Кафедра «Космические Телекоммуникации»

Кафедра «Космические Телекоммуникации»

 

Курсовая работа

по теме:

«Разработка космической навигационно-информационной системы»

по курсу:

«Многоканальные телекоммуникационные системы»

 

Вариант 18.

 

Выполнил: Чернятович И.И.

 

Группа: 2ВТИ-5ДМ-212

Проверил: Алексеев О.А.

Москва 2011

Содержание

 

1. Целевая установка и исходные данные ………………………………………………………..………………………..3

2. Анализ задач, основных характеристик, состава, структуры, параметров и функционирования существующих СРНС. Оценка возможности использования существующих СРНС для решения задачи курсовой работы.…………..…………………….…………........4

2.1.Сетевая радионавигационная спутниковая система (СРНСС) ГЛОНАСС…….……4

2.2.Сетевая радионавигационная спутниковая система GPS ………………………….….…….10

2.3. Спутниковые информационные системы……………………………….……………….…………….15

3. Выбор состава и орбитального построения космической навигационно-информационной системы (выбор числа орбит, числа орбитальных элементов системы и определение параметров орбит).……………………………………………………………………………………………….19

4. Выбор структуры и определение параметров радионавигационных сигналов и радиосигналов для цифрового информационного обмена по направлениям: навигационный спутник – спутники-потребители, навигационный спутник - навигационные спутники, а также выбор вида разделения и уплотнения радиоканалов………………………………………………………………………………………………………….…………………...22

5. Выбор информационно-энергетических параметров и энергетический расчет радиолиний навигационный спутник – спутник-потребитель и навигационный спутник - навигационный спутник …………………………………………………………………………………………...……………….27

6. Разработка предложений по реализации космической навигационно-информационной системы ………………………………………………………………………………………………………………………………………29

6.1.Определение состава и разработка структурной схемы космической навигационно-информационной системы ………………………………………………………………………………29

6.2.Определение состава и разработка структурной схемы бортовой целевой аппаратуры навигационного спутника ………………………………………………………………………...………….30

6.3. Определение состава и разработка структурной схемы бортовой целевой аппаратуры спутника-потребителя, осуществляющей информационный обмен с навигационными спутниками ……………………………….……………….………………………………………………….31

Заключение…………...………………………...……………………...…………………..………………………………………………32

Список использованной литературы……………...…………………………....…………………………………..33

1. ЦЕЛЕВАЯ УСТАНОВКА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

На основе анализа задач, основных характеристик, состава, структуры, параметров и функционирования существующих спутниковых радионавигационных систем выбрать состав, разработать техническую структуру и определить основные параметры космической навигационно-информационной системы со следующими характеристиками:

диапазон орбит спутников-потребителей -

среднеквадратическое отклонение (СКО) случайной составляющей погрешности определения координат спутников-потребителей – не более 10 м;

СКО случайных составляющих погрешностей определения составляющих скорости спутников-потребителей – не более 0,1 м/с;

СКО случайной составляющей погрешности определения ухода бортовой шкалы времени спутника-потребителя от шкалы системного времени – не более 0,1 мкс;

скорость информационного обмена по каждому из радиоканалов – не менее 10 Мбит/с;

число радиоканалов информационного обмена навигационный спутник - навигационные спутники равно числу выбранных навигационных спутников;

число радиоканалов информационного обмена навигационный спутник - спутники-потребители – 26 радиоканалов.

 

Вопросы, подлежащие разработке

1. Анализ задач, основных характеристик, состава, структуры, параметров и функционирования существующих спутниковых радионавигационных систем. Оценка возможности использования существующих спутниковых радионавигационных систем для решения задачи курсовой работы.

2. Выбор состава и орбитального построения космической навигационно-информационной системы (выбор числа орбит, числа орбитальных элементов системы и определение параметров орбит).

3. Выбор структуры и определение параметров радионавигационных сигналов и радиосигналов для цифрового информационного обмена по направлениям: навигационный спутник – спутники-потребители, навигационный спутник - навигационные спутники, а также выбор вида разделения и уплотнения радиоканалов.

