Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского

Кафедра технических средств судовождения

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Тема:

Морские спутниковые системы, используемые в ГМССБ и радионавигации. Их роль в обеспечении безопасности морского судоходства



РЕФЕРАТ

Настоящая работа (проект) содержит стр., рисунков, таблиц, графиков

Тема: Морские спутниковые системы, используемые в ГМССБ и радионавигации. Их роль в обеспечении безопасности морского судоходства

Исследуются характеристики СНС NAVSTAR, ГЛОНАСС. Совместное их использование.

Цель работы рассмотреть современные и их совместное использование в целях безопасности мореплавания.

Проанализированы методы индикации сближения и маневрирования судов при использовании современных САРП и АИС.

Область применения - учебный процесс, суда транспортного флота



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ГЛОНАСС

1.1 Общие сведения

1.2 Космический сегмент

1.3 Сегмент управления

1.4 Перспективы развития системы ГЛОНАСС

РАЗДЕЛ 2. СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА NAVSTAR GPS

2.1 Общие сведения

2.2 Космический сегмент

2.3 Сегмент управления

2.4 Аппаратура потребителей

РАЗДЕЛ 3 МЕЖДУНАРОДНАЯ СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТОПОЛОЖЕНИЯ СУДОВ И САМОЛЁТОВ, ПОТЕРПЕВШИХ АВАРИЮ (КОСПАС-САРСАТ)

3.1 Общие сведения

3.2 Принципы построения системы

3.2.1 Точностные характеристики системы

3.2.2 Баллистическое построение системы

3.2.3 Использование геостационарных спутников в системе КОСПАС-САРСАТ

3.2.4 Характеристики радиолиний

3.3 Наземный путь приёма информации

3.3.1 Центр системы

3.4 Примеры практического применения системы

РАЗДЕЛ 4 МОБИЛЬНАЯ СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ ИНМАРСАТ

4.1 Описание системы и её преимущества

4.2 Сегменты системы ИНМАРСАТ

4.3 Стандарты ИНМАРСАТ

4.4 Преимущества системы спутниковой связи ИНМАРСАТ

РАЗДЕЛ 5 ГЛОБАЛЬНАЯ МОРСКАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ ПРИ БЕДСТВИИ И БЕЗОПАСНОСТИ (GMDSS)

5.1 Старая система и потребность в её усовершенствовании

5.2 Размещение объектов ГМССБ в ДВ регионе

5.3 Морской район А1 ГМССБ в заливе Петра Великого

5.4 Морской район А2 ГМССБ в заливе Петра Великого и в прилегающей части Японского моря

РАЗДЕЛ 6 МСКЦ МАП ВЛАДИВОСТОК

6.1 Район ответственности МСКЦ МАП Владивосток

6.2 Назначение и функции МСКЦ МАП Владивосток

6.3 Основные требования к системам и процедурам связи, используемые в МСКЦ

6.3.1 Аварийная связь

6.3.2 ВЧ - связь

6.3.3 Морская радиослужба

6.3.4 Глобальная морская система оповещения о бедствии и обеспечения безопасности (ГМССБ)

6.3.5 Система NAVTEX

6.3.6 Спутниковая связь

6.3.7 Авиационная подвижная служба

6.3.8 Связь между морскими и воздушными судами

6.3.9 Радиооборудование для целей жизнеобеспечения и аварийно-спасательное радиооборудование

6.3.10 Сотовые телефоны

6.3.11 Особые обстоятельства

6.3.12 Обеспечение связи при проведении операций АПОС

6.3.13 Опознавательные коды связного оборудования

6.3.14 Аварийные ложные оповещения

6.3.15 Поставщики данных АПОС

6.3.16 Связь между МСКЦ и МСПЦ

6.3.17 Морской радиотелекс

6.3.18 Система NAVTEX

6.3.19 Система Safety NET ИНМАРСАТ

6.3.20 Первый МСКЦ

6.3.21 Связь MEDICO

6.3.22 Генеральный план ГМССБ

6.3.23 Дополнительные возможности

6.3.24 Трудности при установлении связи с морскими судами

6.3.25 Поиск с помощью средств связи

РАЗДЕЛ 7 ОХРАНА ТРУДА

7.1 Защита от излучений

7.1.1 Защита от инфракрасного излучения, электромагнитных полей радиочастот, ионизирующего излучения и статического электричества

7.2 Электробезопасность

7.2.1 Технические средства обеспечения электробезопасности

7.2.2 Защита от статического и атмосферного электричества

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ПРИЛОЖЕНИЕ 5



ВВЕДЕНИЕ

Важнейшим фактором эксплуатации судов является безопасность мореплавания и охрана человеческой жизни на море. Это важнейшая составляющая безаварийной эксплуатации флота основывается на комплексе организационных и технических мероприятий, направленных на реализацию национальных и международных требований в области безопасности мореплавания и предотвращения загрязнения окружающей среды.

Несмотря на высокий уровень конструктивной безопасности морских судов, насыщение их надёжными средствами судовождения и связи, и другие меры, морские катастрофы с человеческими жертвами продолжают наблюдаться.

Для оказания помощи судам и их экипажам, терпящим бедствие на море, создана глобальная система поиска и спасания на море. Составной частью этой системы являются ИНМАРСАТ, КОСПАС-САРСАТ, СНС «НАВСТАР GPS», СРНС «ГЛОНАСС» и ГМССБ, а также спасательно-координационные центры и их подцентры. В Дальневосточном регионе таковым является Владивостокский спасательно-координационный центр и его подцентры, находящиеся в Южно-Сахалинске и Петропавловске-Камчатском.

Приказом Министра морского транспорта от 29.04.88 №64-пр. на основании Постановления Совета Министров СССР от 08.02.88 №180 “Об одобрении и предоставлении на рассмотрение Президиума Верховного Совета СССР предложения о ратификации Союзом Советских Социалистических Республик Международной конвенции по поиску и спасанию на море 1979 года”, при Дальневосточном морском пароходстве (ДВМП), организован бассейновый морской спасательно-координационный центр (МСКЦ), которые оперативно подчинены МСКЦ.

Владивостокский морской спасательно-координационный центр (МСКЦ) образован на Дальневосточном бассейне в целях выполнения положений Международной Конвенции по поиску и спасанию на море 1979 года приказом начальника ДВМП от 12.07.88 №719. МСКЦ входит в систему сил и средств по осуществлению организации и координации действий спасательных служб федеральных органов исполнительной власти и иностранных государств при поиске и спасании людей терпящих бедствие на море.

