Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Решение'
Строительство в 2011-2014 годах – 24300 тыс. кв. метров общей площади жилья, в том числе в 2011 году – 6 тысяч квадратных метров (далее – тыс. кв. ме...полностью>>
'Документ'
1.1. Мета викладання дисципліни - формування комплексу теоретичних знань і умінь щодо розробки та здійснення кадрової політики в сучасних організаціях...полностью>>
'Документ'
26 травня 2001 року у конференц-залі Центру національного відродження ім.Степана Бандери в Києві проходила молодіжна науково-теоретична конференція “...полностью>>
'Документ'
Хочу начать изложение своего реферата с терминологии эволюционного моделирования, а именно с термина моделирование. Моделирование - ведущий принцип с...полностью>>

Самолетовождение применение радиотехнических средств самолетовождения

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Выполнение радиодевиационных работ

Радиодевиационные работы производят:

не реже одного раза в год в процессе эксплуатации АРК;

при замене или дополнительной установке радиооборудования на самолёте (вертолете), влияющего на радиодевиацию;

после установки или снятия с самолета металлических выступающих частей;

в случае обнаружения ошибок или возникновения сомнений в правильности показаний радиокомпаса;

при установке нового комплекта АРК на самолет;

при определении остаточной радиодевиации;

после замены указателей курсовых углов или рамочной антенны.

Радиодевиационные работы выполняются специалистами ИАС совместно с экипажем самолета под руководством штурмана авиационной организации.

Подготовка к проведению радиодевиационных работ

Подготовка к проведению радиодевиационных работ включает:

подготовку девиационного пеленгатора, бланков протоколов выполнения радиодевиационных работ и бланков графиков;

выбор площадки, удаленной не менее чем на 150-200 м от стоянок самолетов, строений и линий высоковольтных передач. Площадка должна быть горизонтальной, в направлении радиостанций не должно быть зданий и возвышенностей;

выбор радиостанции, по которой будет проводиться определение радиодевиации. Для большей точности определения радиодевиации радиостанцию необходимо выбирать на удалении 100-150 км от аэродрома. При использовании мощной РВС это расстояние может быть

Установочная ошибка рамки радиокомпаса устраняется на курсовом угле радиостанции, равном 0°, поворотом корпуса рамки или указателя.

Для определения установочной ошибки рамки радиокомпаса следует:

вырулить или отбуксировать самолет на площадку для выполнения радиодевиационных работ и установить по магнитному компасу на курс, равный МПР;

по девиационному пеленгатору установить самолет так, чтобы курсовой угол радиостанции был равен 0°;

включить и настроить радиокомпас на радиостанцию, по которой будет определяться радиодевиация;

переключатель рода работ АРК поставить в положение «Комп.» и по отклонению стрелки указателя курсовых углов определить величину установочной ошибки рамки.

Для устранения установочной ошибки рамки радиокомпаса необходимо:

не выключая радиокомпаса, ослабить зажимные винты, крепящие основание рамки" к фюзеляжу самолета, и поворотом основания добиться, чтобы стрелка указателя КУР установилась на нуль, после этого винты крепления рамки затянуть;

если после закрепления основания рамки .окажется, что стрелка указателя КУР отошла от нуля шкалы, установить ее на нуль поворотом сельсин-приемника. Для этого следует отсоединить указатель от, приборной доски, ослабить винты, которыми корпус сельсина крепится к указателю, и поворотом корпуса установить стрелку на нуль, после чего винты крепления затянуть и указатель поставить на свое место. Этот метод установки стрелки на нуль применяется также, если необходимо согласовать показания двух указателей радиокомпаса,

Определение радиодевиации

Радиодевиация определяется на 24 ОРК через 15°. На каждом ОРК с помощью девиационного пеленгатора измеряется КУР и вычисляется радиодевиация по формуле: р= КУР - ОРК.

Определение радиодевиации по невидимой радиостанции производится в такой последовательности:

установить самолет на МК=МПР, устранить установочную ошибку рамки радиокомпаса и записать данные в протоколе выполнения радиодевиационных работ;

укрепить девиационный пеленгатор на самолете, отрегулировать его по уровню, визирную рамку предметным диоптром установить на 0° шкалы лимба и, вращая " лимб вместе с визирной рамкой, совместить линию визирования с удаленным ориентиром, после чего закрепить лимб винтом в этом положении а индекс «МК» подвести против нуля шкалы лимба и закрепить его винтом;

развернуть самолет по радиокомпасу на ОРК = 15°, затем вращением визирной рамки совместить линию визирования с ориентиром и отсчитать КУР по лимбу против предметного диоптра. Определить радиодевиацию и записать в протокол. Когда невозможно закрепить девиационный пеленгатор на самолете или не видны удаленные ориентиры, то после установки самолета на заданный ОРК определяют МК самолета пеленгованием продольной оси, а затем рассчитывают КУР по формуле КУР=МПР-МК;

последовательно устанавливать самолет на остальные 22 ОРК через 15 ; на каждом ОРК определять КУР и радиодевиацию и записывать данные в протокол выполнения радиодевиационных работ.

