Власов И.Б. - Глобальные навигационные спутниковые системы [2008, DjVu, RUS]

Предисловие................................................... 3
Введение...................................................... 5
1. Принципы радионавигации. Радионавигационные системы наземного базирования......................................... 7
1.1. Основные понятия и определения........................ 7
1.2. Принципы радионавигационных измерений................. 9
1.2.1. Угломерные методы................................ 9
1.2.2. Дальномерные методы............................. 11
Контрольные вопросы....................................... 15
2. Спутниковые РНС. История создания, принципы построения и функционирования........................................... 16
2.1. СРНС первого поколения............................... 17
2.2. СРНС второго поколения............................... 23
Контрольные вопросы....................................... 26
3. Методы измерения навигационных параметров................. 27
3.1. Методы НВО, основанные на измерении времени прихода сигнала................................................ 27
3.1.1. Дальномерный метод.............................. 27
3.1.2. Псевдодальномерный метод........................ 29
3.1.3. Разностно-дальномерный метод.................... 31
3.2. Методы, основанные на измерении доплеровского сдвига. 32
3.2.1. Радиально-скоростной метод...................... 32
3.2.2. Псевдорадиально-скоростной метод................ 33
3.2.3. Разностно-радиально-скоростной метод............ 33
3.3. Комбинированные методы............................... 34
Контрольные вопросы....................................... 35
4. Основные принципы построения и функционирования глобальных навигационных спутниковых систем.................. 36
4.1. Обобщенная структурная схема ГНСС.................... 36
4.2. Подсистема НКА ГЛОНАСС............................... 37
4.3. Подсистема НКА GPS................................... 42
Контрольные вопросы....................................... 45
5. Подсистема контроля и управления ГНСС. Системы времени, координат и модели Земли, используемые в ГНСС................ 46
5.1. Подсистема контроля и управления ГЛОНАСС............. 46
5.2. Наземный комплекс управления GPS................... 51
5.3. Системы времени, координат и модели Земли, используемые в ГНСС............................................... 52
5.3.1. Единицы времени............................... 52
5.3.2. Системы отсчета (шкалы) времени, используемые в ГНСС............................................... 54
5.3.3. Системы координат, применяемые в ГНСС......... 55
Контрольные вопросы..................................... 59
6. Структура сигналов и сообщений ГНСС..................... 61
6.1. Физические параметры сигналов ГЛОНАСС.............. 61
6.2. Структура навигационных сигналов и навигационных сообщений ГЛОНАСС.................................... 64
6.3. Физические параметры сигналов GPS.................... 71
6.4. Структура навигационных сигналов и навигационных сообщений GPS........................................ 71
Контрольные вопросы..................................... 77
7. Навигационная аппаратура потребителя.................... 78
7.1. Радиочастотный блок................................ 79
7.1.1. Антенна....................................... 79
7.1.2. Приемное устройство........................... 82
7.1.3. Аналого-цифровой преобразователь.............. 82
7.1.4. Опорный генератор и синтезатор частот......... 83
7.2. Принципы и устройства первичной обработки навигационной информации........................................... 84
7.2.1. Оценка параметров вектора состояния потребителя как задача оптимальной фильтрации.................... 84
7.2.2. Принцип построения алгоритмов поиска и обнаружения сигнала.............................................. 86
7.2.3. Устройства поиска и обнаружения сигнала....... 89
7.2.4. Фильтрация радионавигационных параметров и дешифрация навигационной информации....................... 93
7.3. Вторичная обработка навигационной информации...... 100
7.3.1. Оценка параметров вектора состояния потребителя. 100
7.3.2. Фильтрация НП при вторичной обработке........ 102
7.3.3. Алгоритмы вторичного сглаживания НП.......... 103
7.3.4. Одноэтапные алгоритмы обработки сигналов в АП... ЮЗ
7.4. Вспомогательные и сервисные функции навигационного процессора ................................................ 105
7.5. Интерфейс с внешними потребителями................ 106
7.6. Пример современной АП............................. 107
Контрольные вопросы.................................... 109
8. Угломерная навигационная аппаратура для определения угловой ориентации объектов............................... 110
8.1. Параметры угловой ориентации объектов............. 110
8.2. Принцип определения угловой ориентации объектов по сигналам СРНС............................................. 112
8.3. Радиоинтерферометрический метод измерения угловых координат.................................................. 113
8.4. Достижимая точность угловых измерений в АП ГНСС... 116
8.5. Пример реализации угломерной АП................... 117
Контрольные вопросы.................................... 120
9. Точность навигационно-временных определений в СРНС..... 121
9.1. Погрешности, вносимые на НКА или КИК СРНС......... 121
9.2. Погрешности, вносимые на трассе распространения сигнала от НКА до АП........................................ 123
9.3. Погрешности АП.................................... 127
9.3.1. Погрешности опорного генератора.............. 127
9.3.2. Шумовые (флуктуационные) ошибки следящих систем. 129
9.3.3. Бюджет погрешностей стандартной и угломерной АП. 130
9.4. Геометрический фактор............................. 131
Контрольные вопросы.................................... 133
10. Дифференциальная коррекция и относительные измерения в ГНСС.................................................... 135
10.1. Методы относительных измерений................... 137
10.1.1. Разностные методы........................... 138
10.1.2. Методы оценки параметра фазовой неоднозначности .... 140
10.1.3. Точность относительных измерений............ 144
10.2. Дифференциальная коррекция....................... 145
10.2.1. Принцип дифференциальной коррекции.......... 145
10.2.2. Параметры корректирующей информации......... 146
10.2.3. Прямой и инверсный дифференциальные методы.. 147
10.2.4. Локальные дифференциальные подсистемы....... 148
10.2.5. Региональные дифференциальные подсистемы.... 150
10.2.6. Широкозонные ДПС............................ 151
10.2.7. Российская широкозонная система дифференциальной коррекции и мониторинга............................. 153
10.2.8. Локальные дифференциальные подсистемы на основе псевдоспутников и ретрансляторов сигналов НКА....... 156
Контрольные вопросы.................................... 158
11. Комплектированные системы навигации..................... 160
11.1. Оптимальная (глубокоинтегрированная) ИСНС.......... 161
11.2. Тесносвязанная ИСНС................................ 163
11.3. Слабосвязанная и разомкнутая ИСНС.................. 165
Контрольные вопросы...................................... 167
12. Проект «Галилео»........................................ 169
12.1. Орбитальная группировка проекта «Галилео».......... 169
12.2. Частотный план и сигналы системы «Галилео»......... 172
12.3. Общая оценка проекта «Галилео»..................... 175
Контрольные вопросы...................................... 175
Список литературы........................................... 176