4. Выбор информационно-энергетических параметров и энергетический расчет радиолиний навигационный спутник – спутник-потребитель и навигационный спутник - навигационный спутник.

5. Разработка предложений по реализации космической навигационно-информационной системы:

определение состава и разработка структурной схемы космической навигационно-информационной системы;

определение состава и разработка структурной схемы бортовой целевой аппаратуры навигационного спутника;

определение состава и разработка структурной схемы бортовой целевой аппаратуры спутника-потребителя, осуществляющей информационный обмен с навигационными спутниками.

 

Методические рекомендации

При выполнении работы максимально задействовать возможности использования существующих радионавигационных систем (или возможности их модернизации) для решения задачи курсовой работы.

 

АНАЛИЗ ЗАДАЧ, ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, СОСТАВА, СТРУКТУРЫ, ПАРАМЕТРОВ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ СРНС. ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ СРНС ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

 

Сетевая радионавигационная спутниковая система (СРНСС) ГЛОНАСС.

Назначение системы ГЛОНАСС

Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС предназначена для определения местоположения, скорости движения, а также точного времени морских, воздушных, сухопутных и других видов потребителей.

Состав системы ГЛОНАСС

Система ГЛОНАСС состоит из трех подсистем:

· подсистемы космических аппаратов (ПКА);

· подсистемы контроля и управления (ПКУ);

· навигационной аппаратуры потребителей (НАП).

Рис. 1 Подсистемы ГЛОНАСС

Подсистема космических аппаратов системы ГЛОНАСС состоит из 24-х спутников, находящихся на круговых орбитах высотой 19100 км, наклонением 64,8° и периодом обращения 11 часов 15 минут в трех орбитальных плоскостях. Орбитальные плоскости разнесены по долготе на 120°. В каждой орбитальной плоскости размещаются по 8 спутников с равномерным сдвигом по аргументу широты 45°. Кроме этого, сами плоскости сдвинуты относительно друг друга по аргументу широты на 15°. Такая конфигурация ПКА позволяет обеспечить непрерывное и глобальное покрытие земной поверхности и околоземного пространства навигационным полем.

Рис. 2 Орбитальное построение СРНС ГЛОНАСС

Подсистема контроля и управления состоит из Центра управления системой ГЛОНАСС и сети станций измерения, управления и контроля, рассредоточенной по всей территории России. В задачи ПКУ входит контроль правильности функционирования ПКА, непрерывное уточнение параметров орбит и выдача на спутники временных программ, команд управления и навигационной информации.

Рис. 3 Характеристики модернизированного спутника Глонасс-М

Навигационная аппаратура потребителей состоит из навигационных приемников и устройств обработки, предназначенных для приема навигационных сигналов спутников ГЛОНАСС и вычисления собственных координат, скорости и времени.

 

Интерфейс между подсистемой космических аппаратов (ПКА) и навигационной аппаратурой потребителей (НАП) состоит из радиолиний L-диапазона частот (см. рис. 3.1). Каждый НКА системы ГЛОНАСС передает навигационные радиосигналы в двух частотных поддиапазонах (L1 ~ 1,6 ГГц и L2 ~ 1,2 ГГц).

В системе ГЛОНАСС используется частотное разделение навигационных радиосигналов НКА в обоих поддиапазонах L1 и L2. Каждый НКА передает навигационные радиосигналы на собственных частотах поддиапазонов L1 и L2. НКА, находящиеся в противоположных точках орбитальной плоскости (антиподные НКА), могут передавать навигационные радиосигналы на одинаковых частотах.

В радиолиниях частотных поддиапазонов L1 и L2 НКА ГЛОНАСС передают навигационные радиосигналы двух типов: стандартной точности и высокой точности.

Сигнал стандартной точности с тактовой частотой 0,511 МГц предназначен для использования отечественными и зарубежными гражданскими потребителями.

Сигнал высокой точности с тактовой частотой 5,11 МГц модулирован специальным кодом и не рекомендуется к использованию без согласования с Министерством обороны Российской Федерации.