Определение радиодевиации по видимой радиостанции производится в такой последовательности:

установить самолет на МК=МПР, устранить установочную ошибку рамки радиокомпаса и записать данные в протокол выполнения радиодевиационных работ;

укрепить девиационный пеленгатор на самолете, отрегулировать его по уровню, визирную рамку предметным диоптром установить на 0° шкалы лимба и, вращая лимб вместе с визирной рамкой, совместить линию визирования с мачтой видимой радиостанции, после чего лимб закрепить винтом в этом положении, а индекс «МК» подвести против нуля шкалы лимба и закрепить его винтом;

развернуть самолет по радиокомпасу на ОРК=150, затем вращением визирной рамки совместить линию визирования с мачтой радиостанции и отсчитать КУР по лимбу против предметного диоптра. Определить радиодевиацию и записать в протокол:

в таком же порядке устанавливать самолет на последующие 22 ОРК через 15°; на каждом ОРК определять КУР, вычислять радиодевиацию и записывать данные в протокол выполнения радиодевиационных работ.

Компенсирование радиодевиации

Радиодевиация компенсируется в следующем порядке:

выключить радиокомпас и отсоединить компенсатор от блока рамки;

снять скобу с указателя радиодевиации;

составить таблицу компенсации радиодевиации, которая имеет вид:

Так как радиодевиация может достигать 15-20°, то ее вводят за три-четыре приема, последовательно увеличивая прогиб ленты лекала. Во избежание опасных натяжений лекала в компенсатор вводят поочередно положительную и отрицательную радиодевиацию в такой последовательности: 0, 345, 15, 330, 30, 315, 45, 300, 60, 285, 75, 270, 90, 255, 105, 240, 120, 225, 135, 210, 150, 195, 165, 180°;

приступить к нанесению радиодевиации на компенсатор, для чего поворотом диска компенсатора совместить нуль шкалы радиодевиации с делением ОРК=0° и, удерживая его в этом положении, с помощью регулировочного винта, расположенного против деления ОРК =0°, установить указатель радиодевиации на 0° по шкале радиодевиации;

установить диск компенсатора на ОРК=345° и вращением регулировочного винта против этого деления переместить стрелку-указатель радиодевиации на значение, указанное в первом цикле таблицы компенсации;

таким же образом нанести радиодевиацию первого цикла на остальных ОРК, соблюдая последовательность, указанную в таблице;

в таком же порядке выполнить второй, третий и четвертый циклы компенсации;

проверить точность нанесения радиодевиации на компенсатор, для чего последовательно устанавливать диск компенсатора нулем шкалы радиодевиации на каждый из 24 ОРК по шкале, при этом стрелка-указатель должна показывать величину и знак радиодевиации согласно протоколу;

если на каком-либо ОРК радиодевиация нанесена с ошибкой, то необходимо вращением соответствующего винта довести ее до требуемого значения; после этого необходимо снова проверить правильность отклонения указателя на всех ОРК, так как иногда доведение радиодевиации до требуемой величины на одном каком-либо ОРК вызывает появление ошибок в установленной величине радиодевиации на другом ОРК;

подсоединить к компенсатору провода сельсинной передачи, включить радиокомпас и, вращая диск компенсатора, наблюдать за вращением стрелок указателей КУР; стрелки указателей должны вращаться плавно, без рывков и заеданий;

если стрелки «указателей перемещаются без рывков, установить компенсатор в блок рамки, после чего приступить к определению остаточной радиодевиации.

Остаточная радиодевиация определяется с целью обнаружения ошибок и неточностей, допущенных в процессе выявления и компенсирования радиодевиации. Она определяется на 24 курсовых углах радиостанции, кратных 15° (0°, 15°, 30° и т. д.).

Для определения остаточной радиодевиации самолет по девиационному пеленгатору последовательно устанавливается так, чтобы курсовой угол радиостанции был равен 0°, 15°, 30° и т. д., и для каждого КУР определяется остаточная радиодевиация по формуле: р ост = КУР - КУРук (КУРук - отсчет курсового угла по указателю АРК).

Если остаточная радиодевиация на всех КУР не превышает ± 2°, то по результатам определения остаточной радиодевиации составить график и поместить его в кабинах летчика (пилота) и штурмана. Если остаточная радиодевиация превышает ± 2°, производится ее докомпенсирование;

Порядок выполнения докомпенсирования:

снять компенсатор с блока рамки;

вращением диска компенсатора установить конец стрелки-указателя на тот ОРК, на котором обнаружена радиодевиация более ± 2°;

удерживая диск компенсатора в этом положении, вращением винта, расположенного ближе всего к нулю шкалы радиодевиации, переместить стрелку-указатель вправо или влево на величину остаточной радиодевиации. Направление перемещения стрелки, определяется по знаку остаточной радиодевиации и знаку, нанесенному на диске компенсатора. Для верхнего расположения рамки знаки нанесены черным цветом, а для нижнего - красным. Для контроля правильности декомпенсации радиодевиации рекомендуется перед тем, как вращать винт, выписывать знак и величину нанесенной на компенсатор радиодевиации. Это позволит при случайном сдвиге диска узнать, сколько градусов радиодевиации компенсировано и сколько еще осталось докомпенсировать;

аналогично провести декомпенсацию радиодевиации на остальных ОРК.