МСКЦ в соответствии с приказом № 36 от 16 сентября 1996 года Федеральной службы морского флота России является структурным подразделением Морской Администрации порта Владивосток и подчиняется непосредственно начальнику МАП, а в вопросах организации поиска и спасания людей, терпящих бедствие на море - Государственному Морскому Спасательно-Координационному Центру Госморспасслужбы России (ГМСКЦ).

Список действующих МСКЦ и их реквизиты приведены в Приложении №1.



РАЗДЕЛ 1. СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ГЛОНАСС

1.1 Общие сведения

Спутники системы ГЛОНАСС непрерывно излучают навигационные сигналы двух типов: навигационный сигнал стандартной точности (СТ) в диапазоне L1 (1,6 ГГц) и навигационный сигнал высокой точности (ВТ) в диапазонах L1 и L2 (1,2 ГГц). Информация, предоставляемая навигационным сигналом СТ, доступна всем потребителям на постоянной и глобальной основе и обеспечивает, при использовании приёмников ГЛОНАСС возможность определения:

Горизонтальных координат с точностью 50-70м (вероятность 99,7%);

Вертикальных координат с точностью 70м (вероятность 99,7%);

Составляющих вектора скорости с точностью 15cм/с (вероятность 99,7%);

Точного времени с точностью 0,7 мкс (вероятность 99,7%);

Эти точности можно значительно улучшить, если использовать дифференциальный метод навигации и/или дополнительные специальные методы измерений.

Сигнал ВТ предназначен, в основном, для потребителей МО РФ, и его несанкционированное использование не рекомендуется. Вопрос о предоставлении сигнала ВТ гражданским потребителям находится в стадии рассмотрения.

Для определения пространственных координат и точного времени требуется принять и обработать навигационные сигналы не менее чем от 4-х спутников ГЛНАСС. При приёме навигационных радиосигналов ГЛОНАСС приемник, используя известные радиотехнические методы, измеряет дальности до видимых спутников и измеряет скорости их движения.

Одновременно с проведением измерений в приёмнике выполняется автоматическая обработка содержащихся в каждом навигационном радиосигнале меток времени и цифровой информации. Цифровая информация описывает положение данного спутника в пространстве и времени (эфемериды) относительно единой для системы шкалы времени и в геоцентрической связанной декартовой системе координат. Кроме того, цифровая информация описывает положение других спутников системы (альманах) в виде кеплеровских элементов их орбит и содержит некоторые другие параметры. Результаты измерений и принятая цифровая информация являются исходными данными для решения навигационной задачи по определению координат и параметров движения. Навигационная задача решается автоматически в вычислительном устройстве приёмника, при этом используется известный метод наименьших квадратов. В результате решения определяются три координаты местоположения потребителя, скорость его движения и осуществляется привязка шкалы времени потребителя к высокоточной шкале Координированного всемирного времени (UTC).

1.2 Космический сегмент

Полная орбитальная группировка (ОГ) СРНС ГЛОНАСС содержит 24 штатных НКА на круговых орбитах с наклонением i=64,8° в трёх орбитальных плоскостях по восемь НКА в каждой. Долготы восходящих узлов трёх орбитальных плоскостей различаются номинально на 120°. Номинальный период обращения НКА равен Т=11ч 15мин 44с, и соответственно, номинальная высота круговой орбиты составляет 19100 км над поверхностью Земли. В каждой орбитальной плоскости восемь НКА разнесены по аргументу широты номинально через 45°, и аргументы широты восьми НКА в трёх орбитальных плоскостях сдвинуты на ± 15°.

Спутник ГЛОНАСС конструктивно состоит из цилиндрического термоконтейнера с приборным блоком, рамы, антенно-фидерных устройств, приборов системы ориентации, панелей солнечных батарей с приводами, блока двигательной установки и жалюзи, системы терморегулирования с приводами. На спутнике также установлены оптические уголковые отражатели, предназначенные для калибровки радиосигналов измерительной системы с помощью измерений дальности до спутника в оптическом диапазоне, а также для уточнения геодинамических параметров модели движения спутника. Конструктивно уголковые отражатели формируются в виде блока, постоянно отслеживающего направление на центр Земли. Площадь уголковых отражателей - 0.25мІ.

Для обеспечения надёжности на спутнике устанавливаются по два или три комплекта основных бортовых систем.

Таким образом, на спутник ГЛОНАСС возложено выполнение следующих функций:

Излучение высокостабильных радионавигационных сигналов;

Приём, хранение и передача цифровой навигационной информации;

Формирование, оцифровка и передача сигналов точного времени;

Ретрансляция и излучение сигналов для проведения траекторных измерений для контроля орбиты и определения поправок к бортовой шкале времени;

Приём и обработка разовых команд;

Приём, запоминание и выполнение временных программ управления режимами функционирования спутника на орбите;

Формирование телеметрической информации о состоянии бортовой аппаратуры и передачи её для обработки и анализа наземному комплексу управления;

Приём и выполнение кодов/команд коррекции и фазирования бортовой шкалы времени;

Формирование и передача “признака неисправности” при выходе ложных контролируемых параметров за пределы нормы.

Управление спутниками ГЛОНАСС осуществляется в автоматизированном режиме.

1.3 Сегмент управления

Управление орбитальным сегментом ГЛОНАСС осуществляет наземный комплекс управления. Он включает в себя Центр управления системой (г. Голицыно-2, Московская область) и сеть станций слежения и управления, рассредоточенных по территории России.

Наземный комплекс управления (НКУ) орбитальной группировкой НКА выполняет четыре группы задач:

Эфемеридное и частотно-временное обеспечение НКА;

Мониторинг радионавигационного поля;

Радиотелеметрический мониторинг НКА;

Командное и программное радиоуправление функционированием НКА.

1.4 Перспективы развития системы ГЛОНАСС

В настоящее время на базе системы ГЛОНАСС предполагается создание Единой глобальной системы координатно-временного обеспечение (ЕС КВО). Кроме спутниковой системы, ЕС КВО включает:

- государственную систему Единого времени с эталонной базой страны;

- государственную систему и службу определения параметров вращения Земли;

- систему наземной и заатмосферной оптической астрометрии;

- космическую геодезическую систему и др.

Считается, что возможности существенного повышения точности навигационных определений связаны с созданием глобальной системы отсчёта, использующей самоопределяющиеся навигационно-геодезические КА без привлечения измерений с поверхности Земли.

