RU2161317C1 - System for high-accuracy localization of objects- navigational information users by navigational radio signals with authorized access in regime of differential corrections - Google Patents
System for high-accuracy localization of objects- navigational information users by navigational radio signals with authorized access in regime of differential corrections Download PDFInfo
- Publication number
- RU2161317C1 RU2161317C1 RU2000111412/09A RU2000111412A RU2161317C1 RU 2161317 C1 RU2161317 C1 RU 2161317C1 RU 2000111412/09 A RU2000111412/09 A RU 2000111412/09A RU 2000111412 A RU2000111412 A RU 2000111412A RU 2161317 C1 RU2161317 C1 RU 2161317C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- navigation
- control
- nna
- equipment
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к радионавигационным системам определения местоположения аппаратуры потребителей, использующих режим дифференциальных поправок в навигационном поле систем ГЛОНАС/GPS и доуточнения этого навигационного поля, в особых случаях, посредствам дополнения его необходимым количеством геодезически обеспеченных радионавигационных точек, что повышает надежность и точность навигационного обеспечения аппаратуры потребителя навигационной информации.Technical field
The present invention relates to radionavigation systems for determining the location of consumer equipment using the differential correction mode in the navigation field of GLONAS / GPS systems and updating this navigation field, in special cases, by supplementing it with the necessary number of geodesically provided radio navigation points, which increases the reliability and accuracy of navigation equipment consumer navigation information.
Уровень техники
На настоящий момент известны две функционирующие глобальные спутниковые радионавигационные системы, это Глобальная система местоопределения (GPS) [Navigation (USA) 1978, v 25, N 2] и Глобальная спутниковая радионавигационная система (ГЛОНАС) [заявка WO 91/11732 от 08.08.91 (G 01 S 5/14 A1)].State of the art
Currently, two functioning global satellite radio navigation systems are known: the Global Positioning System (GPS) [Navigation (USA) 1978,
Вышеназванные спутниковые радионавигационные системы реализуют следующие режимы работы навигационного местоопределения объекта-потребителя:
- штатный режим навигационных определений;
- дифференциальный режим навигационных определений.The above-mentioned satellite radio navigation systems implement the following modes of operation of the navigation location of the consumer object:
- The standard mode of navigation definitions;
- differential mode of navigation definitions.
Под штатным режимом понимается режим навигационных определений координат аппаратуры потребителей навигационной информации по наблюдениям не менее четырех навигационных космических аппаратов (НКА). The standard mode is understood as the mode of navigation determination of coordinates of the equipment of consumers of navigation information from observations of at least four navigation spacecraft (NSC).
Под дифференциальным режимом понимается режим навигационных определений, в котором аппаратура потребителя корректирует результаты навигационных определений штатного режима посредством дополнительной навигационной информации, получаемой от контрольно-корректирующей станции (ККС), и окончательная погрешность местоопределения аппаратуры потребителя уменьшается [Шебшаевич В. С., Балов А.В., Химулин В.И. Развитие дифференциального метода навигационных определений в спутниковой РНС ГЛОНАС, Радионавигация и время, РИРВ, 1992]. The differential mode is understood as the mode of navigation definitions, in which the consumer equipment corrects the results of the navigation definitions of the standard mode by means of additional navigation information received from the control and correction station (CCS), and the final error in the location of the consumer equipment decreases [Shebshaevich V. S., Balov A. V., Khimulin V.I. The development of the differential method of navigational definitions in satellite RNS GLONAS, Radio navigation and time, RIRV, 1992].
Совместное использование обоих вышеназванных спутниковых радионавигационных систем дает возможность повысить надежность и точность навигационных определений проводимых аппаратурой потребителя. The joint use of both of the above-mentioned satellite radio navigation systems makes it possible to increase the reliability and accuracy of the navigation definitions carried out by the consumer equipment.
Эффективность применения дифференциального режима зависит от того, насколько одинаковы погрешности измерений на ККС и у аппаратуры потребителя в моменты навигационных измерений. Это определяется характером корректирующей информации, расстоянием между ККС и аппаратурой потребителя, периодичностью обновления информации и способом передачи корректируемой информации аппаратуре потребителя. The effectiveness of the differential mode application depends on how the measurement errors on the KKS and the consumer equipment are the same at the time of navigation measurements. This is determined by the nature of the corrective information, the distance between the CCS and the consumer equipment, the frequency of updating information, and the way that corrected information is transmitted to the consumer equipment.
В таблице 1 приведен бюджет ошибок для навигационного поля системы GPS в дифференциальном режиме в зависимости от дальности между ККС и аппаратурой потребителя. Table 1 shows the error budget for the GPS navigation field in differential mode, depending on the distance between the space station and the consumer equipment.
Очевидно, что при увеличении дальности ошибка дифференциальной поправки возрастает. Принято считать целесообразным учет поправки дифференциального режима на территории, ограниченной расстоянием между ККС и объектом- потребителем в 150-180 км, такие системы получили название Локальных дифференциальных навигационных систем. Obviously, as the range increases, the differential correction error increases. It is considered appropriate to take into account the differential mode correction in the territory limited by the distance between the space station and the consumer object of 150-180 km, such systems are called Local Differential Navigation Systems.
Для охвата больших территорий дифференциальной навигационной системой предлагаются проекты региональных дифференциальных сетей (WAAS - широкозонная дифференциальная система (США), LAAS - дифференциальная подсистема, разрабатываемая Европейскими странами для обслуживания своего региона, проект Российской широкозонной дифференциальной системы, MTSAT - система аналогичная европейской разрабатывается Японией). To cover large areas with a differential navigation system, regional differential network projects are proposed (WAAS - wide-area differential system (USA), LAAS - differential subsystem developed by European countries to service their region, Russian wide-area differential system design, MTSAT - a system similar to the European one is being developed by Japan).
Логика работы региональной сети состоит в следующем: ККС общим числом n ведут непрерывные наблюдения всех попадающих в их зоны видимости НКА. Результаты измерений по каналам связи передаются в вычислительный центр, который выполняет оперативное уточнение орбит наблюдаемых НКА, вычисляет корректирующие поправки и по каналам связи передает их потребителям. Зона действия региональной системы - территория региона (страны) и прилегающие к ней районы. The logic of the regional network is as follows: CCMs with a total number n conduct continuous observations of all NCA falling into their visibility zones. The measurement results via communication channels are transmitted to a computer center, which performs operational refinement of the orbits of the observed spacecraft, calculates corrective corrections and passes them to consumers through communication channels. The area of operation of the regional system is the territory of the region (country) and the adjacent areas.
Основные проблемы, возникающие при реализации таких проектов можно охарактеризовать следующим образом:
- время развертывания региональной системы можно оценивать периодом в десяток лет, что, безусловно, создаст определенные трудности потребителям высокоточной навигационной информации;
- поддержание нормальной работы региональной системы в период ее функционирования в рамках декларируемых технических характеристик (дополнение и обновление орбитальной группировки НКА, а также поддерживание наземного сегмента системы в рабочем состоянии) требуют значительных затрат;
- поддержание сплошного навигационного поля высокоточного определения местоположения аппаратуры потребителя по всей территории региона и в любой момент времени обеспечить невозможно, а в ряде случаев нецелесообразно.The main problems arising from the implementation of such projects can be characterized as follows:
- the deployment time of the regional system can be estimated by a period of ten years, which, of course, will create certain difficulties for consumers of high-precision navigation information;
- maintaining the normal operation of the regional system during its operation within the framework of the declared technical characteristics (supplementing and updating the orbital constellation of the spacecraft, as well as maintaining the ground segment of the system in working condition) require significant costs;
- maintaining a continuous navigation field for highly accurate location of consumer equipment throughout the region and at any given time is impossible, and in some cases impractical.