Система координат

 

Передаваемые каждым НКА системы ГЛОНАСС в составе оперативной информации эфемериды описывают положение фазового центра передающей антенны данного НКА в связанной с Землей геоцентрической системе координат ПЗ-90, определяемой следующим образом:

НАЧАЛО КООРДИНАТ расположено в центре масс Земли;

ОСЬ Z направлена на Условный полюс Земли, как определено в рекомендации Международной службы вращения Земли (IERS);

ОСЬ X направлена в точку пересечения плоскости экватора и нулевого меридиана, определенного Международным бюро времени (BIH);

ОСЬ Y дополняет геоцентрическую прямоугольную систему координат до правой.

Дальномерный код

Псевдослучайный дальномерный код представляет собой последовательность максимальной длины регистра сдвига (М-последовательность) с периодом 1 мс и скоростью передачи символов 511 кбит/с.

Цифровая информация

Цифровая информация навигационного сообщения подразделяется на оперативную и неоперативную информацию. Оперативная информация относится к тому НКА, с борта которого передается данный навигационный радиосигнал. Неоперативная информация (альманах системы) относится ко всем НКА, входящим в состав ПКА.

Цифровая информация передается со скоростью 50 бит/с.

Радионавигационное поле

Навигационные радиосигналы, излучаемые штатными НКА, образуют радионавигационное поле в околоземном пространстве.

В СРНС ГЛОНАСС каждый штатный НКА излучает навигационные радиосигналы 1600 МГц и 1250 МГц в сторону Земли с помощью передающих антенн, рабочая часть диаграммы направленности (ДН) которых имеет ширину 2j 0 =38° и “освещает” диск Земли с избытком до высоты h₀ над поверхностью.

Рабочую часть ДН можно представить в виде конусного радиолуча с углом 2j ₀ при вершине. Очевидно, что

sinj ₀=(h₀+r)/(H+r),

где r = 6371 км - радиус Земли; H = 19100 км - высота орбиты НКА.

Подставив j ₀=19°, получим h₀ = 2000 км.

При полной ОГ (24 штатных НКА) радионавигационное поле на высотах h Ј h₀ = 2000 км непрерывно в пространстве, т.е. потребитель в любой точке этого пространства “освещается” радиолучами не менее чем от четырех НКА, образующих по отношению к нему удовлетворительное по геометрическому фактору созвездие для оперативного автономного определения координат и вектора скорости.

На высотах h > h₀ радионавигационное поле становится дискретным в пространстве. Космические объекты на высотах h_{0 <} h < H “освещены” радиолучами от необходимого для оперативной навигации созвездия (не менее четырех НКА, включая НКА ниже местного горизонта) не везде, а только при нахождении в определенных областях пространства.

Космические объекты на высотах h > H (например, на геостационарной орбите) будут “освещены” на некоторых участках своей орбиты радиолучом от одного или двух НКА (при полной ОГ), и НАП может не оперативно определить орбиту космического объекта на основе обработки результатов приема навигационных радиосигналов на “освещенных” участках орбиты.

Ограничимся рассмотрением непрерывного радионавигационного поля (h Ј h₀). Основной характеристикой радионавигационного поля для наземного потребителя являются мощности навигационного радиосигнала от околозенитного и пригоризонтного НКА на выходе “стандартной” приемной антенны (без учета отражений от поверхности Земли):

P₀ = P_п G(j) G₀(b) l ²/(4p R)²,

где P_{п ѕ} мощность излучения передатчика; G(j) ѕ коэффициент направленности передающей антенны (с учетом потерь в АФУ) в направлении j на приемную антенну; G₀(b) ѕ коэффициент направленности “стандартной” приемной антенны в направлении b на передающую антенну; l ѕ длина волны несущего колебания радиосигнала; R ѕ дальность от приемной антенны до передающей антенны.

В системе ГЛОНАСС передающие антенны для навигационных радиосигналов на НКА имеют круговую правую поляризацию излучения.

Коэффициент направленности G(j) передающих антенн в рабочем секторе направлений j Ј 19° относительно оси антенны составляет.