При разработке направлений и путей совершенствования системы учитывается постоянный рост требований пользователей к точности навигационных определений и целостности системы. При этом под целостностью в данном случае понимается способность самой системы обеспечивать предупреждение пользователей о тех моментах времени, когда система не должна использоваться для навигационных определений. Одним из важнейших путей решения этой проблемы является интеграция двух спутниковых радионавигационных систем - ГЛОНАСС и GPS.

Можно выделить четыре основных направления модернизации СРНС ГЛОНАСС:

- улучшение совместимости с другими радиотехническими системами;

- повышение точности навигационных определений и улучшение сервиса, предоставляемого пользователям;

- повышение надёжности и срока службы бортовой аппаратуры спутников и улучшение целостности системы;

- развитие дифференциальной подсистемы.



РАЗДЕЛ 2. МЕЖДУНАРОДНАЯ СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ СУДОВ И САМОЛЁТОВ, ПОТЕРПЕВШИХ АВАРИЮ (КОСПАС-САРСАТ)

2.1 Общие сведения.

Спутниковая система КОСПАС-САРСАТ для определения местоположения судов и самолётов, потерпевших аварию, разработана Минморфлотом СССР, Национальным агентством США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Министерством связи Канады (ДОК) и Национальным Центром Франции по исследованию космоса (КНЕС). Причём Советским Союзом с одной стороны, а США, Канадой и Францией с другой разработаны две технически совместимые, но практически независимые системы, которые объединяются в одну общую, совместную систему КОСПАС-САРСАТ.

В основе сотрудничества лежит протокол, подписанный 18 марта 1977 г. Минморфлотом СССР и НАСА, о сотрудничестве в создании экспериментальной спутниковой системы для определения местоположения судов и самолётов, потерпевших аварию. Указанный протокол впоследствии нашёл отражение в советско-американском соглашении об исследовании и использовании космического пространства в мирных целях, которое было подписано 24 мая 1977 г.

В целях согласования характеристик системы в период с 1978 по 1979 г. советские, американские, канадские и французские специалисты проводили встречи, в результате чего в ноябре 1979г. в Ленинграде был подписан основополагающий «Документ о взаимопонимании», определяющий цели, задачи, формы и методы сотрудничества, обязанности и права сторон, участвующих в создании системы КОСПАС-САРСАТ. В 1980г. был согласован документ «План реализации проекта КОСПАС-САРСАТ», который определял технические параметры всех элементов системы, конструкторские и эксплуатационные принципы её создания.

Спутниковая система КОСПАС-САРСАТ основана на использовании низкоорбитальных околополярных ИСЗ, запущенных на высоту около 800-1000км. Система состоит из четырёх основных частей: аварийных радиобуёв (АРБ) двух типов, предназначенных для передачи информации о бедствии через низкоорбитальные ИСЗ на частоте 121,5 или 406,025МГц;

ИСЗ, способных принимать сигналы АРБ и передавать их на частоте 1544,5МГц на наземные пункты приёма информации (ППИ) для последующей обработки;

ППИ, обеспечивающих приём от ИСЗ сигналов АРБ и определение по ним географических координат мест аварий;

Центров управления системой, служащих для координации и управления элементами системы, обмена информации и контроля за её происхождением.

Таким образом, с точки зрения технического исполнения, система является навигационно-связной.

Аварийные радиосигналы от АРБ, работающих на частоте 406,025МГц, содержащие информацию о стране владельца АРБ, названия объекта-носителя АРБ, типе пользователя и характере бедствия, принимаются ИСЗ и обрабатываются с целью определения доплеровского смещения частоты сигнала АРБ, привязки его к бортовому времени, выделения цифровой информации, содержащей обработанные и перечисленные выше данные. Сразу же после обработки, которая производится цифровыми методами, информация поступает на передатчик ИСЗ для её прямой ретрансляции и одновременно записывается в оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ) ИСЗ. Приёмник и ОЗУ ИСЗ рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить приём и обработку 20 одновременно работающих в зоне видимости АРБ запомнить информацию от 200 АРБ за виток ИСЗ вокруг Земли.

Сброс запомненной информации производится на частоте 1544,5МГц по команде от программно-временного устройства при прохождении ИСЗ в зоне видимости ППИ. Принятая на ППИ информация поступает в специальную ЦВМ, где происходит сортировка принятых сообщений и их обработка с целью определения координат АРБ. Для этого в ППИ с центра системы ежесуточно поступают параметры орбиты ИСЗ. Указанная информация по наземным каналам связи направляется в Центр управления системой, где происходит окончательная обработка и распределение информации между потребителями.

В системе КОСПАС-САРСАТ может также использоваться уже существующий парк АРБ, работающих на частоте 121,5МГц, для чего ИСЗ оборудован специальным ретранслятором. В состав АРБ, работающего на частоте 406,025МГц, включён маломощный (15-25мВт) передатчик, работающий на частоте 121,5МГц и предназначенный для окончательного привода спасательных средств к месту нахождения АРБ с помощью УКВ-пеленгаторов.

Система КОСПАС-САРСАТ с навигационной точки зрения относится к спутниковым системам доплеровского типа. Определение координат АРБ производится на основе измерения на борту ИСЗ доплеровского смещения частоты принимаемого от АРБ сигнала. Каждому значению частоты соответствует геометрическое место точек расположения АРБ, представляющее собой конус, вершиной которого служит положение ИСЗ в данный момент времени, а осью конуса является вектор скорости ИСЗ V. Положение угла при вершине конуса ? определяется из выражения: cos?=cfисз/VfАРБ. где с-скорость распространения радиоволн; V-скорость ИСЗ; fисз-частота, принимаемая ИСЗ; fАРБ-частота, излучаемая АРБ.

Если считать, что высота ИСЗ над поверхностью Земли известна, то в точке пересечения конуса со сферой, имеющей радиус Земли, получаем две точки нахождения АРБ. Одна из этих точек будет истинной, вторая зеркальной. Если АРБ неподвижен, то устранение неоднозначности (т.е. выбор из двух значений координат истинного значения) осуществляется при повторном исходе ИСЗ в зоне видимости АРБ или при использовании измерений, полученных от двух ИСЗ для одного и того же АРБ.

В системе КОСПАС-САРСАТ определение координат АРБ производится по одному полёту ИСЗ, причём неоднозначность устраняется путём использования эффекта вращения Земли.