проверить плавность вращения диска и правильность докомпенсации радиодевиации, после чего установить компенсатор в блок рамки;

произвести контрольное определение остаточной радиодевиации на 24 ОРК и составить ее график.

Проверка радиодевиации в полете

При выполнении полетов экипаж (летчик) должен проверять остаточную радиодевиацию сравнением фактического пеленга радиостанции с пеленгом, измеренным с помощью АРК.

Для этого необходимо:

в момент пролета какого-либо точно опознанного ориентира определить МПР, отсчитанный без учета радиодевиации: МПРотсч==МК+ОРК;

соединить на карте этот ориентир с точкой расположения радиостанции, измерить фактический ИПР и определить фактический МПР: МПРфакт =ИПРфакт - (± м);

определить радиодевиацию по формуле: р = МПРфакт--МПРотсч .

Система спутниковой навигации GPS.

Система GPS представляет собой самый совершенный на сегодняшний день навигационный инструмент. Где бы Вы ни находились - на земле, на море или в воздухе, при помощи глобальной системы определения координат Вы можете легко, точно и быстро определить свое местоположение.

Первоначально приемники GPS применялись исключительно для военных целей. Но постепенно штатские берут свое, и в настоящее время существует два стандарта использования системы GPS - для гражданских и для военных целей.

Первый стандарт называется PPS (Precise Positioning System) и позволяет определять положение объектов с крайне высокой точностью. Этот стандарт используется ВС США, госслужбами США и гражданскими лицами, имеющими специальное разрешение правительства. PPS позволяет определить положение с точностью 17,8 м для горизонтальных и 27,7 м для вертикальных измерений и дает ошибку в измерении времени не более 107 с. Нам с Вами, понятное дело, такая точность недоступна.

Нам доступен второй стандарт - SPS (Standard Positioning System). Точность измерений по нему специально понижается. Точность по стандарту SPS составляет 100 м по горизонтали и 156 м по вертикали. Допустимая шибка по времени - 1.67 ´ 10-7с.

Система GPS состоит из трех основных сегментов:

Космический сегмент включает в себя 24 (21 активный и 3 резервных) низкоорбитальных спутника, расположенных на высоте чуть больше 19.000 км, с периодом обращения вокруг земли составляющим 12 часов. Эта система (она называется NAVSTAR) принадлежит Министерству Обороны США, которое предоставляет ее для гражданских пользователей на некоммерческой основе. Всего существует шесть орбитальных плоскостей, расположенных под углом около 55° к полярной. На каждой плоскости находится четыре спутника. Все это позволяет Вам получать данные как минимум от пяти спутников в каждой точке земного шара. Контрольный сегмент состоит из сети наземных станций слежения, разбросанных по всему миру. Когда спутник проходит над одной из станций, он получает информацию о своих координатах, высоте над уровнем моря и скорости. Центральная станция расположена на базе ВВС США ФАЛЬКОН в Колорадо.

Рабочий сегмент системы представлен приемником GPS. Спутник передает свой код, основанный на псевдослучайной последовательности (т.н. PRN-код, представляющий собой шумоподобную, но, на самом деле, заранее определенную индивидуальную последовательность - Pseudo Random Noise), для расчета времени, а также свои координаты. Система действует в трех измерениях и пригодна, таким образом, для определения положения движущихся объектов на земле, на море и в воздухе. В обычном случае небольшой приемник GPS определяет расстояние до спутника путем измерения времени прохождения сигнала от спутника. Если расстояние, отделяющее приемник GPS от Спутника 1 составляет 37.000 км, приемник расположен на поверхности сферы, радиус которой равен 37.000 км, а координаты центра совпадают с координатами спутника. Расстояние в 15.000 км до Спутника 2 определяет вторую сферу соответствующего радиуса с центром на Спутнике 2. Пересечение двух сфер дает Окружность 3. Если приемник GPS находится на уровне моря, то определена и третья сфера, центр которой совпадает с центром Земли, а радиус - с радиусом земного шара. Эта сфера пересекает Окружность 3 в двух точках, одна из которых заведомо не подходит - скажем, соответствует слишком высокой скорости перемещения и может быть проигнорированная. Микропроцессорный блок обработки данных производит все соответствующие вычисления. Теоретически достаточно трех сфер, но на самом деле, обычно возникает необходимость в дополнительных измерениях, обусловленная особенностями работы хронометрирующих устройств.

Приемник GPS использует небольшие и довольно точные электронные часы. Их точность составляет 10-9с, в то время как точность атомных часов, используемых спутниками – 10-12 с. Это вызывает появление существенной ошибки в определении координат, для устранения которой необходимы дополнительные данные спутниковых измерений. В итоге, для получения точной информации необходимы данные по четырем спутникам для наземных и воздушных измерений и по трем - для морских (радиус и координаты центра четвертой сферы совпадают соответственно с радиусом Земли и координатами центра Земли).