Табл. 1 Коэффициент направленности G(j) передающих антенн

j, угл.град.	0°	15°	19°
G(j),дБ (1600 МГц)
G(j),дБ (1250 МГц)

В качестве “стандартной” приемной антенны удобно рассматривать изотропную приемную антенну с круговой поляризацией, G₀(b) = 1.

Дальность R от приемной антенны, размещенной на поверхности Земли, до околозенитного (b = 90°) НКА составит R = H = 19100 км, до пригоризонтного (b =5°) НКА составит R = 24000 км.

Отметим, что мощность навигационного радиосигнала, принимаемого наземным потребителем с помощью изотропной антенны, одинакова для околозенитного и пригоризонтного НКА.

ВЫБОР СТРУКТУРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ И РАДИОСИГНАЛОВ ДЛЯ ЦИФРОВОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА ПО НАПРАВЛЕНИЯМ: НАВИГАЦИОННЫЙ СПУТНИК – СПУТНИКИ-ПОТРЕБИТЕЛИ, НАВИГАЦИОННЫЙ СПУТНИК - НАВИГАЦИОННЫЕ СПУТНИКИ, А ТАКЖЕ ВЫБОР ВИДА РАЗДЕЛЕНИЯ И УПЛОТНЕНИЯ РАДИОКАНАЛОВ

В качестве радионавигационных сигналов используем сигналы, применяемые в спутниковой радионавигационной системе ГЛОНАСС.

Радионавигационные сигналы.

В системе ГЛОНАСС каждый штатный НКА в ОГ постоянно излучает шумоподобные непрерывные навигационные радиосигналы в двух диапазонах частот 1600 МГц и 1250 МГц. В НАП навигационные измерения в двух диапазонах частот позволяют исключить ионосферные погрешности измерений.

Каждый НКА имеет цезиевый АСЧ, используемый для формирования бортовой шкалы (БШВ) и навигационных радиосигналов 1600 МГц и 1250 МГц.

Шумоподобные навигационные радиосигналы в ОГ НКА различаются несущими частотами. Поскольку для взаимноантиподных НКА в орбитальных плоскостях можно применять одинаковые несущие частоты, то для 24 штатных НКА минимально необходимое число несущих частот в каждом диапазоне частот равно 12. Данное утверждение достаточно очевидно, если иметь в виду наземных потребителей (сухопутных, морских, воздушных), поскольку в зоне радиовидимости наземного потребителя не могут одновременно находиться взаимно антиподные НКА. Космический потребитель может одновременно “видеть” взаимноантиподные НКА. Однако имеются два благоприятных обстоятельства.

Рис. 10 Структура навигационного радиосигнала

Первое заключается в том, что из двух взаимноантиподных НКА хотя бы один будет находиться ниже местного горизонта по отношению к космическому потребителю. Практически невозможно применить на космическом объекте одну широконаправленную антенну, способную принимать навигационные радиосигналы от всех “видимых” НКА выше и ниже местного горизонта. Поэтому в НАП на космическом объекте применяют: либо одну широконаправленную антенну для приема навигационных радиосигналов от НКА, находящихся выше местного горизонта; либо несколько антенн и несколько приемников для приема навигационных радиосигналов от НКА, находящихся выше и ниже местного горизонта.

В обоих вариантах НАП на космическом объекте будет осуществлять эффективную пространственную селекцию навигационных радиосигналов от взаимноантиподных НКА.

Второе обстоятельство заключается в том, что в НАП в сеансе навигации осуществляется поиск несущей частоты каждого принимаемого навигационного радиосигнала в пределах узкой полосы (~ 1 кГц) около прогнозируемого значения с учетом доплеровского сдвига несущей частоты. Доплеровский сдвиг может иметь максимальные значения ± 5 кГц в НАП на наземных объектах и ± 40 кГц в НАП на низкоорбитальных космических объектах. Следовательно, в НАП на космическом объекте осуществляется эффективная доплеровская селекция навигационных радиосигналов от радиовидимых НКА.

Таким образом, навигационные радиосигналы взаимноантиподных НКА с одинаковыми несущими частотами будут надежно разделены в НАП на космическом объекте за счет пространственной и доплеровской селекции.