2.2 Принципы построения системы

Особенностью системы является принцип свободного доступа сигналов АРБ к приёмной аппаратуре ИСЗ. АРБ после включения в случае бедствия передают сигналы постоянно независимо от наличия ИСЗ. Аппаратура АРБ разработана таким образом, что обеспечивает время излучения посылки в пределах 0,44-0,52с, а время паузы 50с. Длительность посылки во много раз (100) меньше длительности паузы, т.е. АРБ работают в импульсном режиме. Это позволяет обеспечить приём посылок одновременно от многих АРБ с заданной вероятностью Р, имея на борту ИСЗ многоканальный приёмник. Общее число АРБ, находящихся в зоне видимости ИСЗ (N АРБ), и число каналов приёмника в бортовой аппаратуре связаны между собой определёнными соотношениями. Принцип свободного доступа не требует синхронизации времени излучения каждого АРБ.

На приёмной стороне сигналы АРБ различаются между собой по времени из-за не синхронности момента излучения и по частоте из-за естественного разброса значений частоты опорного генератора АРБ и различного доплеровского сдвига этой частоты от разных АРБ в данный момент времени. Вероятность приёма всех посылок от АРБ за время одного пролёта (ТПР) равна:

Р=1-(1-РП)н,

где н - количество посылок, принятых с АРБ за время сеанса связи с ИСЗ;

РП - вероятность приёма каждой посылки

Результаты моделирования и экспериментов с аппаратурой системы позволили показать, что при двухканальном приёмнике ИСЗ, заданном цикле сигнала АРБ и наличии в зоне видимости ИСЗ 20 одновременно работающих АРБ вероятность правильного приёма посылки составляет 0,975.

Для решения навигационной задачи за один проход ИСЗ с заданной точностью необходимо измерить за сеанс связи не менее трёх значений радиальной скорости их оптимальном расположении относительно точки максимальной крутизны изменения радиальной скорости. Количество посылок от данного АРБ за сеанс связи находится в пределах 3-14 в зависимости от взаимного расположения трассы ИСЗ относительно АРБ. Если считать, что в среднем от каждого АРБ будет приходить шесть посылок, то вероятность правильного обнаружения трёх посылок можно оценить величиной 0,943, при этом вероятность решения навигационной задачи равна 0,99.

2.2.1 Точностные характеристики системы

Точность определения координат АРБ в системе КОСПАС-САРСАТ зависит от следующих факторов: погрешностей измерения радиальной скорости ИСЗ, погрешностей прогнозирования вектора состояния ИСЗ, погрешностей в привязке доплеровских измерений к бортовому времени, угла видимости ИСЗ, числа принятых посылок и их симметричности.

Точность измерения радиальной скорости ИСЗ определяется стабильностью частоты передатчика АРБ за время сеанса связи, стабильностью частоты гетеродинов приёмника ЦСЗ, соотношением сигнал/шум в схеме измерения, дискретном измерении значения фазы, стабильностью интервала, измерения набега фазы, параметрами ионосферы и тропосферы и оценивается максимальной величиной 3,2 м/с.

Оценка точности определения местоположения АРБ по доплеровским измерениям показала, что координаты АРБ, расположенных на краю зоны видимости, определяются с точностью 10-14км вдоль траектории и 2-3км перпендикулярно траектории ИСЗ [6]. Координаты АРБ, расположенных от следа орбиты на расстояниях от 3 до 20°, определяются с точностями 0,4-1,5 и 1,5-2 км соответственно вдоль и перпендикулярно траектории ИСЗ. Для АРБ, расположенных близко к следу орбиты, плохо уточняются направления, перпендикулярные плоскости орбиты (10-15 км). Таким образом, в пределах нахождения АРБ от 3 до 20км от следа орбиты ИСЗ средняя квадратичная погрешность определения координат АРБ не превышает 3 км.

2.2.2 Баллистическое построение системы

В системе КОСПАС-САРСАТ, как было указано выше, используются околополярные ИСЗ, запущенные на орбиту высотой 850-1000 км и наклонением орбиты 98,6 и 83° соответственно для ИСЗ САРСАТ и КОСПАС. Период обращения ИСЗ вокруг Земли составляет 103 и 105мин для ИСЗ САРСАТ и КОСПАС соответственно.

Зона радиовидимости ИСЗ с данными характеристиками при минимальном угле кульминации АРБ над горизонтом 7° составляет примерно 2600км, что соответствует центральному углу 23°. Сдвиг трассы на долготу начального узла каждого витка ИСЗ составляет на экваторе 26,25°. Продолжительность времени наблюдения ИСЗ зависит, прежде всего от взаимного расположения АРБ и ИСЗ и может быть найдена из табл.

Время передачи аварийного сообщения до службы поиска и спасания может быть в простейшем виде представлена как сумма двух составляющих: времени ожидания АРБ появления ИСЗ и времени передачи информации на ППИ.



Таблица 1

Зависимость времени видимости АРБ от угла возвышения ИСЗ

Угловое отклонение от трассы ИСЗ до АРБ, °	Угол кульминации ИСЗ, °	Время
		?0°	>7°	>14°
23 18 8 3 0,4	7,6 15 40 65 88	80 40	90 40 30 20 30	90 60 30 20 30

Время ожидания появления ИСЗ в зоне видимости АРБ зависит от количества ИСЗ в системе и местоположения АРБ и является случайной величиной, зависящей от положения ИСЗ относительно АРБ на момент включения последнего.

Время передачи информации на ППИ определяется количеством и местоположением ППИ, а также районом нахождении ИСЗ в момент получения сообщения от АРБ. Время передачи информации - случайная величина, при расположении единственного пункта на широтах выше 75° обеспечивается взаимная его видимость с ИСЗ на каждом витке, и тогда это время зависит только от местоположения АРБ.

В настоящее время в системе КОСПАС-САРСАТ действуют десять пунктов приёма информации, в том числе три советских (Москва, Архангельск, Владивосток), три американских (Кодьяк, Сан-Франциско, Сант-Луис), канадский (Оттава), французский (Тулуза), норвежский (Тромсё) и английский (Лашам). В течение 1987 г. было введено в эксплуатацию ещё пять ППИ - 3 в Канаде, 1 в Бразилии и 1 в СССР (Новосибирск).

2.2.3 Характеристики радиолиний

Как было указано выше, в системе используется существующий парк аварийных радиобуёв, работающих на частоте 121,5МГц, характеристики излучения которых приведены ниже:

Излучаемая мощность, мВт 75-100

Время работы, ч 48

Поляризация линейная

Вид модуляции амплитудная

Глубина модуляции, % 80-100

Частота модуляции, Гц 400-1600

Бортовой радиокомплекс ИСЗ обеспечивает прямую ретрансляцию сигналов от АРБ на частоте 121,5 МГц без обработки и запоминания. Перспективные АРБ, работающие в диапазоне частот 406,0-406,1 МГц, имеют более сложную структуру сигнала, которая определяет основные характеристики бортового оборудования ИСЗ и специфику его работы. Использование нетермостатированного кварцевого генератора в АРБ-406, а также значительный диапазон изменения принимаемого на работу ИСЗ сигнала приводит к необходимости синхронизации приёмника ИСЗ с излучаемым сигналом.