Таким образом, если позволить себе немного отвлечься от профессиональной терминологии, в основу системы GPS положен тот основной принцип, на котором базируется работа всех навигационных устройств - определение направления по известным ориентирам. Таким ориентиром может служить все, что угодно - и неподвижная Полярная звезда, и магнитный полюс Земли и орбитальный спутник.

Спутник передает сигналы на двух несущих частотах в дециметровом диапазоне. Сигналы на первой частоте F1 (1575,42 МГц) включают информацию о местоположении и код SPS, а сигналы на второй частоте F2 (1227,60 МГц) используются для измерения ионосферной задержки.

В качестве метода модуляции применяется так называемая технология SSTYLE="(Spread Spectrum Transmission), основанная на использовании широкополосных сигналов. Модуляция сигналов на частотах F1 и F2 осуществляется при помощи трех различных бинарных кодов. С/А-код (стандартного определения местоположения) модулирует фазу несущей F1, «размазывая» спектр в полосе 1 МГц. Он представляет собой повторяющийся с периодом 1 МГц PRN-код. Каждому спутнику соответствует собственный С/А-код. Код, модулирующий фазу несущей F1, (является основой гражданского стандарта) SPS. Р-код (точного определения местоположения) модулирует фазы обеих несущих - F1 и F2. Он предоставляет собой длительный PRN-код с периодом 10 МГц. Каждому спутнику выделяется индивидуальный семидневный интервал Р-кода, причем начальное состояние таких кодов меняется каждую неделю для обеспечения защиты от несанкционированного доступа.

Третий код - так называемое «навигационное сообщение» - также модулирует фазу несущей F1 при помощи С/А-кода. Это код с периодом 50 Гц, передаваемый в виде шестисекундных кадров, каждый из которых состоит из пяти 300-битных субкадров.

В процессе создания системы GPS разработчикам пришлось столкнуться с серьезными проблемами технологического характера.

Первая из таких проблем - как определить момент посылки сигнала со спутника. Она была решена следующим образом. Вышеописанные PRN-коды генерируются и спутником и приемником GPS каждую миллисекунду и ничем не отличаются друг от друга. Сравнение кодов позволяет определить временную разницу между спутником и приемником.

Вторая проблема, вернее, даже целый комплекс сходных проблем, заключалась в необходимости коррекции ошибок определения координат. Что может обусловить появление таких ошибок и какими они бывают?

Первая разновидность обусловлена как помехами в PRN-коде, так и на линии радиосвязи.

Второй тип ошибок - так называемые ошибки смещения, количество и величина которых определяется степенью селективности и рядом других факторов. Степень селективности определяет точность измерений, производимых системой GPS и намеренно снижается для гражданских пользователей. Так, потенциальная точность измерений составляет около 30 м, а реальная, как уже было упомянуто, снижена до 100 м. Возможно, нелишним будет напомнить, что снижение степени селективности достигается за счет использования различных PRN-кодов для гражданских и военных целей.

Ошибки смещения могут также возникнуть в том случае, если ошибки хронометрических данных по той или иной причине не были исправлены контрольным сегментом системы GPS. Для повышения точности измерений следует также учитывать так называемые тропосферные задержки, обусловленные изменениями температуры, атмосферного давления и влажности воздуха, приводящими к искривлению траектории распространения радиосигнала. Величина таких ошибок обычно не j превышает одного метра.

Еще одну существенную проблему представляют собой интерференционные замирания, обусловленные многократным отражением сигнала спутника от находящихся вблизи приемника естественных препятствий - например, высотных зданий. Ошибка, обусловленная «раздроблением» может достигать 10 м. Причем и учесть и свести на нет помехи подобного рода иногда оказывается достаточно сложно.

Наконец, разного рода неприятности могут быть связаны либо с аппаратными ошибками (например, если на военной базе в Колорадо отключат свет ввиду неуплаты долгов) и ошибками операторов станций слежения; либо со сбоями в работе программного и аппаратного обеспечения. Величина ошибок такого рода естественным образом варьируется от одного метра до нескольких сотен километров.

Для устранения вышеописанных препятствий на пути к точному определению координат, создателями системы GPS были разработаны специальные методы, на основе так называемого дифференциального приема. Например, для морских наблюдений, дифференциальные GPS позволяют достичь точности определения положения 5-10 метров и скорости - ±0.9 км/ч. Для достижения таких результатов нужно приобрести и присоединить к Вашему устройству GPS специальный приемник. Последний декодирует сигналы с более низких частот, получаемые от передатчика наземного базирования с заранее определенными координатами и корректирует данные, полученные от спутника. Интересно, что поправки могут вносится в данные как в режиме реального времени, так и post factum. Во втором случае данные, полученные от наземного передатчика записываются, а все необходимые вычисления производятся позднее. Базируется эта система на сети наземных станций. В частности, в США эту функцию берут на себя станции береговой охраны.

