Введение в современные спутниковые радионавигационные системы. Часть 1: общие принципы, современное состояние, перспективы развития. Насыров И.А. - 17 стр.

                                                                         33        34
Реальные технические и информационные возможности ГЛОНАСС позволяют                  обеспечивается специальными инженерно-техническими и алгоритмическими
потребителям сверять собственные часы относительно системного времени              решениями. Например, при использовании системного эталона, который
ГЛОНАСС с погрешностью единичных сверок не хуже 30 нс (1 sigma). В                 воспроизводит единицу системного времени с относительной погрешностью ± 1⋅10-13,
навигационном сообщении ГЛОНАСС передается текущее значение расхождения            уход формируемой системной шкалы времени составит 3 мкс за год.
между системным временем и UTC(SU). Согласно Интерфейсному контрольному                   Бортовая ШВ спутника, к которой привязываются соответствующие
документу на систему ГЛОНАСС [3], это позволяет потребителю сверять                навигационные сигналы НКА, формируется квантовым бортовым ЭВЧ (БЭЧВ). Они
собственные часы относительно UTC(SU) с погрешностью 1 мкс. Однако, реально        работают в более неблагоприятных условиях, чем СЭВЧ, поэтому неизбежно
существующие технические возможности системы позволяют уменьшить эту               расхождение между БШВ и СШВ. Шкала времени потребителя наиболее нестабильна
погрешность до 20-30 наносекунд (1 sigma).                                         и смещена относительно СШВ и БШВ, так как формируется и поддерживается
       Эфемериды ГЛОНАСС привязаны к UTC(SU). Поскольку UTC(SU), как и             кварцевым опорным генератором, входящим в комплект аппаратуры пользователя.
UTC, не является непрерывной шкалой времени вследствие ее периодической
секундной коррекции (проводимой по мере необходимости либо 30 июня, либо 31        4.4. Синхронизация шкал времени
декабря), то системное время ГЛОНАСС также корректируется на целое число           Командно-измерительный комплекс (КИК) обеспечивает синхронизацию шкал
секунд.                                                                            времени всех НКА путем их сверки и коррекции.
Системное время GPS (GPST) привязано к шкале UTC(USNO). Расхождение между          Синхронизация бортовых шкал времени НКА. Сверка шкал времени в СРНС
GPST и UTC поддерживается в пределах 1 микросекунды (по модулю 1 секунда).         позволяет определять значение ухода БШВ относительно СШВ. В процессе сверки по
Сегмент управления системой GPS (Главный генератор времени GPS Master Clocks)      принятым на КИК навигационным сигналам НКА измеряется значение времени в
обеспечивает постоянную синхронизацию системного времени GPS с UTC с                                                                  изл
погрешностью до 30 нс (1 sigma). Это позволяет потребителям GPS получать UTC
                                                                                   БШВ на момент излучения сигнала спутником        t БШВ . В момент его приема расчетное
практически с той же точностью.                                                    время по БШВ:
       Эфемериды GPS привязаны к UTC(USNO). В отличие от UTC(SU) и
системного времени ГЛОНАСС, UTC(USNO) и системное время GPS не                                         t БШВ = t БШВ
                                                                                                                 изл
                                                                                                                     + ∆t рас + ∆t р.э. + ∆t ат + ∆t апп ,
корректируются в момент проведения секундной коррекции UTC, а поправка на
целое число секунд между UTC(USNO) и UTC (delta time секундной коррекции)          где   ∆t рас   - время распространения сигнала от i-го НКА до КИК;   ∆t р.э.   - уход БШВ
передается в составе навигационного сообщения GPS. Следовательно, UTC(USNO)        из-за релятивистских эффектов, рассчитываемый с точностью до единиц наносекунд;
как опорная шкала для системного времени GPS остается непрерывной шкалой
времени.
                                                                                   ∆t ат   - сдвиг определяемой БШВ из-за рефракции радиоволн в атмосфере;           ∆t апп   -
                                                                                   прочие аппаратурные и методологические погрешности.
Системное время СРНС «GALILEO» (GST) должно стать непрерывной шкалой                      Уход БШВ относительно СШВ определяется при сравнении вычисленного и
временных маркеров, управляемых системой Международного Атомного времени           скорректированного tБШВ с известным системным временем tc.
(TAI) со смещением менее 33 наносекунд. Интервал значения GST, выраженный, как            В зависимости от процедуры нахождения величины дальности до i-го НКА
время смещения относительно TAI, должен быть равен 50 наносекундам для 95          различают пассивные (СРНС типа NAVSTAR-GPS) или активные (СРНС типа
процентов времени в течение любых годовых временных интервалов. Временная          ГЛОНАСС) методы сверки шкал времени.
разница между GST и UTC будет транслироваться пользователям через спутники                Коррекция БШВ производится обычно при ее уходе относительно СШВ,
системы «GALILEO».                                                                 превышающем допустимые значения. Коррекция выражается в совмещении
                                                                                   временных интервалов в БШВ и СШВ (процедура фазирования БШВ) и (или) в
4.3. Шкалы времени спутниковых радионавигационных систем                           уточнении их оцифровки (процедуры коррекции кода БШВ на целое число единиц
Как было замечено в начале раздела, все подсистемы СРНС должны                     времени). Фазирование обеспечивает точность совмещения ШВ до десятков
функционировать в единой шкале времени. На практике реализовать это требование     наносекунд.
не реально, так как для его выполнения в каждой подсистеме (сегменте) необходимо          Длительные наблюдения за расхождением этих ШВ позволяют установить его
использовать однотипные высокоточные эталоны времени и частоты (ЭЧВ). Поэтому      закономерность и прогнозировать на требуемый момент времени с соответствующей
в СРНС второго поколения выделяются несколько шкал времени (ШВ),                   точностью. Прогнозирование систематической составляющей ухода ШВ
отличающихся стабильностью: системная шкала времени (СШВ); бортовая шкала          обеспечивает возможность осуществления алгоритмической коррекции БШВ, когда
времени (БШВ) НКА; шкала времени потребителя (ШВП).                                определяется модель ухода БШВ и ее параметры, т.е. частотно временные поправки,
       Системная ШВ непосредственно или косвенно используется для временной        которые закладывают в память ЭВМ спутника с помощью специальной станции КИК
привязки основных процессов во всех подсистемах СРНС. Она формируется и            и которые в дальнейшем передаются потребителям совместно с эфемеридной
поддерживается наиболее стабильными датчиками времени, входящими в                 информацией.
подсистемы СРНС, – квантовыми системными эталонами времени и частоты (СЭВЧ)
наземного командно-измерительного комплекса, высокая стабильность которых