Возможны два метода получения информации, необходимой для установления синхронизации: непосредственно из модулированного сигнала или с помощью отдельного канала. При организации отдельного канала синхронизации необходимо решить проблему оптимального распределения мощности передатчика в информационном канале и канале синхронизации. Кроме того, при передаче синхронизирующей информации по отдельному каналу необходимо производить частотное или временное уплотнение каналов синхронизации и передачи информации.

Повышение помехоустойчивости канала передачи дискретной информации при использовании фазовой манипуляции несущей обеспечивается при использовании схем выделения опорной несущей из самого немодулированного сигнала. Экономичные методы передачи синхронизирующей информации по отдельному каналу, к каким относится временное уплотнение синхроканала и канала передачи информации, позволяют упростить аппаратуру приёмника ИСЗ в условиях многостационарного приёма сигналов АРБ. При этом индекс фазовой манипуляции выбирается таким, чтобы составляющие моделированного сигнала вблизи несущей частоты были минимальны, в то же время энергетический потенциал радиолинии по несущей достаточен для устойчивой работы системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) бортового приёмника ИСЗ при индексе фазово-манипулированной несущей, равной 1,1 рад. Относительный уровень гармонических составляющих модулированного сигнала вблизи несущей составляет 6-10% интенсивности сигнала (несущей). Передатчик АРБ в этом случае сначала излучает немодулированную несущую (синхроканал) в течение времени, необходимого для установления синхронизации с помощью следящего приёмника, после чего производится передача манипулированного по фазе сообщения.

С учётом изложенных соображений в системе КОСПАС-САРСАТ определены характеристики излучения АРБ-406.

Частота, МГц - 406,025±0,001

Стабильность - 1*10?9 за 100мс

3-5Гц за 15мин

2кГц за 5 лет

Фазовая нестабильность - 10° в полосе - 50Гц

Выходная мощность, Вт - 5

Кодирование - взвешенный манчестерский код

Модуляция - фазовая манипуляция - 1,1±0,1 рад в пике относительно немодулированной несущей

Время паузы - 50с±5%

Время передачи - 440мс±1% (короткая посылка); 520мс±1% (длинная посылка)

Скорость передачи информации, бит/с - 400±5

Длительность немодулированной несущей - 160мс±1%

Цифровое сообщение - 280мс±1%

Символьная синхронизациявсе - <1> (пятнадцать <1>)

Кадровая синхронизация - 000101111

При выбранных характеристиках излучения минимальное значение мощности сигнала АРБ-406, отнесённое к входу приёмника ИСЗ, полного энергетического потенциала радиолинии и его составляющих по несущей и информации составляют соответственно 158дБВт, 1,2-104Гц, 2,8-103Гц и 6,9-103Гц.

Нисходящая радиолиния ИСЗ-ППИ обеспечивает ретрансляцию на частоте 1544,5МГц, по крайней мере, 10 сигналов от АРБ-121,5 с диапазоном изменения уровней ретранслируемых сигналов около 20дБ и одновременную передачу цифровых сообщений от АРБ-406. Энергетический потенциал нисходящей радиолинии при мощности передатчика ИСЗ около 4Вт и эффективной площади антенны ППИ 2,5м2 составляет 70 дБГц, что обеспечивает надёжное когерентное выделение информации на данной радиолинии.

2.3 Наземный пункт приёма информации

Пункт приёма информации обеспечивает приём, обработку, выделение сигналов, поступающих с бортового радиокомплекса ИСЗ, с целью определения координат АРБ-121,5 и АРБ-406.

Функциональная аппаратура ППИ показана на рисунке 1. Сигнал бортового передатчика на частоте 1544,5МГц модулируется двумя поднесущими по фазе. Первая поднесущая равна 2,4кГц и соответствует тактовой частоте цифрового потока, в котором содержится информация об АРБ-406, выделяемая бортовой информационной системой. Вторая поднесущая равна 47кГц. В полосе +12,5кГц вокруг этой поднесущей находятся ретранслированные сигналы от АРБ-121,5. Парциальная доля мощности каждой поднесущей может изменяться по команде с Земли в широких пределах. Номинальным режимом считается режим, когда половина мощности передатчика выделена на поднесущую 47кГц, а одна десятая - на поднесущую 2,4кГц.

Поворотная параболическая антенна наводится по программе на ИСЗ с помощью системы наведения. Диаметр зеркала антенны около трёх метров, эффективная площадь 2,5м2. Принятый сигнал усиливается и после двойного преобразования частоты поступает на два фазовых детектора, один из которых (ЛФД) имеет линейность ±р, второй является обычным фазовым детектором. С выхода обычного ФД поднесущая 2,4кГц поступает на схему выделения символьной частоты и расшифровки потока на отдельные фрагменты. После декодирования информация поступает на ЭВМ для решения навигационной задачи. Для этого в ЭВМ с Центра системы КОСПАС ежедневно поступают эфемериды ИСЗ по телефонному каналу. В случае наличия только двух посылок от АРБ-406 в центр системы передаётся информация, содержащаяся только в посылке АРБ, а при наличии трёх и более посылок дополнительно передаются также координаты АРБ. Навигационная задача решается сразу после завершения сеанса связи, время решения зависит от числа АРБ. Для 200 АРБ оно не превышает 20 мин.

С выхода линейного фазового детектора сигналы в полосе (47±12,5)кГц поступают на систему обнаружения сигналов и измерения частоты всех сигналов, превышающих порог. Эти измерения привязываются к московскому времени с помощью системы единого времени и поступают в ЭВМ. В ЭВМ осуществляется идентификация измерений, принадлежащих одному АРБ-121,5, и решение навигационной задачи. Система обрабатывает одновременно несколько сигналов. Полученная информация о координатах АРБ-406 и АРБ-121,5 передаётся в центр системы КОСПАС и записывается на магнитное записывающее устройство.

