4. Главный принцип измерения в снс

В основе СНС заложен принцип измерения расстояний до спутников. Это значит, что для определениям местоположения ВС на земной поверхности нужно измерить расстояние до каждого из группы спутников. Таким образом, спутники являются для нас точно известными опорными точками в пространстве. Это достигнуто тем, что орбиты спутников ГЛОНАСС и GPS рассчитаны с очень высокой степенью точности и поэтому в любой момент времени известны координаты каждого спутника. Измерение дальности до спутников происходит по аналогии с маяками для моряков, дальномерами DМЕ - для летчиков, триангуляцианными пунктами - для геодезистов. Если мы имеем точно известные координаты наземных радиодальномеров А и В, то отложив на карте две дальности Д₁ и Д₂ от этих известных точек, можно достаточно точно запеленговать место воздушного судна (Рис.3).

Рис.3

Принцип основан на том, что радиопередатчик спутников ГЛОНАСС и GPS непрерывно излучает сигналы в направлении Земли. Эти сигналы принимаются GPS/ГЛОНАСС - приемником, находящимся в некоторой точке земной поверхности, координаты которой нужно определить.

Для определения пространственных координат и точного времени требуется принять и обработать навигационные сигналы не менее чем от 3-4-х спутников. При приеме навигационных радиосигналов ГЛОНАСС и GРS, приемник, используя известные радиотехнические методы, измеряет время распространения сигнала от ИСЗ и вычисляет дальность « спутник-приемник ». Для: вычисления этого расстояния пользуются известное свойство радиоволн, что радиосигнал распространяется со скоростью света. Так для определения местоположения точки нужно знать координаты (имеются в виду плоские координаты X, Y, и высоту Н), то в приемнике вычисляются расстояния до трех различных ИСЗ (Рис.4).

Рис.4

4.1. Количество спутников снс

ИСЗ запускались более чем 70 различными странами (а также отдельными компаниями) с помощью как собственных ракет-носителей (РН), так и предоставляемых в качестве пусковых услуг другими странами и межгосударственными и частными организациями.

Первый в мире ИСЗ запущен в СССР 4 октября 1957 года (Спутник-1). Второй страной, запустившей ИСЗ, стали США 1 февраля 1958 года (Эксплорер-1). Следующие страны —Великобритания, Канада, Италия — запустили свои первые ИСЗ в 1962, 1962, 1964 гг. соответственно на американских РН. Третьей страной, выведшей первый ИСЗ на своей РН, стала Франция 26 ноября 1965 года (Астерикс). Австралия и ФРГ обзавелись первыми ИСЗ в 1967 и 1969 гг. соответственно также с помощью РН США. На своих РН запустили свои первые ИСЗ Япония, Китай, Израиль в 1970, 1970, 1988 гг. Ряд стран — Великобритания, Индия, Иран, а также Европа (межгосударственная организация ESRO, ныне ESA) — запустили свои первые ИСЗ на иностранных носителях, прежде чем создали свои РН. Первые ИСЗ многих стран были разработаны и закуплены в других странах (США, СССР, Китае и др.).

Система GPS имеет 24 рабочих спутника с орбитальным периодом в 12 часов на высоте примерно 20200 км от поверхности Земли. Указанная высота необходима для обеспечения стабильности орбитального движения спутников и уменьшения фактора влияния сопротивления атмосферы. Помимо системы GPS сегодня существует её российский аналог. Называется он ГЛОНАСС, что означает Глобальная навигационная спутниковая система. Она стала разрабатываться в СССР также, как и GPS, в середине 70-х гг. и в 1993 г. была официально принята в эксплуатацию МО РФ. Американская GPS и отечественная ГЛОНАСС концептуально аналогичны и отличаются некоторыми аспектами технической реализации. Но, в отличии от американской, система ГЛОНАСС предназначена пока только для военного применения. Кроме того, из запланированных 24 спутников, их реальное количество составляет всего 10. Таким образом практического интереса для нас с Вами эта система в настоящее время не представляет.

Гораздо более интересно скорое появление другой навигационной спутниковой системы. Её название - Galileo. Эта система создаётся в тесном сотрудничестве множества европейских стран. Интерес к ней проявляют и страны Азии. Ориентировочной датой реализации этой программы является 2008 год. Эта навигационная система так же, как и GPS, ориентирована на общий доступ различных потребителей. Пока ведутся подготовительные работы и научно-технологические исследования. 

Созвездие Galileo будет состоять из 27 спутников в трех орбитальных плоскостях, каждая с 9 спутниками, равномерно распределенными в пределах круговой орбиты. Ключевые параметры - орбитальный радиус 29994 километров и склонение 56 градусов. Чтобы обеспечивать необходимую избыточность на орбите и позволить быстрое восстановление в случае отказа спутников, предполагаются три активных резервных спутника, по одному в каждой орбитальной плоскости. Кроме этого будут применены новые частотные диапазоны, сигналы и методы обработки данных, что, как предполагается, значительно повысит точность определения положения по сравнению с системой GPS. Однако существующие приёмники не смогут воспринимать данные, передаваемые навигационной системой Galileo .  

параметр	СРНС ГЛОНАСС	GPS NAVSTAR	TEN GALILEO	BD COMPASS
Число НС (резерв)	29 (3)	24 (3)	27 (3)	20 (5) из 30