Основная задача устройств GPS - определение и отображение в удобном для пользователя виде информации о местонахождении объекта с таким устройством в любое время суток, при любой погоде, в любой точке земного шара. Было бы наивно полагать, что производители приемников GPS остановятся лишь на возможности определения координат. В настоящее время это небольшое устройство (размерами не больше плитки шоколада) наделено многими полезными (и не очень) функциями, вполне очевидно вытекающими из возможности определения местоположения в пространстве. Наиболее полезным, как показывает практика, является возможность приемника GPS вести вас по заранее указанному курсу. Вам достаточно лишь ввести координаты точки прибытия - и на экране вы увидите направление, в котором надо двигаться, расстояние до объекта следования, отклонение от курса, а также время, за которое вы достигните цели при определенной скорости движения. Свои координаты приемник GPS определяет (вычисляет), принимая сигналы со спутников, находящихся на высоких околоземных орбитах. Сегодня на орбите располагаются 24 спутника, запущенных в недалеком прошлом военно-воздушными силами США. Достаточно сказать, что тысячекилограммовая бомба, запускаемая с самолета F-16 и ведомая с помощью системы GPS, поражает цель с точностью до нескольких метров.

Для гражданских применений в сигнал, передаваемый со спутников, вводится специальная ошибка, которая при вычислении координат дает погрешность в несколько десятков метров.

Если назначение приемников GPS стало для вас вполне очевидным и вы чувствуете непреодолимое желание приобрести в свое личное пользование подобное устройство, то мы просто обязаны поделиться некоторыми соображениями по поводу особенностей структуры приемников GPS.

Выделяют три типа приемников, применяемых в системах GPS. Многоканальные, мультиплексируемые и с последовательным опросом. В системах, перемещающихся со значительной скоростью, предпочтительнее использовать многоканальные приемники. Поскольку объектов, передвигающихся с очень большими скоростями, что может существенно повлиять на точность определения координат, не так много, то, в принципе, все равно, какой тип приемников используется.

Самые простые приемники имеют обычный двух - четырех строчный дисплей с точечным изображением символов, на котором отображается буквенно-цифровая информация и простейшие графики и схемы. Естественно, графическое изображение очень полезно и удобно для восприятия. Так, например, на дисплее можно увидеть направление, в котором надо двигаться, пройденный путь, компас и многое другое.

Наиболее удобны в пользовании дисплеи с большими экранами, на которых ваши координаты "привязываются" к электронной карте конкретной местности. Таким образом, вы всегда будете иметь систему слежения за своим передвижением. Следует иметь в виду, что разнообразные модификации приемников GPS, имеющих различные характеристики и возможности, имеют и различные дисплеи. Помимо размеров, важными являются такие свойства дисплея, как разборчивость изображения (четкость), темнота символов, а также возможность работы как при ярком солнце, так и при свете одних только звезд, ибо некачественное изображение может перечеркнуть все функциональные преимущества данного приемника по сравнению с другим, обладающим меньшими возможностями, но оснащенным более "читаемым" дисплеем. Особенно важна простота работы с отображаемой информацией и информативность каждого из дисплейных "окон" с тем, чтобы для получения необходимой информации не требовалось переходить от одного "окна" к другому (т. е. несколько раз менять изображение на дисплее). Самыми интересными в этом смысле являются GPS дисплеи, позволяющие самому выбирать содержимое каждого из "окон", в зависимости от специфики его применения.

Все устройства определения координат можно условно разделить, как и многие другие средства связи на два класса: носимые (портативные) и возимые (мобильные) приемники GPS. Как правило, у возимых вариантов более широкий экран и имеется приспособление для крепления к подвижному объекту. Что касается антенной системы, то здесь также можно выделить два класса устройств:

приемники с внутренними (встроенными) антеннами и с внешними антеннами. Внешние антенны, в свою очередь, могут быть двух типов: маленькие антенны, которые крепятся непосредственно к приемнику GPS, и выносная антенна, более эффективная, размещаемая, в основном, с помощью магнита на крыше автомобиля, катера и т. д. Выносные антенны применяют в том случае, если приемник GPS находится под экранирующей поверхностью (например, под крышей автомобиля).

Некоторых может не устроить точность определения координат (несколько десятков метров), как, например, при движении судов по очень узким рекам и каналам и т. д. В этом случае применяются дифференциальные приемники GPS (DGPS). Под этим понимается установка специального отдельного дифференциального приемника, который подключается к обычному приемнику GPS. Дифференциальный приемник принимает сигнал с опорного пункта, который содержит информацию об ошибке определения координат. Эта ошибка учитывается при отображении координат на дисплее приемника GPS, доводя точность до 2...5м. Ошибка в определении координат вычисляется следующим образом. Координаты опорного пункта заведомо известны, там же устанавливается приемник GPS, который определяет "неточные" координаты. По известным и вычисленным координатам определяется ошибка и через передатчик посылается сигнал в эфир всем, кто сможет его принять (см. рисунок). По такому принципу, например, построена работа береговой охраны США.