Проверка работоспособности всех систем ППИ производится с помощью контрольного бортового радиокомплекса и контрольных АРБ-406 и АРБ-121,5. Характеристики контрольного бортового радиокомплекса близки к характеристикам реального радиокомплекса, а параметры контрольных АРБ отличаются от параметров реальных АРБ более высокой стабильностью частоты и большей мощностью передатчика, так как с помощью контрольных АРБ проверяется правильность работы космического радиокомплекса в целом. Для повышения надёжности вся аппаратура ППИ дублирована.

2.3.1 Центр системы

Основной задачей центра системы является координация и управление элементами системы КОСПАС-САРСАТ, приём, обработка и обмен аварийной и служебной информацией (включая эфемериды ИСЗ) с аварийно-спасательными службами, ППИ и зарубежными центрами системы, планирование работы элементов системы, учёт и регистрация АРБ, осуществление контроля за прохождением информации.

В центре системы также производится проверка надёжности устранения двузначности в определении места АРБ по привлекаемой для этих целей дополнительной информации, такой, как заложенная в формат АРБ априорной информации о координатах судна или по его предполагаемому району плавания. Принятая с ППИ информация также подвергается обработке на ЭВМ с целью определения национальной принадлежности АРБ, вида объекта-носителя АРБ, его названия, характера аварии или вида требуемой помощи, а также времени прошедшего с момента аварии.

Форматы сообщений, передаваемые в аварийно-спасательные службы, преобразуются в вид, удобный для пользователя. Центр системы основан на использовании штатной ЭВМ Главного вычислительного центра Минморфлота и имеет специально разработанное для этих целей программно-математическое обеспечение. Зарубежные центры системы расположены в городах Сент-Луис, Оттава, Тулуза и Тромсё.

2.4 Примеры практического применения системы

Наличие большого парка судовых и самолётных аварийных радиосредств, составляющего около 500 тыс. ед., работающих на международной частоте 121,5МГц, сделал возможным уже сейчас эффективно использовать систему КОСПАС-САРСАТ для оказания помощи потерпевшим аварию. Рассмотрим несколько примеров.

Первый случай успешного использования системы для поиска и спасания людей с потерпевшего бедствие самолёта произошёл в Канаде в Сентябре 1982 г., т.е. в самом начале совместных международных испытаний. Этот самолёт разбился в горах западной Канады в провинции Британская Колумбия в 50-ти км в стороне от своего, запланированного маршрута, что весьма затруднило бы его поиски авиационной поисково-спасательной службой. Однако благодаря привлечению системы КОСПАС-САРСАТ уже после первого прохождения ИСЗ «Космос-1383» над западной частью Канады аварийный сигнал был принят, и с достаточной точностью было определено место гибели самолёта. Это позволило через сутки после аварии и включения имеющегося на самолёте АРБ-121,5 найти, оказать необходимую помощь и вывезти на вертолёте 3 чел., пострадавших при падении самолёта. По оценке канадской авиационной спасательной службы поиски аварийного самолёта без использования системы КОСПАС-САРСАТ заняли бы не менее 3-4 дней и обошлись бы в несколько сотен тысяч долларов. При этом люди, пострадавшие на самолёте, вряд ли остались бы в живых без своевременного оказания им медицинской помощи.

После этого случая система КОСПАС-САРСАТ довольно часто использовалась для поиска потерпевших аварию судов и самолётов. Только за трёхмесячный период с Сентября по Ноябрь 1982 г. с помощью системы было обнаружено шесть мест бедствия (четыре самолёта и два небольших судна) и спасено 12 человек. Особенно характерным и плодотворным было использование системы при спасательной операции, имевшей место 7 ноября 1982г. в Карибском море к северу от острова Пуэрто-Рико. Здесь в три часа ночи выскочило на рифы и потерпело бедствие небольшое парусное судно с пятью американцами на борту. Сигнал его АРБ-121,5 был принят только ИСЗ «Космос-1383» и передан на американский пункт приёма информации системы. Сообщение об аварийном сигнале и координаты места бедствия были сообщены Береговой Охране США, вертолёт которой уже в 2 часа дня спас всех пятерых моряков. Таким образом, на всю поисково-спасательную операцию ушло всего 11ч. Точность определения координат места бедствия по сигналам АРБ-121,5 с помощью системы КОСПАС-САРСАТ составила менее десяти миль. Особенностью этой спасательной операции явилось то, что сведения об аварии были получены только с помощью системы КОСПАС-САРСАТ. Место аварии находилось в отдалённом районе, вдали от морских и воздушных путей и это практически исключало возможность своевременного обнаружения потерпевших бедствие людей. По мнению специалистов американской Береговой Охраны, учитывая ограниченный срок действия аварийного радиобуя (около 40ч), без использования системы КОСПАС-САРСАТ было мало надежды на успешный поиск и спасение людей с аварийного судна.

Аналогично, только благодаря применению системы были спасены в конце Января 1983г. 2 человека в Атлантическом океане в 800км к западу от Канарских островов. Сигнал от их АРБ-121,5МГц был принят советским ИСЗ «Космос-1383» в 14 ч 28-го Января и передан в Тулузу на французский пункт приёма информации. Учитывая полученное сообщение об аварийном сигнале, было дано указание всем самолётам, пролетающим через указанный район, следить за сигналами, передаваемыми на частоте 121,5МГц. Однако никаких сигналов самолётами принято не было и потерпевшие аварию не обнаружены. На следующий день, 29 Января, при очередном прохождении над районом бедствия спутник вновь принял аварийный сигнал и определил его координаты. Через два часа после этого поисковый самолёт обнаружил спасательную шлюпку с двумя потерпевшими на борту в пяти километрах от места, определённого с помощью системы КОСПАС-САРСАТ.

В Феврале 1983 г. в Канаде система была вновь использована для поиска потерпевшего бедствие самолёта и благодаря ей было спасено ещё 2 человека. Точность определения места этой аварии по сигналам АРБ-121,5 составила 3,2 мили.

3-го Апреля 1983 г. французский катамаран с шестью членами экипажа на борту потерпел крушение в Бискайском заливе в 70 км от побережья Франции. Экипаж катамарана высадился в надувной шлюпке и включил аварийный радиобуй, работающий на частоте 121,5МГц, сигнал которого был принят пролетающими самолётами. Спасательно-координационный центр (СКЦ) города Бреста обратился в Центр системы КОСПАС-САРСАТ в городе Тулузе с просьбой определить координаты источника аварийных сигналов. Координаты работающего АРБ-121,5 были определены французским Центром с помощью советского ИСЗ «Космос-1383» спустя примерно три часа после получения запроса. Этой же ночью потерпевшие крушение были спасены испанским судном в 8-и км от места, определённого с помощью космической системы. Ниже приведена последовательность событий (в часах и минутах).

