Введение в современные спутниковые радионавигационные системы. Часть 1: общие принципы, современное состояние, перспективы развития. Насыров И.А. - 9 стр.

                                                                              17   18
      Министерство Обороны США управляет системой с помощью четырёх                   радиосигнала в пределах узкой полосы (∼1 кГц) около прогнозируемого значения с
наземных станций управления - главная станция и три станции управления потоками    учетом доплеровского сдвига несущей частоты. Доплеровский сдвиг может иметь
данных:                                                                            максимальные значения ±5 кГц в НАП на наземных объектах и ±40 кГц в НАП на
    • Станции слежения непрерывно отслеживают спутники и передают                  низкоорбитальных космических объектах. Следовательно, в НАП на космическом
        информацию на главную станцию.                                             объекте осуществляется эффективная доплеровская селекция навигационных
    • Главная станция вычисляет поправки синхронизации атомных часов               радиосигналов от радиовидимых НКА.
        спутников. Она также исправляет орбитальную информацию (эфемериды                 Таким образом, навигационные радиосигналы взаимноантиподных НКА с
        спутников). Главная станция передаёт результаты своей работы станциям      одинаковыми несущими частотами будут надежно разделены в НАП на космическом
        загрузки.                                                                  объекте за счет пространственной и доплеровской селекции.
    • Станции управления потоками данных обновляют информацию,                            Навигационный радиосигнал 1600 МГц ⎯ двухкомпонентный. На заданной
        передаваемую каждым спутником, используя данные, полученные от             несущей частоте в радиопередатчике формируются два одинаковых по мощности
        главной станции.                                                           шумоподобных фазоманипулированных навигационных радиосигнала «в квадратуре»
                                                                                   (взаимный сдвиг по фазе на ±90°): узкополосный и широкополосный.
3. Форматы радиосигналов, используемых в спутниковых                                      Узкополосный навигационный радиосигнал 1600 МГц образуется
   радионавигационных системах второго поколения                                   посредством манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической
                                                                                   двоичной псевдослучайной последовательностью (ПСП1) с тактовой частотой F1 =
3.1. Структура навигационных радиосигналов в системе ГЛОНАСС                       0,511 МГц и с периодом повторения Т1 = 1 мс (511 тактов). ПСП1 представляет собой
В системе ГЛОНАСС используется частотное разделение сигналов (FDMA), каждый        М-последовательность с характеристическим полиномом 1 + X3 + X5. Путем
штатный НКА в орбитальной группировке постоянно излучает шумоподобные              инвертирования ПСП1 передаются метки времени (МВ) бортовой шкалы времени
непрерывные навигационные радиосигналы в двух диапазонах частот 1600 МГц и         (БШВ) НКА и двоичные символы цифровой информации (ЦИ). Метка времени имеет
1250 МГц. В НАП навигационные измерения в двух диапазонах частот позволяют         длительность 0,3 с и передается в конце каждого двухсекундного интервала времени
исключить ионосферные погрешности измерений.                                       (в конце четных секунд). Метка времени содержит 30 двоичных символов
       Каждый НКА имеет цезиевый АСЧ, используемый для формирования                длительностью 10 мс и представляет собой укороченную на один символ 31-
бортовой шкалы (БШВ) и навигационных радиосигналов L1 = 1600 МГц и L2 = 1250       символьную М-последовательность.
МГц.                                                                                      В каждой двухсекундной строке на интервале времени 1,7 с передаются 85
       Шумоподобные навигационные радиосигналы в ОГ НКА различаются                двоичных символов ЦИ, длительностью 20 мс и перемноженные на меандр, имеющий
несущими частотами. Поскольку для взаимноантиподных НКА в орбитальных              длительность символов 10 мс. Границы символов меандра, МВ и ЦИ когерентны. В
плоскостях можно применять одинаковые несущие частоты, то для 24 штатных НКА       приемнике с помощью меандра осуществляется символьная синхронизация для МВ и
минимально необходимое число несущих частот в каждом диапазоне частот равно 12.    с ее помощью ⎯ строчная и символьная синхронизация ЦИ.
Данное утверждение достаточно очевидно, если иметь в виду наземных потребителей           Широкополосный навигационный радиосигнал 1600 МГц образуется
(сухопутных, морских, воздушных), поскольку в зоне радиовидимости наземного        посредством манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической
потребителя не могут одновременно находиться взаимно антиподные НКА.               двоичной последовательностью ПСП2 с тактовой частотой F2=5,11 МГц. Путем
Космический потребитель может одновременно «видеть» взаимноантиподные НКА.         инвертирования ПСП2 передаются двоичные символы ЦИ длительностью 20 мс.
Однако имеются два благоприятных обстоятельства.                                   Сруктура сигнала ГЛОНАСС для частоты 1600 МГц представлена на рис. 9.
       Первое заключается в том, что из двух взаимноантиподных НКА хотя бы один
                                                                                   Узкополосный сигнал в диапазоне L1 ≈ 1600 МГц доступен для всех потребителей в
будет находиться ниже местного горизонта по отношению к космическому
                                                                                   зоне видимости НКА. Широкополосный сигнал на этой частоте может
потребителю. Практически невозможно применить на космическом объекте одну
                                                                                   использоваться гражданскими пользователями, но только с санкции Министерства
широконаправленную антенну, способную принимать навигационные радиосигналы
                                                                                   обороны РФ. Сигнал в диапазоне L2 ≈ 1250 МГц предназначен для военных нужд, и
от всех «видимых» НКА выше и ниже местного горизонта. Поэтому в НАП на
                                                                                   его структура не раскрывается.
космическом объекте применяют: либо одну широконаправленную антенну для
                                                                                          Навигационный радиосигнал 1250 МГц, излучаемый НКА первой
приема навигационных радиосигналов от НКА, находящихся выше местного
горизонта; либо несколько антенн и несколько приемников для приема                 модификации ⎯ однокомпонентный широкополосный шумоподобный радиосигнал,
навигационных радиосигналов от НКА, находящихся выше и ниже местного               образуемый посредством манипуляции фазы несущего колебания на 180°
горизонта.                                                                         периодической двоичной ПСП2 (F2 = 5,11 МГц) без инвертирования, т.е. без передачи
       В обоих вариантах НАП на космическом объекте будет осуществлять             ЦИ. Навигационный радиосигнал 1250 МГц, излучаемый НКА второй модификации,
эффективную пространственную селекцию навигационных радиосигналов от               будет содержать два одинаковых по мощности шумоподобных радиосигнала 1250
взаимноантиподных НКА.                                                             МГц в квадратуре:
       Второе обстоятельство заключается в том, что в НАП в сеансе навигации                 1. узкополосный навигационный радиосигнал 1250 МГц с ПСП1 (F1 =
осуществляется поиск несущей частоты каждого принимаемого навигационного                          0,511 МГц, T1=1 мс);