Следовательно, целесообразно располагать такими мобильными наземными средствами, которые бы позволяли оперативно на ограниченный период времени обеспечивать аппаратуре потребителя возможность высокоточного определения на ограниченной территории (50 км) средствами дифференциальных навигационных систем. Consequently, it is advisable to have such mobile ground-based means that would quickly enable a consumer’s equipment to be able to accurately detect in a limited area (50 km) using differential navigation systems for a limited period of time.
Кроме того, в частных случаях возможность высокоточного определения местоположения аппаратуры потребителя должна быть ограничена, т.е. санкционирован или несанкционирован доступ к такой квазилокальной системе (например, для некоторых военно-прикладных задач и т.п.). In addition, in special cases, the possibility of high-precision location of consumer equipment should be limited, i.e. authorized or unauthorized access to such a quasilocal system (for example, for some military-applied tasks, etc.).
Наиболее близким аналогом к изобретению по уточнению местоопределения объекта с помощью дифференциальной коррекции является патент US N 5621646 от 15 апреля 1997 года, сущность которого состоит в следующем. The closest analogue to the invention to clarify the location of the object using differential correction is US Pat. No. 5621646 dated April 15, 1997, the essence of which is as follows.
Пространство дифференциальных поправок формируется на основе HC от не менее 4-х НКА системы GPS и сети опорных станций. Каждая из опорных станций принимает сигнал от наблюдаемых НКА на частотах L1 и L2. Любая из опорных станций, принимая HC каждого наблюдаемого НКА, вычисляет остаток (ошибку) псевдодальности, ионосферную задержку навигационного сигнала для каждого НКА и рассогласование бортовых часов НКА и часов опорной станции, получивших название дифференциальной поправки (ДП) дальности между НКА и объектом. Вычисленные ДП, эфемеридные данные, временные поправки и сетка ионосферных поправок по линиям связи передаются на "мастер"-станцию для всех наблюдаемых НКА со всех опорных станций. "Мастер"-станция передает полученную информацию на геостационарный спутник. Геостационарный спутник переизлучает эти параметры объекту-потребителю, приемники которого принимают информацию с геостационарного спутника и HC от каждого наблюдаемого НКА на частоте L1. Объект-потребитель вычисляет свое местоположение, основанное на принятом навигационном сигнале и дифференциальных поправках, полученных через геостационарный спутник. The space of differential corrections is formed on the basis of HC from at least 4 GPS satellite systems and a network of reference stations. Each of the reference stations receives a signal from the observed satellite at frequencies L1 and L2. Any of the reference stations, taking the HC of each observed satellite, calculates the pseudorange balance (error), ionospheric delay of the navigation signal for each satellite, and the mismatch between the satellite’s onboard clock and the reference station’s clock, which is called the differential range correction (DP) between the satellite and the object. The calculated DP, ephemeris data, time corrections, and the grid of ionospheric corrections via communication lines are transmitted to the “master” station for all observed satellite from all reference stations. "Master" station transmits the received information to a geostationary satellite. The geostationary satellite re-emits these parameters to the consumer object, the receivers of which receive information from the geostationary satellite and HC from each observed satellite at frequency L1. The consumer object calculates its location based on the received navigation signal and differential corrections received through the geostationary satellite.
Каждая опорная станция включает антенну и приемник навигационного сигнала от НКА (GPS), датчик метеорологических параметров, вычислительный процессор и линию передачи данных. Each reference station includes an antenna and a receiver of a navigation signal from a satellite (GPS), a meteorological parameter sensor, a computer processor, and a data line.
Антенна и приемник навигационного сигнала опорной станции принимают сигнал от НКА и формируют в цифровой форме информацию для основного процессора, выполняющего действия по сглаживанию вычисленных значений псевдодальности, формированию навигационных данных, тропосферных поправок по распространению навигационного сигнала, остаточную дальность между НКА и опорной станцией, показания часов, а также точно определенное местоположение опорной станции. The antenna and the receiver of the navigation signal of the reference station receive a signal from the satellite and digitally generate information for the main processor that performs actions to smooth out the calculated pseudorange values, generate navigation data, tropospheric corrections for the distribution of the navigation signal, the residual distance between the satellite and the reference station, clock as well as the exact location of the reference station.
Для каждого наблюдаемого НКА опорная станция вычисляет псевдодальность на частотах L1 и L2. Это позволяет определить ионосферную задержку и уточнить полученное значение псевдодальности, которое вводится в блок определения измеренной псевдодальности. Приемник навигационного сигнала дешифрирует навигационные данные, переданные каждым наблюдаемым НКА, которые поступают в навигационный вычислитель, формирующий эфемеридную информацию и разность отставания бортовых часов и часов опорной станции, а полученные результаты вводятся в блок определения остаточной дальности. Туда же заводятся поправки к определению псевдодальности, обусловленные влиянием тропосферы. В блок вычисления остаточной дальности вводится информация о местоположении опорной станции. После соответствующей процедуры обработки полученных данных блок вычисления остаточной дальности формирует для внешнего интерфейса опорной станции значение остаточной дальности между опорной станцией и НКА, координаты местоположения опорной станции и ионосферную поправку на время распространения навигационного сигнала. For each observed satellite, the reference station calculates the pseudorange at frequencies L1 and L2. This makes it possible to determine the ionospheric delay and to refine the obtained pseudorange value, which is entered into the measured pseudorange determination unit. The receiver of the navigation signal decodes the navigation data transmitted by each observed satellite, which is transmitted to the navigation computer, which generates ephemeris information and the difference between the lag of the onboard clock and the clock of the reference station, and the results are entered into the unit for determining the residual range. Corrections to the definition of pseudorange due to the influence of the troposphere are also introduced there. Information about the location of the reference station is entered into the residual range calculation unit. After the corresponding procedure for processing the received data, the residual range calculation unit generates the residual range between the base station and the satellite for the external interface of the reference station, the coordinates of the location of the reference station and the ionospheric correction for the propagation time of the navigation signal.
В качестве линий связи могут быть использованы телефонные линии связи, оптические и оптико-волоконные линии и иные способы приемо-передачи. Терминалом линии связи является "мастер"-станция, которая осуществляет опрос опорных станций, формирование полученной информации и передачу ее через геостационарный спутник объекту-потребителю. As the communication lines can be used telephone lines, optical and fiber optic lines and other methods of reception and transmission. The communication line terminal is a “master” station, which polls reference stations, generates the received information and transmits it through a geostationary satellite to a consumer object.
Аппаратура объекта-потребителя включает приемник корректирующих сообщений, общепринятый приемник, работающий на частоте L1 HC от НКА системы GPS, процессор и дисплей. Процессор состоит из основного процессора, который использует декодированные корректирующие сообщения, скорректированную псевдодальность, ионосферную и тропосферную поправки, введенные в память процессора. Кроме того, приемник корректирующих сообщений и приемник навигационного сигнала могут быть объединены как единый прибор для приема, как корректирующего сообщения, так и навигационного сигнала. The equipment of the consumer object includes a receiver of corrective messages, a conventional receiver operating at a frequency of L1 HC from the GPS satellite system, a processor and a display. The processor consists of the main processor, which uses decoded correction messages, corrected pseudorange, ionospheric and tropospheric corrections, entered into the processor memory. In addition, the corrective message receiver and the navigation signal receiver can be combined as a single device for receiving both the corrective message and the navigation signal.
При приеме навигационного сигнала от каждого из НКА приемник формирует значения псевдодальности местоположения объекта, а также направления линии визирования между объектом-потребителем и НКА. Полученные результаты вводятся соответственно в вычислитель псевдодальности, в вычислитель тропосферной коррекции и в вычислитель коррекции псевдодальности. When a navigation signal is received from each of the NSCs, the receiver generates pseudorange values for the location of the object, as well as the direction of the line of sight between the consumer object and the NSC. The results are entered respectively in the pseudorange calculator, in the tropospheric correction calculator and in the pseudorange correction calculator.
