СПУТНИКИ КАК СРЕДСТВА НАВИГАЦИИ

SATELLITES AS A MEANS OF NAVIGATION

Hava Kotieva

Student, Department of Information Systems and Technologies, Ingush State University,

Russia, Magas

Zulfiya Fargieva

Senior Lecturer of the Department of Information Systems and Technologies, Ingush State University,

Russia, Magas

Искусственные спутники могут быть оборудованы для передач электромагнитного излучения в точно контролируемое время и на частотах. Частоты выбраны таким образом, чтобы избежать помех другим службам, свести к минимуму затухание или задержку при проникновении сигналов в ионосферу и свести к минимуму мощность, необходимую спутнику для передачи сигналов. Основной диапазон частот соответствует длинам волн от 10 до 200 см.

В начале 1960-х годов была запущена серия спутников под названием Transit военно-морским флотом США для обеспечения всемирной навигационной системы. Эти спутники вращались вокруг Земли примерно каждые 90 минут, двигаясь по полярным орбитам примерно в 600 милях (1000 км) над поверхностью Земли. Они передают непрерывные электромагнитные сигналы, тщательно модулированные, чтобы указывать на отклонения от номинальных частот и орбит. Приемник на поверхности или в подводной лодке вблизи поверхности может сравнить полученную частоту с той, которая, как известно, передается, и определить свое собственное местоположение путем измерения как величины, так и скорость изменения доплеровского сдвига. Расчеты, выполненные небольшим цифровым компьютером, были точными примерно до 180 ярдов (165 метров).

Любое внезапное и неожиданное изменение скорости пользователя во время интервала навигации изменяет трассировку доплеровского сдвига, что, в свою очередь, приводит к ошибкам позиционирования. Погрешность скорости пользователя в два узла (один метр в секунду) может привести к погрешности в половину морской мили (около одного километра) в выведенном положении. Такая ошибка несущественна для судов на море, но это дисквалифицирует Транзитную систему для навигации воздушных судов.

Глобальная система позиционирования (GPS), которая подходит для навигации самолетов и космических аппаратов, была инициирована Министерством обороны США в 1973. В 1978 году на орбиту были выведены первые два GPS-спутника Navstar.

Последние версии этих радионавигационных спутников движутся по круговым орбитам с наклоном 55° к экваториальной плоскости на высоте около 12 500 миль (20 000 км). Их орбитальный период составляет 12 часов. Более 24 из этих спутников (в число варьировалось) обеспечивают непрерывный охват по всему миру, достаточный для предоставления пользователям с простым оборудованием их долготы, широты и высоты в пределах примерно 30 футов (10 метров). Миллионы пользователей получают выгоду от использования спутниковых сигналов GPS, включая самолеты, корабли, танки, туристов и 41 обычный частный автомобиль.

GPS Navstar не зависит от доплеровского сдвига для определения положения пользователя. Однако он использует мгновенные измерения доплеровского сдвига с нескольких спутников для получения точных скоростей. Спутники передают свои импульсы по расписанию, точно контролируемому атомными часами. GPS-приемник автоматически выбирает четыре или более выгодно расположенных спутника. Затем он измеряет время прохождения сигнала, связанное с каждым из этих спутников, и передает эту информацию в свои схемы обработки, которые вычисляют текущее положение приемника путем решения набора алгебраических уравнений. Переменными в этих уравнениях являются координаты желаемого положения пользователя и точное время. Аналогичный, но более сложный набор уравнений обеспечивает три взаимно ортогональных компонента скорости и скорость дрейфа часов приемника. Некоторые специально разработанные GPS-приемники также могут определять углы ориентации. Современные компьютерные чипы при желании могут обновлять местоположение, скорость и время до 40 раз в секунду. Почти все GPS-приемники обеспечивают по крайней мере одно решение в секунду, используя сигналы от дюжины спутников.

Список литературы:

1. IS-GPS-200G 5-SEP-2012. Global Positioning Systems Directorate Systems Engineering & Integration. Interface Specifications IS-GPS-200. NavS- tar GPS Space Segment / Navigation User Interfaces.
2. Шебшаевич, В. С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы / В. С. Шебшаевич, П. П. Дмитриев, Н. В. Иванцевич и др. ; под ред. П. П. Дмитриева и В. С. Шебшаевича. - М. : Радио и связь, 1982.
3. Шебшаевич, В. С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы / В. С. Шебшаевич, П. П. Дмитриев, Н. В. Иванцевич и др. ; под ред. В. С. Шебшаевича. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Радио и связь, 1993.
4. Дмитриев, С. П. Высокоточная морская навигация / С. П. Дмитриев. - СПб. : Судостроение, 1991.
5. Кудрявцев, И. В. Бортовые устройства спутниковой радионавигации / И. В. Кудрявцев, И. Н. Мищенко, А. И. Волынкин и др. - М. : Транспорт, 1988.