Теперь давайте снова обратимся к возможностям приемников GPS и поговорим о хранении информации. В зависимости от фирмы изготовителя и модификации приемника, они могут запоминать от 100 до 2000 точек (пунктов). Дав каждой из них свое название (его вы устанавливаете сами), затем можно найти любую из этих точек по названию. Можно также запомнить ваши текущие координаты, также дав им название. Помимо координат, приемник может хранить в памяти несколько десятков путей, которые вы устанавливаете сами или которые приемник GPS отслеживает. Затем выбираете нужный вам путь, и с помощью приемника сможете успешно добраться до пункта назначения, при этом на экране отображается много полезной информации: типа отклонения от курса, примерное время в пути и т. д.

Практически все приемники GPS имеют функцию оповещения о приближении к точке, которая по каким-либо причинам является опасной для вас. Границы опасной зоны вы, естественно, выбираете сами.

Последнее, о чем просто необходимо упомянуть, это возможность обмениваться информацией с другими устройствами, например, локаторами, эхолотами и т. д. Для этого предусмотрен специальный протокол передачи данных NMEA. Это, в частности, позволяет накладывать информацию об объектах, полученную с локатора, на карту конкретной местности. Помимо этого, многие приемники GPS имеют разъем RS-232 и последовательный порт.

Расскажем также несколько подробнее о некоторых интересных, принадлежащих к данному классу, устройствах. Пожалуй, уникальным в своем роде устройством является приемник GPS фирмы MAGELLAN GSC 100. Особенность его заключается в том, что, помимо приемника со всеми полагающимися ему возможностями, GSC 100 является еще и устройством передачи и приема электронной почты (e-mail) через спутниковую систему ORBCOMM. Система ORBCOMM состоит из 28 спутников, расположенных на низких орбитах (примерно 750 км над землей), она позволяет передавать и принимать сообщения e-mail в любой точке земного шара. Для того, чтобы сопрягать спутниковый сегмент (сигналы со спутников) с наземными сетями общего пользования, был построен ряд наземных шлюзовых станций.

Таким образом, в довольно маленьком устройстве (20´9´4,5 см) фирме MAGELLAN удалось объединить сразу две спутниковые технологии, что сделало его незаменимым спутником в местах, где еще долго будут отсутствовать обычные средства связи.

Еще одно довольно необычное устройство совсем недавно было выпущено фирмой GARMIN и носит название GPSCOM190. Оно сочетает в себе, по сути, два устройства: двенадцати канальный приемник GPS и УКВ приемник авиационного диапазона, что делает его незаменимым для пилотов малогабаритных частных самолетов. Технологией GPS могут пользоваться также гражданские воздушные авиалайнеры.

ГЛОНАСС - РОССИЙСКАЯ ГЛОБАЛЬНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА

Навигационные системы, использующие искусственные спутники Земли, становятся основным средством наземной, воздушной и морской навигаций.

Первым шагом в этом направлении было создание низкоорбитальных спутниковых систем: отечественной "Цикады" и американской "Транзит". Следующим этапом явилась реализация программ по созданию глобальных навигационных спутниковых систем — российской ГЛОНАСС и американской NAVSTAR (GPS). Обе они сейчас находятся в эксплуатации.

Основными требованиями к навигационным системам являются высокая точность местоопределения, глобальность действия, а также получение навигационного радиосигнала в любое время суток. К важнейшим качествам современных навигационных средств относятся их независимость от погодных условий, надежность работы и возможность свободного доступа неограниченному числу пользователей.

Всем этим требованиям соответствует система ГЛОНАСС, обладающая более высокой точностью и оперативностью, чем ранее развернутые низкоорбитальные системы. Установка на борту навигационных спутников атомных стандартов частоты позволяет использовать эту систему и для измерений в интересах службы времени.

ГЛОНАСС дает возможность пользователю определять координаты местоположения, скорость движения и точное время. Каждый спутник (всего их в орбитальной группировке 24) непрерывно излучает навигационный радиосигнал. Аппаратура пользователя одновременно принимает сигналы от четырех ИСЗ ГЛОНАСС и автоматически определяет беззапросным способом дальность до этих спутников и скорость их движения. При необходимости определить только две координаты объекта (горизонтальные, например на поверхности моря) навигационной аппаратуре пользователя достаточно сигналов от трех спутников. По результатам этих измерений и с помощью цифровой информации, передаваемой со спутников, после ее обработки автоматически решается навигационная задача:

определяются местоположение пользователя и другие параметры. При этом навигационная задача может быть решена с момента первого включения аппаратуры в течение нескольких минут, с последующим определением через каждую секунду.

Навигационная информация незаменима при геодезических работах, составлении земельных кадастров, прокладке коммуникаций. Она необходима геологам при разработке и обустройстве нефтяных и газовых месторождений, в том числе и на прибрежных шельфах.