Корректирующие сигналы, переданные "мастер"-станцией, дешифрируются и передаются в вычислитель ионосферной коррекции, формирующий поправки времени распространения для каждого из наблюдаемых НКА, которые учитываются вычислителем псевдодальности. Учитывая все поправки, вычислитель псевдодальности передает ее окончательное значение вычислителю местоположения объекта- пользователя, которое отображается на экране дисплея. The correction signals transmitted by the master station are decrypted and transmitted to the ionospheric correction computer, which generates corrections to the propagation time for each of the observed NSCs, which are taken into account by the pseudorange calculator. Given all the corrections, the pseudorange calculator passes its final value to the location calculator of the user object, which is displayed on the display screen.
Основной недостаток аналога состоит в неодинаковой точности дифференциальных поправок, обеспечиваемых в обслуживаемом регионе. The main disadvantage of the analogue is the uneven accuracy of the differential corrections provided in the served region.
Сущность изобретения
Техническим результатом, достигаемым изобретением, является повышение точности и надежности определения местоположения радионавигационной аппаратуры потребителя, работающей в режиме дифференциальных поправок, за счет использования дополнительной избыточности, полученной при использовании наземной навигационной аппаратуры (ННА). При этом требуемая точность и надежность при определении местоположения радионавигационной аппаратурой потребителя сохраняется при ухудшении геометрического фактора орбитальных группировок ГЛОНАС и GPS.SUMMARY OF THE INVENTION
The technical result achieved by the invention is to increase the accuracy and reliability of determining the location of consumer radio navigation equipment operating in the differential correction mode through the use of additional redundancy obtained using ground navigation equipment (NNA). At the same time, the required accuracy and reliability when determining the location of the consumer’s radio navigation equipment is preserved when the geometric factor of the GLONAS and GPS orbital constellations deteriorates.
Указанный технический результат достигается тем, что в отличие от прототипа, в систему вводится геодезически обеспеченная радионавигационная точка (точки), а именно ННА, излучающая одновременно сигнал, аналогичный HC НКА, в состав которого входит ДП, вычисленная ККС. The specified technical result is achieved by the fact that, unlike the prototype, a geodesically provided radio navigation point (s) are introduced into the system, namely, NNA, emitting at the same time a signal similar to HC NKA, which includes the DP calculated by the CCS.
Используя в качестве критерия взвешенный коэффициент геометрии (WDOP) представляющий собой
WDOP=(2Kг.в+Kгг•1/3, (1)
где Kг.в и Kгг - соответственно вертикальный и горизонтальный коэффициент геометрии, показано [Navigation (USA), winter, 1986-1987, V 33, N 4, p. 259-283] , что применение ННА, позволяет снизить максимально возможные Kг.в и Kгг для НКА GPS соответственно от 15.6 до 2.26 и от 7.71 до 2.36.Using as a criterion the weighted coefficient of geometry (WDOP) representing
WDOP = (2K yy + K yy • 1/3, (1)
where K g.v and K g are the vertical and horizontal geometry coefficients, respectively [Navigation (USA), winter, 1986-1987,
При этом точность определения местоположения аппаратуры потребителя существенно повышается. Moreover, the accuracy of determining the location of consumer equipment is significantly increased.
Аппаратура потребителя может быть установлена как на воздушных судах, так и наземных объектах, при условии обеспечения на последних приема сигналов ННА. Consumer equipment can be installed both on aircraft and onshore facilities, provided that the latest signals are received by NNA.
Исключение влияния при приеме сигналов ННА и HC НКА для аппаратуры потребителя обуславливается частотным разнесением передаваемых сигналов и пространственной селекцией, т.е. за счет приема этих сигналов двумя различными антенно-фидерными устройствами (АФУ). The exclusion of influence when receiving NNA and HC NKA signals for consumer equipment is determined by the frequency diversity of the transmitted signals and spatial selection, i.e. due to the reception of these signals by two different antenna-feeder devices (AFU).
Система высокоточного определения местоположения для потребителей навигационной информации в режиме дифференциальных поправок имеет санкционированный доступ. The system of high-precision location for consumers of navigation information in the differential correction mode has authorized access.
Надежность высокоточных навигационных определений обусловлена контролем целостности навигационных данных; за счет введения интегрального контроля дифференциальных поправок, а также контролем аппаратно-программных средств системы. The reliability of high-precision navigation definitions is due to the integrity control of navigation data; due to the introduction of integral control of differential corrections, as well as the control of hardware and software of the system.
Заявленные технические результаты достигаются тем, что в спутниковую радионавигационную систему определения местоположения объекта, содержащую орбитальную группировку космических аппаратов (НКА), аппаратуру "n" потребителей и по крайней мере одно опорное приемное (ОП) устройство, в состав которого входят первое антенно-фидерное устройство (АФУ) и эталонный приемник навигационного сигнала (HC) НКА, в нее введены устройство интегрального контроля (ИК), наземная навигационная аппаратура (ННА) и регистратор данных, а в состав ОП устройства введены первый коммутатор, блок контроля метеоданных, последовательно соединенные формирователь дифференциальной поправки (ДП) и блок шифрования, а также последовательно соединенные второе АФУ, второй коммутатор, управляемый аттенюатор и эталонный приемник сигнала ННА, выход которого соединен с первым входом формирователя ДП, к второму входу которого подключен выход первого АФУ через последовательно соединенные первый коммутатор и эталонный приемник HC НКА, а к третьему входу формирователя ДП подключен выход блока контроля метеоданных, устройство ИК выполнено в виде последовательно соединенных первого АФУ, первого коммутатора, управляемого аттенюатора и контрольного приемника сигнала ННА, последовательно соединенных второго АФУ, второго коммутатора и контрольного приемника HC НКА, выход которого подключен к одному из входов блока обработки навигационных параметров (НП), к двум другим входам которого подключены соответственно первый выход контрольного приемника сигнала ННА и выход блока дешифрования ДП, к входу которого подключен второй выход контрольного приемника сигнала ННА, первый выход которого, выход блока дешифрования ДП и первый выход блока обработки НП подключены к соответствующим входам блока контроля точности ДП, выход которого и второй выход блока обработки НП подключены к соответствующим входам блока контроля целостности данных, первый выход которого соединен с одним из входов блока контроля имитационных параметров (ИП), к другому входу которого подключен первый выход имитатора сигналов, при этом имитатор сигналов формирует сигналы от НКА и ННА, которые соответственно заводятся в первый коммутатор ОП, второй коммутатор ИК, второй коммутатор ОП и первый коммутатор ИК, а выход блока контроля ИП подключен к первому входу блока управления и контроля, ко второму входу которого подключен второй выход блока контроля целостности, а выходы блока управления и контроля подключены соответственно к входу имитатора сигналов, к управляющему входу ННА и к управляющему входу блока шифрования ДП ОП устройства, выход которого соединен с входом ННА, третий выход блока контроля целостности данных подключен к управляющему входу формирователя ДП ОП устройства, к управляющим входам первого и второго коммутаторов ОП устройства и первого и второго коммутаторов устройства ИК подключен соответствующий выход блока управления и контроля, а интерфейс внешних связей соединен с блоком контроля целостности данных и блока управления и контроля, кроме того входы регистратора данных соединены с соответствующими выходами формирователя ДП ОП устройства, блока контроля целостности данных и интерфейса внешних связей. The claimed technical results are achieved by the fact that in the satellite radio navigation system for determining the location of an object containing an orbital constellation of spacecraft (NSC), equipment "n" consumers and at least one reference receiving (OP) device, which includes the first antenna-feeder device (AFU) and the reference receiver of the navigation signal (HC) of the satellite, the integrated control device (IR), ground-based navigation equipment (NNA) and data logger are introduced, and the device given the first switch, the meteorological data control unit, the differential differential shaper (DP) and the encryption unit connected in series, as well as the second AFU, the second switch, the controlled attenuator and the NHA reference signal receiver, the output of which is connected to the first input of the DP shaper, to the second input which the output of the first AFU is connected through the first switch and the HC HCA reference receiver connected in series, and the output of the weather control unit is connected to the third input of the DP shaper, the IR structure is made in the form of a series-connected first AFU, a first switch, a controlled attenuator and a control receiver of an NNA signal, series-connected of a second AFU, a second switch and a control receiver HC NKA, the output of which is connected to one of the inputs of the navigation parameters processing unit (NP), to the other two inputs of which are connected, respectively, the first output of the control receiver of the NNA signal and the output of the decryption unit DP, to the input of which the second output of the control receiver is connected with an NNA ignition whose first output, the output of the DP decryption unit and the first output of the NP processing unit are connected to the corresponding inputs of the accuracy control unit of the DP, whose output and the second output of the NP processing unit are connected to the corresponding inputs of the data integrity control unit, the first output of which is connected to one of the inputs of the control unit of the simulation parameters (IP), to the other input of which the first output of the signal simulator is connected, while the signal simulator generates signals from the NKA and NNA, which are respectively wound up first the first switch of the OP, the second switch of the IR, the second switch of the OP and the first switch of the IR, and the output of the control unit IP is connected to the first input of the control and control unit, the second input of which is connected to the second output of the integrity control unit, and the outputs of the control and control unit are connected respectively to the input of the signal simulator, to the control input of the NNA and to the control input of the encryption block of the DP of the device, the output of which is connected to the input of the NNA, the third output of the data integrity control unit is connected to the control input For DP device OD, the corresponding output of the control and monitoring unit is connected to the control inputs of the first and second switches of the device’s OP and the first and second switches of the IR device, and the external communication interface is connected to the data integrity control unit and the control and monitoring unit, in addition to the data logger inputs connected to the corresponding outputs of the shaper DP OP device, the unit for monitoring the integrity of the data and the external communication interface.