Навигационный радиосигнал 1600 МГц ¾ двухкомпонентный. На заданной несущей частоте в радиопередатчике формируются два одинаковых по мощности шумоподобных фазоманипулированных навигационных радиосигнала “в квадратуре” (взаимный сдвиг по фазе на ± 90°): узкополосный и широкополосный.

Узкополосный навигационный радиосигнал 1600 МГц образуется посредством манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической двоичной псевдослучайной последовательностью (ПСП1) с тактовой частотой F₁ = 0,511 МГц и с периодом повторения Т₁ = 1 мс (511 тактов). ПСП1 представляет собой М - последовательность с характеристическим полиномом 1 + X³ + X⁵. Путем инвертирования ПСП1 передаются метки времени (МВ) бортовой шкалы времени (БШВ) НКА и двоичные символы цифровой информации (ЦИ). Метка времени имеет длительность 0,3 с и передается в конце каждого двухсекундного интервала времени (в конце четных секунд). Метка времени содержит 30 двоичных символов длительностью 10 мс и представляет собой укороченную на один символ 31-символьную М-последовательность.

В каждой двухсекундной строке на интервале времени 1,7 с передаются 85 двоичных символов ЦИ, длительностью 20 мс и перемноженные на меандр, имеющий длительность символов 10 мс. Границы символов меандра, МВ и ЦИ когерентны. В приемнике с помощью меандра осуществляется символьная синхронизация для МВ и с ее помощью ¾ строчная и символьная синхронизация ЦИ.

Широкополосный навигационный радиосигнал 1600 МГц образуется посредством манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической двоичной последовательностью ПСП2 с тактовой частотой F₂=5,11 МГц. Путем инвертирования ПСП2 передаются двоичные символы ЦИ длительностью 20 мс.

Навигационный радиосигнал 1250 МГц, излучаемый НКА первой модификации ¾ однокомпонентный широкополосный шумоподобный радиосигнал, образуемый посредством манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической двоичной ПСП2 (F₂ = 5,11 МГц) без инвертирования, т.е. без передачи ЦИ. Навигационный радиосигнал 1250 МГц, излучаемый НКА второй модификации, будет содержать два одинаковых по мощности шумоподобных радиосигнала 1250 МГц в квадратуре:

1. узкополосный навигационный радиосигнал 1250 МГц с ПСП1 (F₁ = 0,511 МГц, T₁=1 мс);
2. широкополосный навигационный радиосигнал 1250 МГц с ПСП2 (F₂=5,11 МГц) без ЦИ.

Поскольку частота инвертирования ПСП много меньше ее тактовой частоты, то ширина основного “лепестка” огибающей спектра мощности шумоподобного фазоманипулированного навигационного радиосигнала равна двойному значению тактовой частоты ПСП. Следовательно, ширина основного “лепестка” огибающей спектра мощности узкополосного навигационного радиосигнала равна 1,022 МГц, широкополосного ¾ 10,22 МГц.

При проектировании СРНС ГЛОНАСС была выработана следующая “сетка” номинальных значений несущих частот для навигационных радиосигналов в двух диапазонах частот ¾ верхнем 1600 МГц (В) и нижнем 1250 МГц (Н):

¦ _вk =¦ _в0+kD ¦ _в; ¦ _в0=1602,0000 МГц;

D ¦ _в=0,5625 МГц;

¦ _нk =¦ _н0+kD ¦ _н; ¦ _н0=1246,0000 МГц;

D ¦ _н=0,4375 МГц;

¦ _вk /¦ _нk = 9/7;

где k ¾ условный порядковый номер пары несущих частот ¦ _вk и ¦ _нk для навигационных радиосигналов 1600 МГц и 1250 МГц.

Радиопередатчики навигационных радиосигналов в НКА первой модификации излучают навигационные радиосигналы на переключаемых несущих частотах с номерами k = 1,...,24.

