителей навигационной информации.

    автореферат [97,4 K], добавлен 27.12.2010

  • Характеристика основных функций и возможностей спутниковых радионавигационных систем - всепогодных систем космического базирования, которые позволяют определять текущие местоположения подвижных объектов. Система спутникового мониторинга автотранспорта.

    реферат [2,9 M], добавлен 15.11.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.