Инструментальное программное обеспечение. Назначение и состав систем ГЛОНАСС и GPS.

ВВЕДЕНИЕ 3 1. ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 5 2. НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ СИСТЕМ ГЛОНАСС И GPS 12 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20 ЛИТЕРАТУРА 21 Содержание

Собранная информация об орбитах обрабатывается и прогнозируются координаты спутников (эфемериды).Эти и другие данные с наземных станций загружаются на борт каждого КА. GPS управляют главная станция на базе ВВС Колорадо-Спрингс и наземные станции в Колорадо-Спрингс, на острове Вознесения, острове Диего-Гарсия, атолле Кваджалейн, Гавайских островах и др. Подсистема КА состоит из 24 основных и 3 резервных спутников (рис.3,4). Каждый спутник имеет групповой атомный эталон частоты и времени, аппаратуру для приема и передачи радиосигналов, бортовую компьютерную аппаратуру. Размеры спутников с учетом панелей солнечных батарей более 5 м. Вес спутника -1 т. Расчетное время существования на орбите 7-8 лет.Рис.2. Сегмент наземного комплекса управления системы GPSКА сохраняет стабильным заданное положение на орбите, принимает и хранит информацию с наземных станций, а также непрерывно передает в аппаратуру пользователей измерительные радиосигналы, данные о точном времени, свои координаты и другую служебную информацию.Рис.3. Позиции спутников GPS на 12 часов UTC (USNO) 14.04.2001 г.Рис.4. 24-часовое расположение одного спутника GPS.В ГЛОНАСС также 24 основных и 3 резервных спутника. Масса аппарата -1,5 т, его длина около 8 м, срок активного существования 3-5 лет для КА первого поколения и 7 лет - для второго. Запуск спутников идет с космодрома Байконур. Рис. 5. Сегмент наземного комплекса управления системы ГЛОНАССНКУ (рис. 5) включает Центр управления системой под Москвой (ЦУС); центральный синхронизатор (ЦС) с высокоточным водородным стандартом частоты и времени для синхронизации системы; сеть контрольных станций (КС) на территории РФ, которые осуществляют сеансы траекторных и временных измерений, собирают телеметрическую информацию о состоянии бортовых систем КА, обеспечивают закладку на спутники 1 или 2 раза в сутки высокоточных эфемерид и временных поправок для синхронизации фаз сигналов, излучаемых всеми спутниками и определения сдвигов бортовых шкал времени; кванто-оптические станции (КОС) для периодической юстировки радиотехнических каналов измерения дальностей; аппаратуру контроля навигационного поля (АКП), представляющую собой аппаратуру пользователей, установленную на контрольных станциях, и обеспечивающую контроль точности координатно-временных измерений по сигналам КА. В целом НКУ осуществляет сбор, накопление и обработку траекторной и телеметрической информации обо всех спутниках системы, формирование и выдачу на каждый спутник команд управления и навигационной информации, а также контроль за функционированием системы в целом.Как отмечалось выше, орбитальные группировки GPS и ГЛОНАСС состоят из 24 спутников. Спутники в GPS расположены в шести, а ГЛОНАСС - в трех плоскостях развернутых соответственно через 60° и через 120° по долготе восходящего узла. Каждый КА проходит по орбите около 167 000 км. Эксцентриситет орбит около 0,01 ÷ 0,001 – т.е. орбиты практически круговые (рис.6).Подсистема космических аппаратов ГлонассПодсистем космических аппаратов GPSРис. 8. Космический сегмент систем ГЛОНАСС и GPSЗначения параметров движения КА, вычисленные при Т = 12ч, Rз = 6371 км и δ = 10° - минимальный угол видимости КА над горизонтом (маска), устанавливаемая для надежного приема радиосигналов и ослабления влияния атмосферной рефракции, даны в табл. 1.Таблица 1. Показатели движения КА по круговой орбитеПараметрПоказательУгловая скорость обращения0,5236 рад/чРадиус-вектор орбиты26 600 кмСкорость перемещения вдоль орбиты3,87 км/сСредняя высота20200 кмГеоцентрический угол зоны радиовидимости~ 66,4°Радиус видимости на Земле7400 кмМаксимальная разность путей радиосигналов4500 кмВремя видимости КА над горизонтомдо 4 чПериод обращения Т для ГЛОНАСС несколько больше отличается от 12 ч, чем период GPS. Это сделано сознательно. Такая орбита эффективна с точки зрения поддержания орбитальной группировки: намного реже приходиться корректировать положения КА. При этом зоны радиовидимости для пользователей повторяются через 17 витков, примерно через 8 суток.Основные сравнительные характеристики характеристик систем ГЛОНАСС и GPS представлены в таблице 2.Таблица 3Таблица сравнительных характеристик систем ГЛОНАСС и GPSПри разработке, эксплуатации, оценке точностных характеристик местоопределеления используются следующие инструментальные программные средства: системы программирования, языки программирования высокого и низкого уровней.ЗаключениеВ ходе создания реферата проанализированы основные направления использования информационных технологий. Инструментальное ПО или системы программирования (Softwaretools) - программное обеспечение, используемое в ходе разработки, корректировки или развития других программ: редакторы, компиляторы, отладчики, вспомогательные системные программы, графические пакеты и др. Системы спутникового позиционирования ГЛОНАСС и GPS- современные средства координатно-временного обеспечения разнообразных работ. Основным их достоинством является глобальность, оперативность, всепогодность, точность и эффективность.При разработке, эксплуатации, оценке точностных характеристик местоопределеления используются следующие инструментальные программные средства: системы программирования, языки программирования высокого и низкого уровней.ЛИТЕРАТУРАКозырев А.А., Юдин А.П. Информационные технологии в экономике: конспект лекций. – СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2000.2. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. М.: Изд-во стандартов. 2000.3. ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93. Информационная технология. Оценка программной продукции. Характеристики качества н руководство по их применению. Государственный стандарт Российской Федерации. Издание официальное. М.: Госстандарт России.1994.4. Гвоздева В.А. Введение в специальность программиста. Учебник. М.: ФОРУМ-ИНФРА-М. 2005.5. Емельянова H.С. Портика Т.Л.. Попои И.И. Основы построения автоматизированных информационных систем: учеб.пособие. М.: ФОРУМ-ИНФРА-М. 2005.6. Гайдамакин Н.А. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных: учеб.пособие. М.: Гелиос АРВ. 2002.7. Яценков В.С. Основы спутниковой навигации. Системы GPS NAVSTAR иГЛОНАСС. – М.:Изд. Горячая линия-Телеко, 2005. –272 с.8.Лукьянчук А.Г. Спутниковые системы связи, вещания и навигации: Учеб.пособие/ А.Г. Лукьянчук, Ю.П. Михайлюк, А.А. Савочкин; Под ред. А.Г. Лукьянчука.– Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2002. – 335 с.