3. Структура глобальных систем позиционирования и назначение их подсистем.

Назначение глобальных систем спутникового позиционирования (ГССП) и их предшественники ГССП предназначены для определения пространственных координат (позиционирование) и скорости объектов на поверхности Земли, в околоземном воздушном и космическом пространстве, а также обеспечения пользователей сигналами системного времени, привязанного к международным временным шкалам.

Системы глобального спутникового позиционирования GPS разработаны в США. Аналогичная российская спутниковая система носит название ГЛОНАСС.

Система GPS позволяет определять координаты в любой точке земного шара, в любое время, независимо от погодных условий. Точность определения координат колеблется (в зависимости от типов и классов аппаратуры, а также от методики измерений) от 100 м до 1 мм. Основные преимущества GPS-технологии по сравнению с традиционными геодезическими методами:

• не требует взаимной видимости между пунктами; 

• работает  в  любых  погодных  условиях,  в  любое  время, в любой точке Земли; 

• обладает высокой точностью определения координат; 

• имеет гораздо более высокое быстродействие; 

• предоставляет трехмерные координаты в плане и по высоте.

Навигационные системы NAVSTAR GPS и ГЛОНАСС состоят из трёх основных  подсистем:

•     подсистема космических аппаратов

•     подсистема контроля и управления

•    навигационной аппаратуры потребителей

 Подсистема контроля и управления состоит из центра и сети вспомогательных станций. В задачи подсистемы входит контроль правильности функционирования спутников, выдача на спутники программ, команд управления и навигационной информации.

Спутники, разбитые на группы, вращаются в своих орбитальных плоскостях на неизменной средневысотной орбите, на постоянном расстоянии от поверхности Земли (около 20 тысяч километров). Для получения сигнала в любое время, в любой точке земного шара и в сотне километров от поверхности при используемой геометрии требуется 24 спутника .Орбиты 24 аппаратов образуют "сетку" над поверхностью Земли, благодаря чему над горизонтом всегда гарантированно находятся минимум четыре спутника, а созвездие построено так, что, как правило, одновременно доступно не менее шести.

4. В чем суть кодового измерения дальностей?

Измерения дальностей между приемником и спутниками, а также наземное дальности между приемником основаны на использовании кодовых и фазовых сигналов, излучаемых спутниками. Кодовые измерения дальностей выполняются со значительными погрешностями (до нескольких метров) и получаемые величины называют псевдодальности. Аппаратура спутника и приемника синхронно генерируют однотипные кодовые сигналы. Кодовые сигналы от спутника поступают к приемнику с запозданием на время, равное времени распространения радиоволны, и расстояния между спутником и приемником (псевдодальности).

GPS основана на местоопределении по расстояниям до спутников. Это

означает, что координаты некоторого объекта на Земле вычисляются на

основе измерения расстояний до группы спутников в космосе. Спутники при

этом выполняют роль точно координированных точек отсчета.

В кодовом методе для определения дальностей используются специальные дальномерные коды. Они представляют собой импульсы, чередующиеся в определенной последовательности. Обычно их обозначают символами 0 и 1. Таким образом, код — это некоторая периодически повторяющаяся комбинация 0 и 1.

Практически коды имеют псевдослучайное распределение О и 1. На спутнике и в приемнике синхронно генерируют одинаковые коды.

-Расстояние до спутника определяется путем измерения промежутка

времени, который требуется радиосигналу, чтобы дойти от спутника до

приемника.

- Как спутник, так и приемник генерируют один и тот же псевдослучайный код строго одновременно в общей шкале времени.

- Определение времени распространения сигнала осуществляется путем

сравнения запаздывания его псевдослучайного кода по отношению к такому

же коду приемника.