Приведем значения крайних несущих частот навигационных радиосигналов:

¦ _в1=1602,5625 МГц; ¦ _в24=1615,5000 МГц;

¦ _н1=1246,4375 МГц; ¦ _н24=1256,5000 МГц;

Рабочие спектры навигационных радиосигналов на несущих частотах с номерами k = 1,...,24 занимают полосы частот:

а) узкополосные навигационные радиосигналы 1602,0...1616,0 МГц;

б) широкополосные навигационные радиосигналы 1597,4......1620,6 МГц, 1241,3...1261,6 МГц.

Модуляция и кодирование.

Используется метод модуляции ФМ-4.Фа́зовая манипуля́ция — один из видов фазовой модуляции, при которой фаза несущего колебания меняется скачкообразно. Фазоманипулированный сигнал имеет следующий вид:

где g (t) определяет огибающую сигнала; является модулирующим сигналом. может принимать M дискретных значений.

Таким образом, количество бит n, передаваемых одним перескоком фазы, является степенью, в которую возводится двойка при определении числа фаз, требующихся для передачи n -порядкового двоичного числа.

Используя 4 фазы, в ФМ-4 на символ приходится два бита, как показано на рисунке 11. Анализ показывает, что скорость может быть увеличена в два раза относительно BPSK(B- Binary, 1 бит на 1 смену фазы) при той же полосе сигнала, либо оставить скорость прежней, но уменьшить полосу вдвое.

Рис. 12 Фазовая модуляция Рис. 13 Квадратурная фазовая манипуляция

В радиолиниях межспутниковой связи используется избыточное кодирование (R = 3/4), декодирование по Витерби (К = 7).

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе мы разработали космическую навигационно – информационную систему. Провели анализ задач, основных характеристик, состава, структуры, параметров и функционирования существующих спутниковых радионавигационных систем. Оценили возможности использования существующих спутниковых радионавигационных систем для решения задачи курсовой работы.

Выбрали состав и орбитальное построения космической навигационно-информационной системы.

Выбрали структуры и определили параметры радионавигационных сигналов и радиосигналов для цифрового информационного обмена по направлениям: навигационный спутник – спутники-потребители, навигационный спутник - навигационные спутники, а также выбрали вид разделения и уплотнения радиоканалов.

Выбрали информационно-энергетические параметры и провели энергетический расчет радиолиний навигационный спутник – спутник-потребитель и навигационный спутник - навигационный спутник.

Разработали предложения по реализации космической навигационно-информационной системы. Определили состав и разработали структурную схему космической навигационно-информационной системы. Определили состав и разработали структурную схему бортовой целевой аппаратуры навигационного спутника. Определили состав и разработали структурную схему бортовой целевой аппаратуры спутника-потребителя, осуществляющей информационный обмен с навигационными спутниками.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1) ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования/ Под ред. А.И Перова, В.Н. Харисова. Изд. 3-е, перераб. – М.: Радиотехника, 2005, 688с., ил.

2) Сетевые спутниковые радионавигационные системы/ Под. Ред. В.С. Шебшаевича. – М.: Радио и связь, 1993.

3) Радионавигационные системы. Учебник для вузов/ Под ред. П.А. Бакулева, А.А. Сосновского. – М.: Радиотехника, 2005 – 224 с., ил.

4) Глобальная спутниковая навигационная система ГЛОНАСС// Интерфейсный контрольный документ. Редакция 5.0. – Москва, 2002.

5) Системы спутниковой навигации. Ю.А. Соловьев - М.: Эко-Трендз, 2000.

 

кафедра «Космические Телекоммуникации»

 

Курсовая работа

по теме:

«Разработка космической навигационно-информационной системы»

по курсу:

«Многоканальные телекоммуникационные системы»

 

Вариант 18.

 

Выполнил: Чернятович И.И.

 

Группа: 2ВТИ-5ДМ-212

Проверил: Алексеев О.А.