Эталонный приемник и контрольный приемник дифференциальных поправок могут быть выполнены по известным схемам (например, [Proc. GPS-95, Palmsprings, CA, US, Sept. 12-15, 1995, pp. 835-844; Riley S., Howard V., Aardoom E., Daly P. , Silverstrim P.A combined GPS/GLONASS High Precision Receiver for space applications.])
Перечень иллюстраций
Фиг. 1. Обобщенная структурная схема навигационной системы определения местоположения объекта.The reference receiver and the control receiver of differential corrections can be performed according to known schemes (for example, [Proc. GPS-95, Palmsprings, CA, US, Sept. 12-15, 1995, pp. 835-844; Riley S., Howard V. , Aardoom E., Daly P., Silverstrim PA combined GPS / GLONASS High Precision Receiver for space applications.])
List of illustrations
FIG. 1. Generalized structural diagram of the navigation system for determining the location of the object.
Фиг. 2. Структурная схема высокоточной навигационной системы. FIG. 2. The structural diagram of a high-precision navigation system.
Фиг. 3. Распределение спектрального диапазона для радионавигационных систем. FIG. 3. The distribution of the spectral range for radio navigation systems.
В состав системы входят:
1 - орбитальная группировка НКА1;
2 - орбитальная группировка НКА 2.The system includes:
1 - orbital constellation NKA1;
2 - orbital constellation of the spacecraft 2.
3 - аппаратура потребителя, в состав которой входят:
4 - первое антенно-фидерное устройство (АФУ);
5 - приемник навигационных сигналов (HC) навигационного космического аппарата (НКА);
6 - блок обработки навигационных параметров;
7 - второе АФУ;
8 - измеритель мощности сигнала наземной навигационной аппаратуры (ННА);
9 - управляемый аттенюатор;
10 - приемник сигнала ННА;
11 - блок дешифрования дифференциальных поправок (ДП).3 - consumer equipment, which includes:
4 - the first antenna-feeder device (AFU);
5 - receiver navigation signals (HC) of the navigation spacecraft (NCA);
6 - block processing navigation parameters;
7 - second AFU;
8 - signal power meter ground navigation equipment (NNA);
9 - controlled attenuator;
10 - receiver of the NNA signal;
11 - block decryption differential corrections (DP).
12 - контрольно-корректирующая станция (ККС), в состав которой входят:
13 - опорное приемное (ОП) устройство, в состав которого входит:
14 - первое АФУ;
15 - первый коммутатор;
16 - эталонный приемник навигационных сигналов (HC) НКА;
17 - формирователь дифференциальных поправок (ДП);
18 - второе АФУ;
19 - второй коммутатор;
20 - управляемый аттенюатор;
21 - эталонный приемник сигнала ННА;
22 - блок шифрования ДП;
23 - блок контроля метеоданных (МД);
24 - устройство интегрального контроля (ИК), в состав которого входят:
25 - первое АФУ;
26 - первый коммутатор;
27 - управляемый аттенюатор;
28 - контрольный приемник сигнала ННА;
29 - блок дешифрования ДП;
30 - блок обработки навигационных параметров (НП);
31 - второе АФУ;
32 - второй коммутатор;
33 - контрольный приемник HC НКА;
34 - блок контроля целостности данных;
35 - блок контроля точности ДП;
36 - блок управления и контроля;
37 - имитатор сигналов;
38 - блок контроля имитационных параметров (ИП);
39 - интерфейс внешних связей;
40 - регистратор данных;
41 - наземная навигационная аппаратура, в состав которой входят:
42 - опорный генератор;
43 - формирователь псевдослучайной последовательности (ПСП);
44 - формирователь навигационных данных;
45 - формирователь синхрокоманд;
46 - модулятор;
47 - передатчик;
48 - АФУ;
49 - формирователь литерных частот;
50 - резервирующая аппаратура (горячий резерв ККС).12 - control and correction station (KKS), which includes:
13 - reference receiving (OP) device, which includes:
14 - the first AFU;
15 - the first switch;
16 - reference receiver of navigation signals (HC) NCA;
17 - shaper differential corrections (DP);
18 - the second AFU;
19 - the second switch;
20 - controlled attenuator;
21 - reference receiver of the NNA signal;
22 - block encryption DP;
23 - meteorological data control unit (MD);
24 - integrated control device (IR), which includes:
25 - the first AFU;
26 - the first switch;
27 - controlled attenuator;
28 - control receiver of the NNA signal;
29 - block decryption DP;
30 - block processing navigation parameters (NP);
31 - second AFU;
32 - the second switch;
33 - control receiver HC NKA;
34 - data integrity control unit;
35 - block accuracy control DP;
36 - control and monitoring unit;
37 - signal simulator;
38 - control unit simulation parameters (IP);
39 - interface of external relations;
40 - data logger;
41 - ground navigation equipment, which includes:
42 - reference generator;
43 - shaper pseudo-random sequence (PSP);
44 - navigator data;
45 - shaper sync commands;
46 - modulator;
47 - transmitter;
48 - AFU;
49 - shaper lettering frequencies;
50 - redundant equipment (KKS hot reserve).
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Возможность осуществления изобретения подтверждается ниже следующим описанием работы системы высокоточного определения местоположения объектов-потребителей навигационной информации.Information confirming the possibility of carrying out the invention
The possibility of carrying out the invention is confirmed below by the following description of the operation of a system for highly accurate location of consumer objects of navigation information.
Взаимодействие орбитальной группировки НКА 1 и НКА 2, контрольно-корректирующей станции и аппаратуры потребителя осуществляется следующим образом (Фиг. 1). The interaction of the
Работа системы высокоточного определения местоположения объектов-потребителей навигационной информации может осуществляться в следующих режимах:
-режим санкционированного доступа к режиму дифференциальных поправок объектам-потребителям представляется только в случае, если на объекте-потребителе установлена соответствующая аппаратура; остальные объекты-потребители определяют свое местоположение в штатном режиме;
-режим несанкционированного доступа - прием дифференциальных поправок доступен любому из объектов-потребителей, находящихся в зоне действия ККС.The system of high-precision location of objects-consumers of navigation information can be carried out in the following modes:
- The mode of authorized access to the differential amendment regime is presented to consumer objects only if the corresponding equipment is installed at the consumer object; other consumer objects determine their location in the normal mode;
- unauthorized access mode - receiving differential corrections is available to any of the consumer objects located in the CCS coverage area.