3 апреля 1983 г.

10.00 Крушение катамарана. Включение АРБ-12 15.05 Приём аварийных сигналов пролетающими самолётами. Центр системы КОСПАС-САРСАТ (Тулуза) получает запрос на определение места нахождения АРБ

15.54 Обработка информации с ИСЗ «Космос-1383». Факта передачи сигналов не обнаружено

18.28 Обнаружен факт работы АРБ-121,5. Определены его координа- ты, данные переданы в СКЦ г. Бреста. Использовался ИСЗ «Космос-1383»

18.38 Запрос на вылет поискового самолёта

19.44 Взлёт поискового самолёта

20.21 Достигнут район поиска

20.40 Визуальный контакт

20.49 Наведение испанского траулера

21.43 6 человек экипажа взяты на борт траулера

Имеются данные о проведении поисково-спасательной операции канадскими службами в 70-ти км от Северного полюса, где произвели вынужденную посадку из-за отсутствия топлива два небольших самолёта.

Один из случаев использования системы КОСПАС-САРСАТ произошёл 3-го Октября 1983г. в центральной части Северной Атлантики, где было обнаружено потерпевшее бедствие парусное судно. В операции принимали участие советские ИСЗ «Космос-1383» и «Космос-1447», самолёты США, поисково-спасательные службы Великобритании, Франции, Канады, Норвегии и советское рыболовное судно, которое непосредственно оказало помощь аварийному паруснику.

Анализ использования системы КОСПАС-САРСАТ в реальных аварийных ситуациях позволяет сделать следующие выводы:

Во всех случаях применения системы использовали существующие АРБ, работающие на частоте 121,5МГц, сигналы которых не содержат кода опознавания. Высокий уровень мешающих сигналов, возникающих из-за неправильного использования частоты 121,5МГц, снижает вероятность приёма и опознавания сигналов, в результате чего требуется привлечение дополнительной информации (запрос поисково-спасательной службы на «прослушивание» определённого района, информация самолётов, судов и т.д.);

В результате применения системы значительно сокращается время, затрачиваемое на поисково-спасательную операцию, тем не менее для более эффективного использования необходимо лучше информировать персонал поисково-спасательных служб о возможностях системы КОСПАС-САРСАТ и обеспечить их координацию;

Недостатки, присущие системе при её работе с существующими АРБ-121,5

Будут практически полностью устранены при переходе на режим 406МГц, в котором обеспечивается глобальный обзор поверхности Земли, высокая надёжность приёма сигналов и их опознавание за счёт наличия в сигнале кода идентификации, а также решение задачи по определению координат (истинных) АРБ за одно прохождение ИСЗ.

После завершения этапа демонстрации и оценки в 1985 г. начался этап опытной эксплуатации системы, который продлился ориентировочно до 1988 г., т.е. до создания полностью эксплуатационной системы. В течение переходного периода будет проведено совершенствование средств системы и устранение замечаний, выявленных в период испытаний, развитии и поддержании наземных пунктов приёма информации, и космического сегмента, серийное производство АРБ-406 и оснащение ими судов и самолётов, а также будет накоплен опыт использования системы поисково-спасательными службами. Планируется также решить организационные вопросы управления системой и придать ей международный статус.

В настоящее время координация разработки проектов КОСПАС и САРСАТ и взаимодействие сторон осуществляются через Координационную группу КОСПАС-САРСАТ, состоящую из восьми членов: по два от каждой страны. Подобную же структуру планируется сохранить на этапе опытной эксплуатации. Однако в связи с необходимостью оперативного обмена информацией, переписки, подготовки документов, контактов с различными национальными и международными организациями планируется создание небольшого четырёхстороннего рабочего органа (секретариата), способного решать указанные вопросы.

Необходимо отметить, что уже во время этапа демонстрации и оценки к участию в испытаниях системы присоединились Норвегия и Великобритания и установили национальные пункты приёма информации.

Успешное проведение испытаний и применение системы КОСПАС-САРСАТ в реальных аварийных ситуациях, развитие международного сотрудничества, участие других стран и её широкое международное признание убедительно показали возможность перевода системы в ближайшее время в опытную эксплуатацию и создание эксплуатационной международной спутниковой системы поиска и спасания.



РАЗДЕЛ 3. СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА NAVSTAR GPS

3.1 Общие сведения

В околоземном пространстве развёрнута сеть искусственных спутников Земли (ИСЗ), равномерно «покрывающих» всю поверхность. Орбиты ИСЗ вычисляются с очень высокой точностью, поэтому в любой момент времени известны координаты каждого спутника. Радиопередатчики спутников непрерывно излучают сигналы в направлении Земли. Эти сигналы применяются GPS-приёмником, находящемся в некоторой точке земной поверхности, координаты которой нужно определить.

В приёмнике измеряется время распространения сигнала от ИСЗ и вычисляется дальность «спутник-приёмник» (радиосигнал, как известно, распространяется со скоростью света). Поскольку для определения местоположения точки нужно знать три координаты (плоские координаты Х, У и высоту Н), то в приёмнике должны быть измерены расстояния до трёх различных ИСЗ. Очевидно при таком методе радионавигации (он называется беззапросным) точное определение времени распространения сигнала возможно лишь при наличии синхронизации временных шкал спутника и приёмника.

Поэтому в состав аппаратуры ИСЗ и приёмника входят эталонные (стандарты частоты), причём точность спутникового эталона времени исключительно высока (долговременная относительная стабильность частоты обеспечивается на уровне 10-13с - 10-15с за сутки). Бортовые часы всех ИСЗ синхронизированы и привязаны к так называемому «системному времени». Эталон времени GPS-приёмника менее точен, чтобы чрезмерно не повышать его стоимость. Этот эталон должен обеспечивать только кратковременную стабильность частоты в течение процедуры измерений.

