Устройство для контроля целостности системы навигационных космических аппаратов

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в навигационной аппаратуре потребителя. Технический результат состоит в повышении эффективности решения задачи автономного контроля целостности системы навигационных космических аппаратов(НКА). Для этого устройство содержит 8 НКА одной орбиты, включающие бортовую аппаратуру НКА, усилитель мощности навигационного сигнала, антенну, навигационную аппаратуру потребителя, решающее устройство. 1 ил.

 

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для решения задачи контроля целостности (КЦ) системы навигационных космических аппаратов (НКА). Целостность навигационной системы является составной и главной частью достоверности навигационных измерений.

Целостность использования спутниковой радионавигационной системы (СРНС) означает способность системы исключить неверную спутниковую информацию из последующей обработки, то есть изолировать отказавший спутник. Под отказом спутника здесь понимают такое его состояние, при котором использование его радионавигационных параметров, определяемых по сигналу этого НКА, ухудшает точность определения координат и времени потребителя, превышающих заданный порог. Закладка оперативной информации в НКА СРНС ГЛОНАСС осуществляется один раз в 12 часов. В промежутке между закладкой информации наземный контрольный сегмент выполняет оперативный контроль за функционированием НКА. Однако такой контроль не может осуществляться из-за ограниченного времени видимости НКА наземным контрольным сегментом. Поэтому КЦ целесообразно проводить всеми доступными способами: автономно на борту НКА; наземным контрольным сегментом СРНС; геостационарными спутниками; аппаратурой контрольных станций и других радионавигационных систем с последующей передачей информации о целостности НКА потребителем собственно в АП.

Контроль целостности радионавигационного поля СРНС (прототип) заключается в контроле качества излучаемых НС навигационных радиосигналов и качества передаваемой ими навигационной информации с целью поддержания высокой достоверности навигационных измерений и/или предупреждения потребителей о состоянии системы. Недостатки этого контроля заключаются в его неполноте. Например, средства самоконтроля рассчитаны на обнаружение не всех возможных нарушений в работе каждой бортовой системы НС; неисправности самих средств контроля не обнаруживаются и не сопровождаются передачей соответствующего сообщения потребителям; искажение эфемерид не может быть обнаружено на самом НС и т.д. Заметим, что иногда с грубыми ошибками в дальномерных измерениях, вызванными соответствующими отказами НС, целесообразно бороться не исключением сигнала отказавшего спутника, а использованием избыточных навигационных определений.

Предлагается для КЦ СРНС использовать свойство самой системы НКА: спутники орбиты одной плоскости размещаются равномерно и расстояние между ними не меняется. НКА имеет в своем составе бортовой управляющий комплекс, бортовой навигационный передатчик, бортовой хронизатор [1]. Непосредственно в состав бортового управляющего комплекса НКА входят бортовая аппаратура (БА) командной системы, бортовой вычислительный комплекс, блок управления и бортовая телеметрическая система [1].

Цель изобретения: создание устройства, расширяющего функции НКА в известном устройстве, определение координат НКА относительно соседнего НКА на орбите. Это позволит контролировать положение НКА относительно соседних НКА для формирования признака достоверности навигационной информации НКА.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля целостности системы навигационных космических аппаратов дополнительно устанавливается усилитель мощности (УМ) навигационного сигнала, антенна, навигационная аппаратура потребителя (НАП) и решающее устройство (РУ), причем для первого НКА на данной орбите вход УМ подключен к бортовой аппаратуре первого НКА, а выход УМ подключен к антенне, сигнал от которой поступает на вход НАП второго НКА, выход которой подключен к входу РУ второго НКА, выход которого подключен к входу бортовой аппаратуры второго НКА, для второго НКА вход УМ подключен к бортовой аппаратуре второго НКА, а выход УМ подключен к антенне, сигнал от которой поступает на вход НАП третьего РЖА, выход которой подключен к входу РУ третьего НКА, выход которого подключен к входу бортовой аппаратуры третьего НКА, и так далее, выход НАП первого НКА, получая сигнал от последнего НКА данной орбиты, подключен к входу РУ первого НКА, выход которого подключен к входу бортовой аппаратуры этого НКА, в решающих устройствах НКА принимается решение о превышении порогового значения величины изменения расстояния до соседнего НКА и выдачи сигнала об отказе НКА в бортовой управляющий комплекс НКА.

