Глобальная интегрированная спутниковая навигационно-командно-телеметрическая система
Владельцы патента RU 2304843:
Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" (RU)
Изобретение относится к спутниковым системам и может быть использовано для создания орбитальных систем, одновременно формирующих глобальное радионавигационное поле для навигации морских, наземных, воздушных, низкоорбитальных и высокоорбитальных космических потребителей, а также осуществляющих обмен командной информацией с выделенным кругом потребителей, в том числе и космическими аппаратами, находящимися на околоземных орбитах. Технический результат заключается в использовании радиополя, создаваемого системой позиционирования, и ретрансляционных возможностей системы не только для осуществления навигационного определения потребителей, но и для обмена командно-программной информацией между наземным пунктом управления и выделенными потребителями. Для этого в системе, состоящей из спутников навигационной системы, оснащенных аппаратурой межспутниковой связи, аппаратурой передачи навигационной информации и аппаратурой приема-передачи телеметрической информации на наземные командно-измерительные комплексы, содержащие приемопередающую аппаратуру для передачи навигационной, телеметрической и командной информации на спутники, при этом наземные пользователи имеют приемники навигационной информации, при этом на каждом наземном командно-измерительном комплексе введена аппаратура введения кодовых команд и аппаратура приема квитирующих сигналов, соединенные с приемопередающей аппаратурой, на спутниках введены приемники квитирующих сигналов, соединенные с приемопередающей аппаратурой, а у части пользователей установлены выделители кодовых команд, соединенные с приемниками навигационной информации, и передатчики квитирующего сигнала.
Изобретение относится к спутниковым системам и может быть использовано для создания орбитальных систем, одновременно формирующих глобальное радионавигационное поле для навигации морских, наземных, воздушных, низкоорбитальных и высокоорбитальных космических потребителей, а также осуществляющих обмен командной информацией с выделенным кругом потребителей, в том числе и с космическими аппаратами, находящимися на околоземных орбитах.
Известны среднеорбитальные спутниковые навигационные системы Глонасс и GPS, разработанные в середине восьмидесятых годов двадцатого столетия, и Глонасс-К и Галилео, разрабатываемые в настоящее время. Орбитальная группировка каждой из этих систем состоит из 24 космических аппаратов (КА), выведенных на орбиты высотой около 20000 км над уровнем поверхности Земли. Некоторые из этих систем, в том числе и Глонасс-К, имеют межспутниковую ретрансляционную линию, что создает возможность оперативной связи каждого космического аппарата системы с наземным пунктом управления (см. Ю.А. Соловьев "Спутниковая навигация и ее применение". М., Эко-Трендз, 2003, с.10-19, 32-47, 95-102).
Известны также системы определения местоположения наземных и космических объектов (DE 1020040342261, G01S 5/12, 21.07.2005, ЕР 1540367, G01S 5/12, 15.06.2005, RU 2241239, G01S 5/12, 27.11.2004, CN 1277676, G01S 5/12, 20.12.2000).
Недостатком указанных выше систем является невозможность передачи команд выделенным (отдельным) потребителям системы определения местоположения.
Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является устройство, реализующее способ точного позиционирования и мониторинга мобильных объектов, заключающийся в том, что вокруг каждого телецентра образуют зоны из "m" контрольно-корректирующих станций, где m - любое целое число, формирующих по сигналам навигационных космических аппаратов локальные дифференциальные поправки, которые по радиоканалу передают на телецентр и через передатчик телецентра, без нарушения текущего вещания, на мобильный объект, который по сигналам навигационных космических аппаратов с учетом локальных дифференциальных поправок определяет собственные координаты, которые по радиоканалу передаются на телецентр, откуда они передаются в пункт управления движением, при этом сигналы управления движением, формируемые в пункте управления движением, совместно с координатами мобильного объекта передают на ближайший к мобильному объекту диспетчерский пункт по спутниковым каналам связи, где формируются сигналы целеуказания мобильному объекту, которые посредством передатчика соответствующего телецентра адресно передают на мобильный объект (RU 2248005, G01S 5/12, 10.03.2005).
Недостатком указанного технического решения является ограничение территории, на которой возможна передача дополнительной информации (сигналов целеуказания), которая ограничивается территорией уверенной связи (уверенного приема) сигналов передатчика соответствующего телецентра.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в использовании радиополя, создаваемого системой позиционирования, и ретрансляционных возможностей системы не только для осуществления навигационного определения потребителей, но и для обмена командно-программной информацией между наземным пунктом управления и выделенными потребителями.
Для достижения указанного технического результата предлагается глобальная интегрированная спутниковая навигационно-командно-телеметрическая система, состоящая из спутников навигационной системы, оснащенных аппаратурой межспутниковой связи, аппаратурой передачи навигационной информации и аппаратурой приема-передачи телеметрической информации на наземные командно-измерительные комплексы, содержащие приемопередающую аппаратуру для передачи навигационной, телеметрической и командной информации на спутники, при этом наземные пользователи имеют приемники навигационной информации, при этом на каждом наземном командно-измерительном комплексе введена аппаратура введения кодовых команд и аппаратура приема квитирующих сигналов, соединенные с приемопередающей аппаратурой, на спутниках введены приемники квитирующих сигналов, соединенные с приемопередающей аппаратурой, а у части пользователей установлены выделители кодовых команд, соединенные с приемниками навигационной информации и передатчики квитирующего сигнала.
Поясним функционирование глобальной интегрированной спутниковой навигационно-командно-телеметрической системы.
Одновременно с излучением с космического аппарата типа Глонасс-К радионавигационных сигналов, применив кодовое разделение сигналов, создается возможность излучения сигналов командной информации, которые одновременно с приемом навигационной информации могут восприниматься только выделенным кругом пользователей, на космические аппараты типа Глонасс-К устанавливаются дополнительные приемники квитирующих сигналов для связи с пользователями с целью обеспечения приема сигналов квитирования прохождения команд, формируемых на командно-измерительном комплексе. Пользователи, имеющие выделители кодовых команд, получают возможность посредством навигационной спутниковой системы получать избирательные команды, поскольку каждому пользователю присваивают свой код. Для того чтобы быть уверенным, что команда дошла до потребителя у последнего устанавливают передатчики квитирующего сигнала. Поскольку навигационная система является глобальной, передача команд пользователям является глобальной (в любую точку Земного шара), так как спутники навигационной системы обмениваются как телеметрической, так и командной информацией.
Глобальная интегрированная спутниковая навигационно-командно-телеметрическая система, состоящая из спутников навигационной системы, оснащенных аппаратурой межспутниковой связи, аппаратурой передачи навигационной информации и аппаратурой приема-передачи телеметрической информации, наземные командно-измерительные комплексы, содержащие приемопередающую аппаратуру для передачи навигационной, телеметрической и командной информации на спутники, при этом наземные пользователи имеют приемники навигационной информации, отличающаяся тем, что на каждом наземном командно-измерительном комплексе введена аппаратура введения кодовых команд для пользователей и аппаратура приема квитирующих сигналов, соединенные с приемопередающей аппаратурой, на спутниках введены приемники квитирующих сигналов, соединенные с аппаратурой приема-передачи телеметрической информации, а у части наземных пользователей установлены выделители кодовых команд, соединенные с приемниками навигационной информации и передатчики квитирующего сигнала.