Выбор режима работы системы определяется по внешней команде. Навигационный сигнал, излучаемый каждым из наблюдаемых НКА орбитальных группировок НКА 1 и НКА 2, принимается одновременно АФУ 4 аппаратуры потребителя 3, первым АФУ 14 опорного приемного устройства 13 и АФУ 31 устройства ИК 24 ККС 12. Для обеспечения избыточности навигационной информации, при ухудшении геометрического фактора наблюдаемых НКА, при обеспечении требуемой точности местоопределения аппаратуры потребителя 3 не хуже заданной, в состав ККС 12 включена геодезически обеспеченная радионавигационная точка, снабженная наземной навигационной аппаратурой (ННА) 41, передающая сигнал аналогичный HC НКА. ННА 41 может территориально располагаться либо рядом с опорным приемным устройством 13 и устройством ИК 24, либо на некотором расстоянии от них. Сигнал ННА 41 излучается в верхнюю полусферу окружающего пространства. The choice of system operation mode is determined by an external command. The navigation signal emitted by each of the observed NCA orbital constellations of the
Приняв и обработав HC от НКА и сигнал ННА, опорное приемное устройство 13 решает навигационную задачу и определяет численное значение дифференциальной поправки, которое шифруется или не шифруется в зависимости от режима работы ККС 12 (соответственно режим санкционированного или несанкционированного доступа). Далее сообщение о дифференциальной поправке передается аппаратуре ННА 41, которая излучает его в составе своего сигнала. Having received and processed HC from the NKA and the NNA signal, the
Сообщение о значении ДП принимается аппаратурой потребителя 3 и устройством интегрального контроля 24 на предмет контроля правильности переданных значений ДП. The message on the value of the DP is received by the
Таким образом, аппаратура потребителя 3, включая дешифрование сообщений о ДП, имеет санкционированный доступ к высокоточной навигационной системе местоопределения, а при отсутствии блока дешифрирования ДП 11 аппаратура потребителя 3 будет навигационно определяться в штатном режиме. Thus, the
В том случае, если сигнал о ДП не шифруется, объекты-потребители навигационной информации имеют доступ к ДП (режим несанкционированного доступа). In the event that the signal about the DP is not encrypted, consumer objects of navigation information have access to the DP (unauthorized access mode).
Контрольно-корректирующая станция (ККС) 12 функционально подразделяется на составные части, основное назначение которых заключается в следующем (Фиг. 2):
- опорное приемное устройство 13 определяет истинное значение дифференциальных поправок и передает ННА 41 информацию о дифференциальных поправках для аппаратуры потребителей 3;
- устройство интегрального контроля (ИК) 24 контролирует прохождение через эфир HC наблюдаемых НКА и сигнала ННА 41, проверяет точность переданного значения ДП путем решения задачи местоположения ККС 12 с учетом принятой ДП и последующим сравнением с известными координатами ККС 12, кроме того, осуществляет управление режимами работы ККС 12 и проводит ее тестирование с помощью имитатора сигналов 37. Устройство ИК 24 осуществляет связующую функцию с внешними терминалами для передачи и приема от них служебной информации;
- наземная навигационная аппаратура ННА 41 - геодезически обеспеченная радионавигационная точка, в которой размещена аппаратура радионавигационного обеспечения, передающая сигнал, аналогичный HC НКА, в который дополнительно включена информация о значении ДП; характер сообщения о ДП определяет возможность санкционированного или несанкционированного доступа к высокоточному режиму местоопределения объектом-потребителем;
- регистратор данных 40 регистрирует и хранит основные параметры работы контрольно-корректирующей станции 12;
- резервирующая аппаратура 50 резервирует полный комплект контрольно-корректирующей станции 12 в "горячем" состоянии;
Вышеперечисленные составные части контрольно-корректирующей станции взаимодействуют между собой следующим образом.Control and correction station (KKS) 12 is functionally divided into components, the main purpose of which is as follows (Fig. 2):
- the
- the integral control device (IR) 24 controls the passage through the HC air of the observed NKA and the NNA signal 41, checks the accuracy of the transmitted DP value by solving the location problem of
- ground-based navigation equipment NNA 41 - geodesically provided radio navigation point, in which the radio navigation equipment is located, transmitting a signal similar to HC NKA, which additionally includes information on the value of the DP; the nature of the DP message determines the possibility of authorized or unauthorized access to the high-precision location mode by the consumer object;
- the
-
The above components of the control and correction station interact with each other as follows.
Навигационный сигнал НКА принимается первым АФУ 14 ОП устройства 13 и далее в аналоговой форме через первый коммутатор 15 поступает на эталонный приемник HC НКА 16, где он формируется к виду, удобному для аналого-цифрового преобразования и последующему извлечению навигационных параметров, заложенных в HC. The NKA navigation signal is received by the
Сигнал, передаваемый ННА 41 принимается вторым АФУ 18 ОП устройства 13 и затем в аналоговой форме поступает на второй коммутатор 19, и далее заводится на управляемый аттенюатор 20, уровень ослабления которого определяется дальностью до ННА 41. С выхода управляемого аттенюатора 20 сигнал подается на эталонный приемник сигнала ННА 21, где он формируется к виду, удобному для аналогово-цифрового преобразования и извлечению навигационных параметров, заложенных в сигнале ННА. The signal transmitted by the NNA 41 is received by the
Полученные навигационные параметры о каждом из наблюдаемых НКА 1, 2 и ННА 41 передаются в формирователь ДП 17, где после решения навигационной задачи вычисляется значение ДП на данный момент времени. Процедура определения ДП сводится к следующему. Измерив навигационные параметры в эталонном приемнике HC НКА 16 и эталоном приемнике сигналов ННА 21 и, передав их в формирователь ДП 17, в нем вычисляются корректирующие поправки к навигационным параметрам, определяемым потребителем. Соотношения для вычисления поправок имеют вид (2):
в навигационный параметр аппаратуры потребителя
ΔR0 = Rвыч-Rизм (2)
где Rизм - измеренная псевдодальность между ККС 12 и НКА или ННА;
Rвыч - псевдодальность, вычисленная между ККС 12 и НКА, ННА по транслируемым координатам НКА, ННА и эталонным координатам ККС 12. Значение ДП передается в блок шифровки ДП 22 ОП устройства 13.The obtained navigation parameters for each of the observed
in the navigation parameter of the consumer equipment
ΔR 0 = R subt -R ISM (2)
where R ISM - measured pseudorange between
R subt is the pseudorange calculated between
Блок контроля МД 23 измеряет параметры внешней окружающей среды (температуру, давление, скорость и направление ветра, влажность) и, обрабатывая их по специальной методике, вводит в формирователь ДП 17 как дополнительную тропосферную поправку псевдодальности. The
Устройство ИК 24 имеет два канала приема. По одному из каналов принимается навигационный сигнал от НКА, в состав которого входят последовательно соединенные второе АФУ 31, второй коммутатор 32 и контрольный приемник навигационных сигналов НКА 33. Результаты измерений, произведенных по этому каналу, транслируются в блок обработки навигационных параметров 30. Другой канал устройства ИК 24 принимает сигнал, переданный ННА 41. Этот сигнал через первое АФУ 25, первый коммутатор 26 и управляемый аттенюатор 27 заводится на контрольный приемник сигнала ННА 28, где осуществляется преобразование аналог-цифра и формируются навигационные данные о ННА и ДП. В том случае если работа происходит в режиме санкционированного доступа, то сообщение от ННА 41 разделяется на две части, первая из которых, касающаяся навигационных параметров, заводится в блок обработки навигационных параметров 30, а вторая часть, касающаяся передаваемой ДП, дешифрируется в блоке дешифрирования ДП 29 и далее поступает в блок обработки навигационных параметров 30. The
В том случае, если работа происходит в режиме несанкционированного доступа и в дешифровании нет надобности, все сообщения ННА 41 передается непосредственно в блок обработки навигационных параметров 30. In the event that the operation takes place in an unauthorized access mode and there is no need for decryption, all messages of the NNA 41 are transmitted directly to the processing unit of the
То есть в блоке обработки навигационных параметров 30 собрана информация о навигационных параметрах ННА 41, НКА 1,2 и переданных дифференциальных поправках, и решается навигационная задача местоопределения ККС 12 с учетом всей совокупности полученной навигационной информации. Блок обработки навигационных параметров выполняется по известным схемам и алгоритмам работы [например, заявка WO 91/11732 от 08.08.89 (G 01 S 5/14 А1)] при условии определенной модификации для учета ДП. That is, in the processing unit of the
Далее полученные результаты транслируются в блок контроля целостности данных 34. Под понятием целостности данных при использовании спутниковой радионавигационной системы в качестве единственного (основного) навигационного средства понимается способность навигационной системы исключить неверную спутниковую информацию, а следовательно, и конкретные значения дифференциальных поправок из последующей обработки до того, как ошибка в выходных параметрах превысит заданный порог [Report of RTCA Special Committee - 159 on Minimum Aviation System Performance Standarts (MASPS) for Global Positioning]. Иными словами, это такое состояние радионавигационных параметров, определяемых по сигналам НКА и ДП, переданных объекту-потребителю, которое ухудшает точность определения координат и времени объектом-потребителем до значения, превышающего заданный порог ошибки местоположения объекта-потребителя (например, пропадание сигнала от НКА, искаженная структура сигнала, не позволяющая ККС 12 войти в синхронизм с НКА и ННА; наличие в навигационном сообщении НКА признака запрета на использование информации от данного НКА, а также сдвиг Бортовой Шкалы Времени (БШВ), дрейф частоты опорного генератора НКА; сход НКА с орбиты; неверная эфемеридная информация и т.п.)