Москва 2011

Содержание

 

1. Целевая установка и исходные данные ………………………………………………………..………………………..3

2. Анализ задач, основных характеристик, состава, структуры, параметров и функционирования существующих СРНС. Оценка возможности использования существующих СРНС для решения задачи курсовой работы.…………..…………………….…………........4

2.1.Сетевая радионавигационная спутниковая система (СРНСС) ГЛОНАСС…….……4

2.2.Сетевая радионавигационная спутниковая система GPS ………………………….….…….10

2.3. Спутниковые информационные системы……………………………….……………….…………….15

3. Выбор состава и орбитального построения космической навигационно-информационной системы (выбор числа орбит, числа орбитальных элементов системы и определение параметров орбит).……………………………………………………………………………………………….19

4. Выбор структуры и определение параметров радионавигационных сигналов и радиосигналов для цифрового информационного обмена по направлениям: навигационный спутник – спутники-потребители, навигационный спутник - навигационные спутники, а также выбор вида разделения и уплотнения радиоканалов………………………………………………………………………………………………………….…………………...22

5. Выбор информационно-энергетических параметров и энергетический расчет радиолиний навигационный спутник – спутник-потребитель и навигационный спутник - навигационный спутник …………………………………………………………………………………………...……………….27

6. Разработка предложений по реализации космической навигационно-информационной системы ………………………………………………………………………………………………………………………………………29

6.1.Определение состава и разработка структурной схемы космической навигационно-информационной системы ………………………………………………………………………………29

6.2.Определение состава и разработка структурной схемы бортовой целевой аппаратуры навигационного спутника ………………………………………………………………………...………….30

6.3. Определение состава и разработка структурной схемы бортовой целевой аппаратуры спутника-потребителя, осуществляющей информационный обмен с навигационными спутниками ……………………………….……………….………………………………………………….31

Заключение…………...………………………...……………………...…………………..………………………………………………32

Список использованной литературы……………...…………………………....…………………………………..33

1. ЦЕЛЕВАЯ УСТАНОВКА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

На основе анализа задач, основных характеристик, состава, структуры, параметров и функционирования существующих спутниковых радионавигационных систем выбрать состав, разработать техническую структуру и определить основные параметры космической навигационно-информационной системы со следующими характеристиками:

диапазон орбит спутников-потребителей -

среднеквадратическое отклонение (СКО) случайной составляющей погрешности определения координат спутников-потребителей – не более 10 м;

СКО случайных составляющих погрешностей определения составляющих скорости спутников-потребителей – не более 0,1 м/с;

СКО случайной составляющей погрешности определения ухода бортовой шкалы времени спутника-потребителя от шкалы системного времени – не более 0,1 мкс;

скорость информационного обмена по каждому из радиоканалов – не менее 10 Мбит/с;

число радиоканалов информационного обмена навигационный спутник - навигационные спутники равно числу выбранных навигационных спутников;

число радиоканалов информационного обмена навигационный спутник - спутники-потребители – 26 радиоканалов.

 

Вопросы, подлежащие разработке

1. Анализ задач, основных характеристик, состава, структуры, параметров и функционирования существующих спутниковых радионавигационных систем. Оценка возможности использования существующих спутниковых радионавигационных систем для решения задачи курсовой работы.

2. Выбор состава и орбитального построения космической навигационно-информационной системы (выбор числа орбит, числа орбитальных элементов системы и определение параметров орбит).

3. Выбор структуры и определение параметров радионавигационных сигналов и радиосигналов для цифрового информационного обмена по направлениям: навигационный спутник – спутники-потребители, навигационный спутник - навигационные спутники, а также выбор вида разделения и уплотнения радиоканалов.

4. Выбор информационно-энергетических параметров и энергетический расчет радиолиний навигационный спутник – спутник-потребитель и навигационный спутник - навигационный спутник.

5. Разработка предложений по реализации космической навигационно-информационной системы:

определение состава и разработка структурной схемы космической навигационно-информационной системы;

определение состава и разработка структурной схемы бортовой целевой аппаратуры навигационного спутника;

определение состава и разработка структурной схемы бортовой целевой аппаратуры спутника-потребителя, осуществляющей информационный обмен с навигационными спутниками.

 

Методические рекомендации

При выполнении работы максимально задействовать возможности использования существующих радионавигационных систем (или возможности их модернизации) для решения задачи курсовой работы.