На практике в измерениях времени всегда присутствует ошибка, обусловленная несовпадением шкал времени ИСЗ и приёмника. По этой причине в приёмнике вычисляется искажённое значение дальности до спутника или «псевдо дальность». Измерения расстояний до всех ИСЗ, с которыми в данный момент работает приёмник, происходит одновременно. Следовательно для всех измерений величину временного несоответствия можно считать постоянной. С математической точки времени это эквивалентно тому, что неизвестными являются не только координаты Х, У и Н, но и поправка часов приёмника Дt. Для их определения необходимо выполнить измерения псевдо дальностей не до трёх, а до четырёх спутников. В результате обработки этих измерений в приёмнике вычисляются координаты (Х, У и Н) но и точное время. Если приёмник установлен на движущемся объекте и наряду с псевдо дальностями измеряет доплеровские сдвиги частот радиосигналов, то может быть вычислена и скорость объекта. Таким образом, для выполнения необходимых навигационных определений надо обеспечить постоянную видимость с неё, как минимум четырёх спутников. После полного развёртывания созвездия ИСЗ в любой точке Земли могут быть видны от 5 до 12-ти спутников в произвольный момент времени. Современные GPS-приёмники имеют от 5 до 12-ти каналов, т. е. могут одновременно принимать сигналы от такого количества ИСЗ. Избыточные измерения (сверх четырёх) позволяют повысить точность определения координат и обеспечить непрерывность решения навигационной задачи. В состав системы входят:

созвездие ИСЗ (космический сегмент);

сеть наземных станций слежения и управления (сегмент управления);

собственно GPS-приёмники (аппаратура потребителей).

3.2 Космический сегмент

Состоит из 28-29 спутников (число спутников меняется, всего существует 32 номера) которые обращаются на 6-ти орбитах. Плоскости орбит наклонены на угол около 55° к плоскости экватора и сдвинуты между собой на 60° по долготе. Радиусы орбит около 26 тыс. км, а период обращения - половина звёздных суток (примерно 11ч 58мин). На борту каждого спутника имеется 4 стандарта частоты (два цезиевых и два рубидиевых - для целей резервирования), солнечные батареи, двигатели корректировки орбит, приёмо-передающая аппаратура, компьютер. Передающая аппаратура спутника излучает синусоидальные сигналы на двух несущих частотах: L1=1575,42МГц и L2=1227,6МГц. Перед этим сигналы модулируются так называемыми псевдо случайными цифровыми последователями (точнее эта процедура называется фазовой манипуляцией). Причём частота L1 модулируется двумя видами кодов: С/А-кодом (код свободного доступа) и Р-кодом. Кроме того обе несущие частоты дополнительно кодируются навигационным сообщением. В котором содержатся данные об орбитах ИСЗ, информация о параметрах атмосферы, поправки системного времени.

Кодирование излучаемого спутником радиосигнала преследует несколько целей:

обеспечение возможности синхронизации сигналов ИСЗ и приёмника;

создание наилучших условий различения сигнала в аппаратуре приёмника на фоне шумов (доказано, что псевдо случайные коды обладают такими свойствами);

реализация режима ограниченного доступа к GPS, когда высокоточные измерения возможны лишь при санкционированном использовании системы.

Код свободного доступа С/А (Coarse Acquistion) имеет частоту следования импульсов (иначе называемых «чипами») 1,023МГц и период повторения 0,001 сек., поэтому его декодирование в приёмнике осуществляется достаточно просто. Однако точность автономных измерений расстояний с его помощью невысока.

Защищённый код Р (Protected) характеризуется частотой следования импульсов 10,23МГц и периодом повторения 7 суток. Кроме того, раз в неделю происходит смена этого кода на спутниках. Поэтому до недавнего времени измерения по Р - коду могли выполнять только пользователи, получившие разрешение Министерства обороны США. Однако и это «тайное» стало «явным» в результате утечки секретной информации, после чего к Р - коду получил доступ широкий круг специалистов. Американское оборонное ведомство предприняло меры дополнительной защиты Р - кода: в любой момент может без предупреждения может быть включен режим АS (Anti Spoofing). При этом выполняется дополнительное кодирование Р - кода, и он превращается в Y - код . Расшифровка Y - кода возможна только аппаратно, с использованием специальной микросхемы (криптографического ключа), которая устанавливается в GPS-приёмнике.

Кроме того, для снижения точности определения координат несанкционированными пользователями предусмотрен так называемый «режим выборочного доступа» SA (Selective Availability, который был отменён в ночь с 1-го на 2-е мая 2000 г.). При включении этого режима в навигационное сообщение намеренно вводится ложная информация о поправках к системному времени и орбитах ИСЗ, что приводит к снижению точности навигационных определений примерно в три раза.

Поскольку Р-код передаётся на двух частотах (L1 и L2), а С/А-код - на одной (L1), в GPS-приёмниках , работающих по Р-коду, частично компенсируется ошибка задержки сигнала в ионосфере, которая зависит от частоты сигнала. Точность автономного определения расстояния по Р-коду примерно на порядок выше, чем по С/А-коду.

3.3 Сегмент управления

Содержит главную станцию управления (авиабаза Фалькон в шт. Колорадо), пять станций слежения, расположенных на американских военных базах, на Гавайских островах, островах Вознесения, Диего-Гарсия, Кваджелейн. Кроме того, имеется сеть государственных и частных станций слежения за ИСЗ, которые выполняют наблюдения для уточнения параметров атмосферы и траекторий движения спутников.

Собираемая информация обрабатывается в суперкомпьютерах и периодически передаётся на спутники для корректировки орбит и обновления навигационного сообщения.

3.4 Аппаратура потребителей

В аппаратуре потребителя (GPS-приёмнике) принимаемый сигнал декодируется, т. е. из него выделяются кодовые последовательности С/А либо С/А и Р, а также служебная информация. Полученный код сравнивается с аналогичным кодом, который генерирует сам GPS-приёмник, что позволяет определить задержку распространения сигнала от спутника и таким образом вычислить псевдо дальность. После захвата сигнала спутника аппаратура приёмника переводится в режим слежения.



РАЗДЕЛ 4. МОБИЛЬНАЯ СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ ИНМАРСАТ

4.1 Описание системы и её преимущества

Инмарсат (Inmarsat Ltd) - первая в мире система мобильной спутниковой связи, предлагающая свои услуги пользователям по всему миру, на море на суше и в воздухе. Созданная более 20-ти лет назад как международная морская организация (IMO International Maritime Organization), основной задачей которой было обеспечение связи на морских судах, в 1985 г. она была переименована в Инмарсат, а в апреле 1999 г. преобразована в частную компанию со штаб квартирой в Лондоне. На сегодняшний день Инмарсат предоставляет широкий спектр современных телекоммуникационных услуг, таких как голосовая телефонная связь, передача факсимильных сообщений и данных со скоростями до 64 кбит/с (включая пакетную передачу данных) более чем для 210.000 пользователей. Инмарсат управляет сетью геостационарных спутников, с помощью которых предоставляет современные услуги спутниковой связи по всему миру. Сейчас на орбите находится четыре основных спутника Инмарсат третьего поколения и пять резервных. Сеть спутников управляется штаб-квартирой Инмарсат.