Таким образом, блок контроля целостности данных 34 извлекает из навигационного сообщения блока обработки навигационных параметров 30 информацию о работоспособности НКА, либо может получить аналогичную или иного рода информацию через интерфейс внешних связей 39. Кроме того, этот блок 39 обеспечивает непрерывность слежения за всеми наблюдаемыми НКА орбитальных группировок 1, 2 (ГЛОНАС и GPS), о чем формирует сообщение в формирователь ДП 17 для объекта-потребителя и блока управления и контроля 36. Блок контроля целостности данных 34 функционирует следующим образом. Блок обработки навигационных параметров 30 формирует для блока контроля целостности данных 34 сообщение, которое включает в себя:
- эфемеридные данные, принятые от наблюдаемых НКА и ННА;
- признаки запрета на использование навигационной информации от того или иного НКА или ННА;
- поправку на уход частоты опорного генератора НКА или ННА;
- результаты измерений псевдодальности, проведенных по наблюдаемым НКА и ННА;
Алгоритм работы блока контроля целостности данных 34 по наблюдаемым НКА и ННА состоит в следующем: принятое сообщение из блока 30 сравнивается с аналогичной информацией, заложенной в памяти блока 34, в результате чего выявляются различия в принимаемых сообщениях от НКА и ННА от их истинного состояния. Если полученные различия превышают заданное значение, то формируется команда об исключении из наблюдаемого созвездия того НКА, по которому зафиксировано отклонение параметров выше нормы. В этом случае формируется команда в блок формирования ДП 17 на исключение данного НКА или ННА из числа наблюдаемых при вычислении ДП. Параллельно с вышеозначенной процедурой в блок 34 из блока контроля точности ДП 35 выдается сообщение о правильности вычисленного значения ДП. По совокупности результатов сравнения на соответствие принятых параметров с полученными в результате измерений в блоке управления и контроля 36 принимается решение о возможных в дальнейшем вариантах работы ККС 12:
- прерывание процесса вычислений в блоке 17;
- проведение тестирования аппаратуры ККС 12;
- переход ККС 12 на горячий резерв 50;
В случае работы ККС 12 в режиме тестирования, когда вместо HC НКА используется имитатор сигналов 37 НКА и ННА. В этом случае вся информация блока 34 адресуется блоку контроля имитационных параметров 38, где принимается решение о результатах тестирования программно-аппаратных средств ККС 12, а далее в блоке 36 по результатам тестирования принимается решение о возможных вариантах работы ККС 12. Функциональные связи блока 34 с интерфейсом внешних связей 39, а также регистратором данных 40 показаны выше. Аппаратура блока контроля целостности данных 34 может быть реализована на элементной базе импульсно-цифровой техники (Примеры и аналогии построения приведены, например в [Проектирование специализированных информационно-вычислительных систем: учебное пособие/ под редакцией Ю.М. Смирнова. - Высшая школа 1984]).Further, the obtained results are transmitted to the data
Thus, the data
- ephemeris data received from observed NKA and NNA;
- signs of a ban on the use of navigation information from a particular NKA or NNA;
- correction for the departure of the frequency of the reference generator NKA or NNA;
- the results of pseudorange measurements carried out on the observed NKA and NNA;
The algorithm of the data
- interruption of the calculation process in
-
- the transition of
In the case of operation of
Далее, с учетом оценки точности ДП, блок контроля целостности данных 34 формирует сообщение о нормальной работе ККС 12 или о выходе рабочих параметров ККС 12 за пределы допустимых ошибок. Это сообщение адресуется в блок управления и контроля 36. Блок контроля точности ДП 35 на основании вычисленного местоопределения в блоке обработки НП 30, полученного значения дифференциальных поправок и значения точного местоположения устройства ИК 24 вычисляет ошибку между истинным значением местоположения устройства ИК 24 и местоопределения полученного в результате решения навигационного определения по НКА и ННА, с учетом принятой ДП, которая не должна превысить заданного значения. Further, taking into account the accuracy assessment of the DP, the data
Следовательно, устройство интегрального контроля 24 решает обратную задачу, что следует из соотношения (3). Therefore, the
RИК = RИЗМ-ΔR0 (3),
где RИЗМ, R0 - см. выражение (2).R IR = R ISM -ΔR 0 (3),
where R ISM , R 0 - see expression (2).
Функция контроля точности ДП сводится к вычислению следующих соотношений (4):
где
Where
Полученные результаты передаются в блок контроля целостности данных 34, где происходит операция проверки на превышение заданного порога погрешности ε в определении координат. The results are transmitted to the data
Блок управления и контроля 36 выполняет функции управления ККС 12, которые включают в себя следующее:
- введение ККС 12 в рабочее состояние;
- контроль за состоянием аппаратуры отдельных узлов и блоков;
- управление литерными частотами излучения ННА и синхронизация БШВ НКА и ННА 41;
- управление режимом санкционированного или несанкционированного доступа;
- управление уровнем ослабления управляемых аттенюаторов 20 и 27;
- переключение резервного комплекта аппаратуры в случае выхода из строя отдельных узлов и блоков;
- управление обменом информации через интерфейс внешний связей 39 и т.д. ;
Блок управления и контроля 36 функционирует следующим образом. Блок 36 функционально связан с блоком контроля целостности данных 34, интерфейсом внешних данных 39 для передачи принятых от внешних источников об особых условиях работы или иной информации. Функциональная связь с имитатором сигналов 37 НКА и ННА, а также и коммутаторами, обусловлена необходимостью включения режима тестирования каналов приема. Функциональная связь с ННА 41, блок управления формирователем дополнительных литерных частот 49, предназначена для задания той или иной дополнительной несущей частоты сигнала ННА и синхронизации БШВ НКА и ННА 41.The control and
- the introduction of
- monitoring the state of the equipment of individual nodes and blocks;
- control of letter frequencies of NNA radiation and synchronization of BSA NKA and NNA 41;
- management of authorized or unauthorized access;
- control of the attenuation level of controlled
- switching the backup set of equipment in case of failure of individual nodes and blocks;
- management of the exchange of information through the
The control and
В этой связи необходимо отметить следующее. In this regard, the following should be noted.