Система ГЛОНАСС открыла новые возможности для научных исследований и решения прикладных задач. Этот перечень может быть достаточно широким — от определения смещения горных массивов, литосферных плит, сейсмических измерений до прецизионных измерений в интересах геодинамики и радиоастрономии, синхронизации шкал времени удаленных друг от друга объектов.

Еще одна область применения навигационной информации — организация поисково-спасательных работ.

В системе ГЛОНАСС принято частотное разделение каналов. Каждый спутник в диапазоне 1600 МГц излучает навигационный радиосигнал на своей несущей частоте, отличной от частот других ИСЗ.

Навигационные данные могут выводиться на табло в виде числовых значений координат, скорости и времени, а также отображаться на электронных картах в графическом изображении маршрута движения.

Системы координат могут выбираться пользователями в зависимости от их потребностей.

В состав системы ГЛОНАСС входит, как уже отмечалось, орбитальная группировка из 24 спутников, находящихся на круговых орбитах на высоте 19100 км. Они были запущены и будут запускаться для восполнения группировки с космодрома "Байконур" ракетой-носителем тяжелого класса "Протон" со специальным разгонным блоком по три спутника сразу. Причем масса каждого из них составляет более 13000 кг. Спутники расположены в трех орбитальных плоскостях, разнесенных на 120°. В каждой плоскости находится восемь ИСЗ, которые удалены друг от друга на 45° по широте. Период обращения каждого спутника вокруг Земли — 11 ч 15 мин.

Такое построение орбитальной группировки позволяет создать оптимальные условия для непрерывного и глобального обеспечения всей поверхности Земли радионавигационными сигналами. Это дает возможность пользователю со среднеквадратической ошибкой около 20 м устанавливать свои координаты и с погрешностью не хуже чем 15 см/с определять скорость.

Для этого на каждом спутнике имеется навигационный комплекс, который формирует навигационное сообщение и излучает его на Землю со скоростью 50 бит/с. Излучаемый радионавигационный сигнал содержит эфемериды спутника (данные о его местоположении на орбите на каждый момент времени), служебные данные, информацию об исправности бортового комплекса.

"Сердцем" бортового комплекса является высокостабильный генератор с относительным уходом частоты за сутки 5-10с. Он служит основным источником для создания бортовой шкалы времени и обеспечивает синхронизацию всех процессов, проходящих в системе ГЛОНАСС. Важнейшую роль играет также бортовая ЭВМ, которая "запоминает" и обрабатывает принимаемую с наземных пунктов управления информацию и обеспечивает выполнение программы работы специальных бортовых систем.

В передаваемом с борта сигнале содержится информация о положении всех других спутников на орбите. Эта информация включает в себя начальные условия движения ИСЗ, что позволяет пользователю с помощью навигационной аппаратуры выбирать оптимальные созвездия спутников для точного определения своего местоположения.

Управление спутниками осуществляется с наземного комплекса. В него входят Центр управления, расположенный под Москвой, и станции измерения и контроля, рассредоточенные на территории России: в Москве, Санкт-Петербурге, Енисейске, Комсомольске-на-Амуре.

Наземный комплекс управления контролирует правильность функционирования орбитальной группировки, измеряет параметры орбит ИСЗ, передает на спутники программу работ и специальную информацию.

Передача информации на наземный комплекс управления и передача навигационной информации пользователям производится по разным радиоканалам.

Для того, чтобы все процессы в такой сложной системе происходили в одной шкале времени, в состав аппаратуры Центра управления включен центральный синхронизатор. Его основа — высокостабильный водородный генератор частоты, обеспечивающий на порядок более высокую суточную относительную нестабильность, чем генератор, который установлен на спутнике. Таким образом, бортовые шкалы времени системы ГЛОНАСС синхронизируются с центральным синхронизатором, а через него — и с государственным эталоном частоты и времени.

Такое построение системы позволяет пользователю получать широкий набор сервисных услуг, помимо определения своих координат и поправки времени. При этом режим работы пользователя — беззапросный, что делает возможным одновременное применение неограниченного числа приемников сигналов системы ГЛОНАСС.

Для пользователей системы ГЛОНАСС российскими предприятиями разработана и выпускается навигационная аппаратура в нескольких модификациях, рассчитанная на массовое производство и применение в различных условиях. В комплект аппаратуры пользователя входят приемник, антенна, процессор и устройство индикации общим весом 1,5—2,5 кг.

Приемники аппаратуры — многоканальные, могут принимать одновременно сигналы от 6—12 спутников, находящихся в зоне видимости пользователя. Кроме того, они могут настраиваться на передатчики системы NAVSTAR. Все это позволяет выбрать оптимальное созвездие спутников для повышения точности измерений.

Массогабаритные характеристики отечественной аппаратуры близки к зарубежным аналогам и позволяют использовать ее на личных автомобилях, на яхтах, а также в геологических партиях.

Несмотря на высокую точность определения местонахождения объектов, получаемую в настоящее время с помощью

системы ГЛОНАСС, широко развернуты работы, направленные на дальнейшее повышение ее технических характеристик и устойчивости функционирования в различных условиях. Одно из таких направлений связано с использованием режима дифференциальных навигационных определений.

