Слайд 10 Наземный комплекс управления

НКУ содержит следующие взаимосвязанные стационарные элементы: центр управления системой (ЦУС); центральный синхронизатор (ЦС); командную станцию слеже­ния (КСС); контрольные станции (КС); систему контроля фаз (СКФ); квантово-оптические станции (КОС); аппаратуру контроля поля (АКП).

Указанные элементы размещены на территории России вблизи следующих географи­ческих пунктов (городов): Санкт-Петербург (КСС-9); Краснознаменск Московской области (ЦУС); Щелково Московской области (КС, СКФ, ЦС, АКП); Воркута (КСС-18); Енисейск (КСС-4); Улан-Удэ (КСС-13); Якутск (КСС-17); Комсомольск-на-Амуре (КОС, КСС-20, АКП); Петропавловск-Камчатский (КСС-6). НКУ выполняет следующие функции:

• проведение траекторных измерений для определения, прогнозирования и непрерывно­го уточнения параметров орбит всех спутников;

• временные измерения для определения расхождения бортовых шкал времени (БШВ) всех НКА с системной шкалой времени системы, синхронизация БШВ каждого НКА с временной шкалой ЦС и службы единого времени (СЕВ) путем фазирования и коррекции БШВ;

• формирование массива служебной информации (навигационных сообщений), содер­жащего спрогнозированные эфемериды, альманах и поправки к БШВ каждого НКА и другие данные, необходимые для формирования навигационных кадров;

• передача (закладка) массива служебной информации в память бортовой ЭВМ каждого НКА и контроль за его прохождением;

• контроль по телеметрическим каналам за работой бортовых систем НКА и диагности­ка их состояния;

• контроль информации в навигационных сообщениях НКА, прием сигнала вызова НКУ;

• управление полетом спутников и работой их бортовых систем путем выдачи команд управления и передачи на борт прохождения этих данных;

• контроль характеристик навигационного поля;

• определения сдвига фазы дальномерного навигационного сигнала НКА по отношению к фазе сигнала ЦС (Центральный синхронизатор);

• планирование работы всех технических средств НКУ, автоматизированная обработка и передача данных между элементами НКУ.

Определение и прогноз параметров движения НКА осуществляет Баллистический центр (БЦ) системы на основе результатов траекторных измерений дальности и радиальной скорости НКА, поступающих от сети наземных радиотехнических “запросных” командно-измерительных станций (КИС). В НКУ используются не менее трех КИС, расположенных на территории России (западная, центральная, восточная) на географической широте в пределах 50° ...60° с.ш. КИС на географической широте не менее 50° с.ш. “наблюдает” каждый НКА при углах возвышения не менее 5° в течение сеансов длительностью 1...5 ч на каждом витке орбиты НКА.

Слайд 11 Структура навигационных радиосигналов в системе ГЛОНАСС

Интерфейс между подсистемой космических аппаратов (ПКА) и навигационной аппаратурой потребителей (НАП) состоит из радиолиний L-диапазона частот. Каждый НКА системы ГЛОНАСС передает навигационные радиосигналы в двух частотных поддиапазонах (L1 ~ 1,6 ГГц и L2 ~ 1,2 ГГц).

В системе ГЛОНАСС используется частотное разделение навигационных радиосигналов НКА в обоих поддиапазонах L1 и L2. Каждый НКА передает навигационные радиосигналы на собственных частотах поддиапазонов L1 и L2. НКА, находящиеся в противоположных точках орбитальной плоскости (антиподные НКА), могут передавать навигационные радиосигналы на одинаковых частотах.

Навигационный радиосигнал, передаваемый каждым НКА системы ГЛОНАСС на собственной несущей частоте в поддиапазонах L1 и L2, является многокомпонентным фазоманипулированным сигналом. Фазовая манипуляция несущей осуществляется на π радиан с максимальной погрешностью не более ± 0,2 радиана.

Фаза несущего колебания поддиапазона L1 в НКА ГЛОНАСС и фазы несущих колебаний поддиапазонов L1 и L2 в НКА ГЛОНАСС-М модулируется двоичной последовательностью, образованной суммированием по модулю два псевдослучайного (ПС) дальномерного кода, цифровой информации навигационного сообщения и вспомогательного колебания типа меандр.

Основой для формирования всех перечисленных компонентов сигнала является бортовой стандарт частоты.

Дальномерный код

Псевдослучайный дальномерный код представляет собой последовательность максимальной длины регистра сдвига (М-последовательность) с периодом 1 мс и скоростью передачи символов 511 кбит/с.

Цифровая информация

Цифровая информация навигационного сообщения подразделяется на оперативную и неоперативную информацию.

Оперативная информация относится к тому НКА, с борта которого передается данный навигационный радиосигнал. Неоперативная информация (альманах системы) относится ко всем НКА, входящим в состав ПКА.

Цифровая информация передается со скоростью 50 бит/с.

Слайд 12 Номинальные значения несущих частот навигационных радиосигналов НКА ГЛОНАСС в частотных поддиапазонах L1 и L2 определяются следующими выражениями:

f _K1 = f₀₁ + КΔf₁,

f _K2 = f₀₂ + КΔf₂,

где К – номера несущих частот навигационных радиосигналов, излучаемых НКА в частотных поддиапазонах L1 и L2, соответственно;

f ₀₁ = 1602 МГц; Δf ₁ = 562,5 кГц, для поддиапазона L1;

f ₀₂ = 1246 Мгц; Δf ₂ = 437,5 кГц, для поддиапазона L2.

Распределение номинальных значений несущих частот f_K1 и f_K2 по номерам К приведено в таблице 1.

Распределение номеров К между НКА отображается в альманахе системы (неоперативная информация в навигационном сообщении).

Для каждого НКА рабочие частоты поддиапазонов L1 и L2 когерентны и формируются от общего стандарта частоты. Номинальное значение частоты этого стандарта, с точки зрения наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, равно 5,0 МГц.

Таблица 1 Распределение несущих частот поддиапазонов L1 и L2.

Слайд 13 Модулирующая последовательность, используемая при формировании сигналов стандартной точности для модуляции несущих частот поддиапазона L1 для спутников ГЛОНАСС и L1 и L2 для спутников ГЛОНАСС-М, образуется сложением по модулю два трех двоичных сигналов:

- псевдослучайного дальномерного кода, передаваемого со скоростью 511 кбит/с;

- навигационного сообщения, передаваемого со скоростью 50 бит/с;

- вспомогательного меандрового колебания, передаваемого со скоростью 100 бит/с.

Данные последовательности используется для модуляции несущих частот поддиапазонов L1 и L2 при формировании сигналов стандартной точности.

Слайд 14 Псевдоскоростной (ПС) дальномерный код представляет собой ПС последовательность максимальной длины регистра сдвига с периодом повторения 1 мс и скоростью передачи символов 511 кбит/с.

ПС дальномерный код снимается с 7-го разряда 9-ти разрядного регистра сдвига. Код начального состояния регистра сдвига соответствует наличию "1" во всех разрядах регистра. Начальным символом в периоде ПС дальномерного кода является 1-ый символ в группе 111111100, повторяющийся через 1 мс. Образующий полином, соответствующий регистру сдвига, формирующему ПС дальномерный код, имеет следующий вид (рис. 1):

G(х) = 1 + х⁵ + х⁹