Поскольку ННА 41 располагается на небольших расстояниях от ККС или вместе с ККС, шкала времени ККС и ННА связываются между собой с высокой точностью. Следовательно, при учете ДП аппаратурой потребителя шкала времени аппаратуры потребителя также оказывается привязанной к шкале времени ККС, а сигналы ННА являются источником информации о взаимной дальности и скорости между аппаратурой потребителя и ККС. Since the NNA 41 is located at small distances from the KKS or together with the KKS, the time scale of the KKS and NNA communicate with each other with high accuracy. Therefore, when DP is taken into account by consumer equipment, the time scale of the consumer equipment also turns out to be tied to the KKS timeline, and NNA signals are a source of information about the mutual range and speed between the consumer equipment and the KKS.
Алгоритм функционирования блока контроля и управления состоит в следующем. По команде, поданной через интерфейс внешних связей 39 (или команде оператора ККС 12), блок 36 по определенной программе осуществляет подачу питающих напряжений на функциональные блоки ККС 12 и контролирует их наличие. The functioning algorithm of the control and management unit is as follows. According to the command filed through the external communications interface 39 (or the command of the
После этого в зависимости от режима работы (работа от имитатора сигналов 37 или рабочий сеанс) производится установка положения коммутаторов и осуществляется контроль за их положением. After that, depending on the mode of operation (work from a
Далее по команде оператора для рабочего режима на блоке 49 ННА 41 осуществляется выбор дополнительной литерной частоты ННА. Then, at the operator’s command for the operating mode, on the
Затем формируется (по внешней команде или команде оператора) сигнал управления на блок шифрования ДП 22 определяющий работу в режиме санкционированного или несанкционированного доступа, а далее по результатам, формируемым блоком целостности данных 34, принимается решение о дальнейших вариантах работы ККС 12, о чем было сказано выше. Then, a control signal is generated (by an external command or the operator’s command) to the
Аппаратура реализуется на элементной базе импульсно-цифровой техники (Примеры и аналогии построения приведены, например в [Проектирование специализированных информационно-вычислительных систем: учебное пособие/ под редакцией Ю.М. Смирнова. - Высшая школа, 1984г.]). The equipment is implemented on the basis of pulse-digital technology (Examples and analogies of construction are given, for example, in [Designing specialized information-computing systems: a training manual / edited by Yu. M. Smirnov. - Higher School, 1984]).
Интерфейс внешних связей 39 выполняет связующую роль с внешними источниками сообщений (например, обмен информацией с другими ККС; прием, передача сообщений об отказах НКА; прием сообщений об особых режимах работы ККС 12);
Для проверки работоспособности контрольно-корректирующей станции 12 в устройство ИК 24 включен имитатор навигационных сигналов 37, который формирует HC от НКА и сигналы ННА, эти сигналы соответственно заводятся через коммутаторы 15, 32 и коммутаторы 19, 26 заводятся в соответствующие приемники 16, 33 и 21, 28. Управление коммутаторами 15, 32, 19, 26 осуществляет блок управления и контроля 36. Таким образом, используя сигналы имитатора 37, ККС 12 проводит "мнимый" рабочий цикл, т. е. по заранее известным HC и сигналам ННА формируется ДП, после чего осуществляется контроль целостности данных, откуда формируется сообщение о численном значении полученных ошибок местоопределения, которое передается в блок контроля имитационных параметров 38, где происходит сравнение исходной ошибки местоопределения ККС, заложенной при формировании HC НКА и сигналам ННА, с полученной ошибкой, и формируется сообщение о выходе или нахождении в заданных пределах полученного значения местоопределения ККС 12;
Это сообщение транслируется в блок управления и контроля 36, который принимает решение о дальнейшем режиме работы ККС 12.The
To test the operability of the control and
This message is transmitted to the control and
Имитационный контроль осуществляется циклично при штатной работе контрольно-корректирующей станции 12. Simulation control is carried out cyclically during regular operation of the control and
В целях архивации основных рабочих параметров в ККС 12 в опорное приемное устройство 13 включен регистратор данных 40, который соединен с функциональными блоками 17, 39 и 34. In order to archive the main operating parameters in the
ННА 41 входит в состав ККС 12, управление которым осуществляет блок управления и контроля 36. Для уменьшения взаимного влияния сигналов НКА и ННА частотный интервал работы ННА сдвигается выше по частоте по отношению к основному рабочему диапазону ГЛОНАСС, т.е. в интервале частот 1604 - 1609 МГц (Фиг. 3). NNA 41 is a part of
Информационное сообщение ННА 41 формируется аналогично информационному сообщению НКА, с той разницей, что в резервной строке суперкадра передается дифференциальная поправка. The information message NNA 41 is formed similarly to the information message NKA, with the difference that the differential correction is transmitted in the backup line of the superframe.
Сообщение о назначенной частоте излучения ННА 41 и БШВ НКА поступает из блока управления и контроля 36 устройства ИК 24 в блок управления формирования литерных частот 49, который управляет работой опорного генератора 42. Опорный генератор 42 синхронизирует работу функциональных узлов и блоков ННА 41. The message about the assigned radiation frequency of the NNA 41 and the BSA NKA comes from the
Взаимодействие отдельных блоков и узлов, за исключением связи с блоком шифрования ДП 22 ОН устройства 13, оговорено в заявке [WO 91/11732 от 08.08.91 (GO1S/14AI)]. The interaction of individual blocks and nodes, with the exception of communication with the
Блок шифрования ДП 22 предназначен для кодирования криптошифром сообщения о ДП, получаемом от формирователя ДП 17 опорного приемного устройства 13, после кодирования сообщение о ДП передается в модулятор 46, который определяет место передаваемой ДП в сообщении (суперкадре), передаваемом ННА 41. The
В том случае, если режим работы высокоточной навигационной системы определен как несанкционированный, то отличие от режима с санкционированным доступом состоит лишь в том, что блок шифрования ДП 22 не будет осуществлять криптошифровку ДП, а сразу транслирует их в модулятор 46 ННА 41. In the event that the operating mode of a high-precision navigation system is defined as unauthorized, the difference from the authorized access mode is that the
Аппаратура потребителя 3 включает в себя два канала и представляет собой структурно канал приема HC от НКА и сигнала ННА HC от НКА контрольно-корректирующей станцией, HC от НКА принимает АФУ 4 и далее обрабатывается приемником HC НКА 5, где определяются параметры, необходимые для решения навигационной задачи и затем передаются в блок обработки навигационных параметров 6.
АФУ 7 принимает сигнал ННА 41. В силу того, что аппаратура потребителя может быть мобильной, динамический диапазон изменения мощности сигнала значителен, поэтому в канале приема сигнала ННА включен аттенюатор 8, уровнем ослабления которого управляет измеритель мощности сигнала 8. Ослабленный сигнал поступает в приемник сигнала ННА 10, где формируются навигационные параметры ННА и выделяются дифференциальные поправки, определенные опорным приемным устройством 13. В том случае, если работа происходит в режиме санкционированного доступа, то сообщение от ННА 41 разделяется на две части, первая из которых, касающаяся навигационных параметров, заводится в блок обработки навигационных параметров 6, а вторая часть, касающаяся передаваемой ДП, дешифрируется в блоке дешифрации ДП 11 и далее передается в блок обработки навигационных параметров 6. The
В том случае, если работа происходит в режиме несанкционированного доступа, т.е. когда сообщение о ДП передается в обычном стандарте и в дешифрации нет надобности, все сообщение ННА 41 передается непосредственно в блок обработки навигационных параметров. In the event that the operation occurs in an unauthorized access mode, i.e. when the DP message is transmitted in the usual standard and there is no need for decryption, the entire NNA message 41 is transmitted directly to the navigation parameter processing unit.