Внимание к дифференциальному режиму вызвано необходимостью обеспечивать решение некоторых задач, например, определения координат с точностью до нескольких сантиметров.

В основе дифференциального метода лежит формирование разности отсчетов, что и определило его название — дифференциальный.

Сущность метода заключается в том, что наземные опорные станции, координаты которых известны, с высокой точностью осуществляют непрерывные измерения параметров спутников ГЛОНАСС, находящихся в зоне видимости. В результате обработки полученных данных эти станции вырабатывают дифференциальные поправки и передают их в навигационную аппаратуру пользователя, которая использует их для компенсаций систематических погрешностей в своих измерениях.

Практическим стимулом применения этого режима была необходимость использования спутниковых навигационных систем для посадки самолетов. Поэтому современная аппаратура пользователя может работать в дифференциальном режиме.

В настоящее время в дифференциальном режиме в сочетании со специальными техническими измерениями и программно-математическими методами удается достигать точностей до нескольких сантиметров.

По оперативности и точности аппаратура системы ГЛОНАСС находится на уровне лучших мировых аналогов. Это стало возможным благодаря использованию последних достижений в развитии элементной базы с высокой степенью быстродействия и интеграции.

Тем не менее, к сожалению, по количеству модификаций отечественная аппаратура пользователя не столь разнообразна, как зарубежная. Объясняется это, прежде всего, недостаточным финансированием разработчиков и заводов-изготовителей серийной аппаратуры. Этим не замедлили воспользоваться зарубежные фирмы, прежде всего в США. В России и государствах СНГ появилась дешевая аппаратура пользователя нового поколения. В результате произошло смещение спроса в пользу зарубежных образцов, а отечественной технике приходится вести нелегкую конкурентную борьбу.

Однако несмотря на это, близкий научно-технический уровень российской и американской систем навигации вызывает интерес к сотрудничеству. По предложению российской и американской сторон в международных организациях по авиации (ИКАО) и морского флота (ИМО) рассматривается вопрос о совместном использовании систем ГЛОНАСС и NAVSTAR. Это дало бы возможность повысить точность получения навигационной информации, так как пользователи могли бы выбирать оптимальное созвездие из большего числа видимых спутников, доходящего до 16—20, и пользоваться приемниками с числом каналов 12 и более.

Совмещение глобальных систем навигации, несомненно, ведет к большей достоверности навигационных определений за счет избыточности навигационных спутников в зоне видимости пользователя. А это позволит расширить рамки использования систем, в том числе для такой сложной операции, как заход самолетов на посадку, что привлечет дополнительное число пользователей.

В настоящее время постоянно растут требования пользователей к навигационному обеспечению. Это учитывают предприятия-разработчики ГЛОНАСС, в числе которых такие известные коллективы, как НПО прикладной механики, Российский НИИ космического приборостроения, Российский институт радионавигации и времени. Их усилия направлены на то, чтобы еще больше повысить точность навигационных определений, поднять надежность и срок службы бортового комплекса и аппаратуры пользователя, добиться большей совместимости ГЛОНАССа с другими радиотехническими системами.

Несомненно, высокий научно-технический потенциал отечественных разработчиков, их сотрудничество в международном масштабе приведут к новому качественному скачку в глобальной навигации.

Навигационная аппаратура пользователей системы ГЛОНАСС.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Самолетовождение тема №8 применение радиотехнических средств самолетовождения

    Документ
    Курсовым углом радиостанции КУР называется угол, заключенный между продольной осью самолета и действительным направлением на радиостанцию. КУР отсчитывается от продольной оси самолета по ходу часовой стрелки до направления на радиостанцию
  2. Тема №1 (2)

    Курсовая
    Форма и размеры Земли.Система координат на земной поверхности.Единицы измерения расстояний.Линии пути и линии положения самолета на поверхности земного шара.
  3. Министерство транспорта РФ

    Документ
    В соответствии со статьями 67, 68, 69, 71, 74, 79, пункта 2 статьи 87, пунктов 1 и 2 статьи 114 Федерального закона от 19 марта 1997 г. N 60-ФЗ "Воздушный кодекс Российской Федерации" (Собрание законодательства Российской
  4. Готовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации (далее Правила) разработаны в соответствии с Федеральным законом от 19 февраля 1997 г

    Закон
    1.1. Федеральные авиационные правила «Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации» (далее - Правила) разработаны в соответствии с Федеральным законом от 19 февраля 1997 г.
  5. Приказ Минтранса РФ от 17 июля 2008 г. N 108 Об утверждении Федеральных авиационных правил "Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации"  

    Документ
    В соответствии со статьями 67, 68, 69, 71, 74, 79, пункта 2 статьи 87, пунктов 1 и 2 статьи 114 Федерального закона от 19 марта 1997 г. N 60-ФЗ "Воздушный кодекс Российской Федерации" (Собрание законодательства Российской

Другие похожие документы..