Далее в блоке обработки навигационных параметров 6 после решения навигационной задачи осуществляется местоопределение объекта-потребителя. Next, in the processing unit of the
Для специалистов в указанной области и других областей при ознакомлении с настоящим описанием будут ясны другие возможные модификации данного изобретения. Такие модификации могут включать другие известные по предшествующему уровню техники признаки конструкций. Описанный выше вариант системы не исчерпывает все их многообразие, которое можно осуществить в соответствии с нижеследующей формулой изобретения. For specialists in this field and other areas when reading this description will be clear other possible modifications of this invention. Such modifications may include other structural features known in the art. The above-described variant of the system does not exhaust all their diversity, which can be implemented in accordance with the following claims.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000111412/09A RU2161317C1 (en) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | System for high-accuracy localization of objects- navigational information users by navigational radio signals with authorized access in regime of differential corrections |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000111412/09A RU2161317C1 (en) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | System for high-accuracy localization of objects- navigational information users by navigational radio signals with authorized access in regime of differential corrections |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2161317C1 true RU2161317C1 (en) | 2000-12-27 |
Family
ID=20234346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000111412/09A RU2161317C1 (en) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | System for high-accuracy localization of objects- navigational information users by navigational radio signals with authorized access in regime of differential corrections |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2161317C1 (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7881905B2 (en) | 2004-11-17 | 2011-02-01 | Qualcomm Incorporated | Method for ambiguity resolution in location determination |
| RU2445645C2 (en) * | 2006-11-10 | 2012-03-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method and apparatus for position determination with extended satellite positioning system orbit information |
| RU2464589C2 (en) * | 2007-09-11 | 2012-10-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Dynamic measurement position request processing in mobile radio network |
| US8319684B2 (en) | 2006-11-10 | 2012-11-27 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for position determination with extended SPS orbit information |
| RU2469273C1 (en) * | 2011-07-04 | 2012-12-10 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Method of forming local geodetic networks and determining coordinates of targets using parameter relative definition technique |
| RU2490665C1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" | System for locating mobile object based on global navigation satellite system signals |
| RU2494411C2 (en) * | 2002-10-17 | 2013-09-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method and apparatus for improving accuracy of radar location using measurements |
| US9366763B2 (en) | 2009-02-04 | 2016-06-14 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for position determination with hybrid SPS orbit data |
| RU2590903C2 (en) * | 2010-10-22 | 2016-07-10 | Таль | Method and system for radio beacon geolocalisation in alarm and rescue system |
| RU2592077C1 (en) * | 2015-07-17 | 2016-07-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Method of measuring relative position of objects from global navigation satellite system signals |
| RU2636386C1 (en) * | 2016-10-13 | 2017-11-23 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Device for controlling field integrity of navigation space vehicles |
-
2000
- 2000-05-11 RU RU2000111412/09A patent/RU2161317C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494411C2 (en) * | 2002-10-17 | 2013-09-27 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method and apparatus for improving accuracy of radar location using measurements |
| US7881905B2 (en) | 2004-11-17 | 2011-02-01 | Qualcomm Incorporated | Method for ambiguity resolution in location determination |
| RU2445645C2 (en) * | 2006-11-10 | 2012-03-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method and apparatus for position determination with extended satellite positioning system orbit information |
| US8319684B2 (en) | 2006-11-10 | 2012-11-27 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for position determination with extended SPS orbit information |
| US10534088B2 (en) | 2006-11-10 | 2020-01-14 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for position determination with extended SPS orbit information |
| US8493267B2 (en) | 2006-11-10 | 2013-07-23 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for position determination with extended SPS orbit information |
| US9019157B2 (en) | 2006-11-10 | 2015-04-28 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for position determination with extended SPS orbit information |
| RU2464589C2 (en) * | 2007-09-11 | 2012-10-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Dynamic measurement position request processing in mobile radio network |
| US9448308B2 (en) | 2007-09-11 | 2016-09-20 | Qualcomm Incorporated | GPS yield for emergency calls in a mobile radio network |
| US8948778B2 (en) | 2007-09-11 | 2015-02-03 | Qualcomm Incorporated | Delayed radio resource signaling in a mobile radio network |
| US9140801B2 (en) | 2007-09-11 | 2015-09-22 | Qualcomm Incorporated | Delayed radio resource signaling in a mobile radio network |
| US9366763B2 (en) | 2009-02-04 | 2016-06-14 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for position determination with hybrid SPS orbit data |
| RU2590903C2 (en) * | 2010-10-22 | 2016-07-10 | Таль | Method and system for radio beacon geolocalisation in alarm and rescue system |
| RU2469273C1 (en) * | 2011-07-04 | 2012-12-10 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Method of forming local geodetic networks and determining coordinates of targets using parameter relative definition technique |
| RU2490665C1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" | System for locating mobile object based on global navigation satellite system signals |
| RU2592077C1 (en) * | 2015-07-17 | 2016-07-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Method of measuring relative position of objects from global navigation satellite system signals |
| RU2636386C1 (en) * | 2016-10-13 | 2017-11-23 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Device for controlling field integrity of navigation space vehicles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110187364B (en) | Low-rail navigation enhanced precision correction data generation and uploading system and method | |
| Dana | Global Positioning System (GPS) time dissemination for real-time applications | |
| US6667713B2 (en) | Self-monitoring satellite system | |
| US8242954B2 (en) | Method and device of satellite navigation system'S integrity control | |
| CN102713672B (en) | Many group of stars GLONASS (Global Navigation Satellite System) strengthens and assistance | |
| US5477458A (en) | Network for carrier phase differential GPS corrections | |
| US6674398B2 (en) | Method and apparatus for providing an integrated communications, navigation and surveillance satellite system | |
| RU2487369C2 (en) | System for monitoring group of positioning system satellites | |
| US20110285586A1 (en) | Global navigation satellite system (gnss) reference station integrity monitoring and assurance | |
| CN103797727A (en) | Advanced timing and time transfer for satellite constellations using crosslink ranging and an accurate time source | |
| US6138074A (en) | Monitoring station location determination for a satellite navigation system | |
| US11333768B2 (en) | Method and apparatus for checking ionospheric correction parameters for satellite navigation for a vehicle | |
| RU2161317C1 (en) | System for high-accuracy localization of objects- navigational information users by navigational radio signals with authorized access in regime of differential corrections | |
| US20110231038A1 (en) | Aircraft landing system using relative gnss | |
| US20210149060A1 (en) | Method and Apparatus for Providing Correction Data for Satellite Navigation | |
| US20070085735A1 (en) | Spacecraft position monitoring and control | |
| CN114646315A (en) | System, method and network operations center for navigation using signals of opportunity | |
| EP2367023A1 (en) | Aircraft landing system using relative GNSS | |
| US20110169693A1 (en) | Integrity communication in a satellite navigation system | |
| RU2152050C1 (en) | Satellite navigation system for detection of object position | |
| Ladino et al. | A Method for Evaluating Global Navigation Satellite System Position Accuracy in Small Unmanned Aircraft Systems | |
| CN118151189B (en) | Ionosphere occultation signal testing method and system based on real-time information | |
| Merino et al. | Integrity for advanced precise positioning applications | |
| Zalewski et al. | GNSS Measurements Model in Ship Handling Simulators | |
| CA2697086C (en) | Aircraft landing system using relative gnss |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040512 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180512 |