Получение измерительной информации непосредственно на борту НКА от соседнего НКА позволяют существенно повысить достоверность формирования признака достоверности навигационной информации НКА. Это, а также реализуемость блоков предлагаемого устройства на стандартных, выпускаемых промышленностью элементах, позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «промышленная применимость».

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для эфемеридного обеспечения НКА.

Устройство содержит блоки 1, 2 в качестве первого и второго НКА одной орбиты соответственно, а также блок 3 восьмого (последнего) НКА этой орбиты, включающие соответственно блоки 4, 9, 14 бортовой аппаратуры НКА, блоки 5, 10, 15 РУ, блоки 6, 11, 16 НАП, блоки 7, 12, 17 УМ, блоки 8, 13, 18 антенн этих НКА.

Выходы блоков 6, 11, 16 НАП КА подключены соответственно к входам блоков 5, 10, 15 РУ, выходы блоков 5, 10, 15 подключены соответственно к входам блоков 4, 9, 14 бортовой аппаратуры НКА, выходы блоков 4, 9, 14 подключены соответственно к входам блоков 7, 12, 17 УМ, выходы которых подключены соответственно к входам блоков 8, 13, 18 антенн НКА, выходы блоков 8 и 18 антенн первого и восьмого НКА подключены ко входам блоков 11 и 6 НАП второго и первого НКА, выход блока 13 антенны второго НКА подключен ко входу НАП соседнего по орбите, третьего, НКА, а выход антенны седьмого НКА подключен ко входу блока 16 НАП восьмого НКА.

Устройство для контроля целостности системы навигационных космических аппаратов работает следующим образом.

Радионавигационные сигналы, формируемые бортовой аппаратурой первого НКА, усиливаемые усилителем мощности, поступают на антенну и передаются второму НКА, где они принимаются НАП и передаются в РУ, выдающему признак достоверности навигационной информации НКА в бортовую аппаратуру второго НКА. Радионавигационные сигналы, формируемые бортовой аппаратурой второго НКА, усиливаемые усилителем мощности, поступают на антенну и передаются третьему НКА, где они принимаются НАП и передаются в РУ, выдающему признак достоверности навигационной информации НКА в бортовую аппаратуру третьего НКА и так далее. Радионавигационные сигналы, формируемые бортовой аппаратурой последнего, восьмого НКА, усиливаемые усилителем мощности, поступают на антенну и передаются первому НКА, где они принимаются НАП и передаются в РУ, выдающему признак достоверности навигационной информации НКА в бортовую аппаратуру первого НКА.

В РУ проводится определение расстояния между соседними НКА, сравнение этой величины с заданным значением и при превышении разницы в значениях порогового значения выдает признак отказа НКА в бортовую аппаратуру НКА, закладывающую эти данные в состав оперативной информации в качестве признака достоверности в навигационном кадре.

ИСТОЧНИКИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ

1. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС/ Под ред. В.Н. Харисова, А.И. Перова, В.А. Балдина - 2-е изд. испр. М.: ИПРЖР, 1999 (прототип).

Устройство для контроля целостности поля системы навигационных космических аппаратов (НКА), состоящее из восьми НКА одной орбиты, в каждом из которых имеется бортовая аппаратура, усилитель мощности (УМ), антенна и навигационная аппаратура потребителя (НАП), отличающееся тем, что в каждом из НКА дополнительно устанавливается усилитель мощности (УМ) навигационного сигнала, антенна, навигационная аппаратура потребителя (НАП) и решающее устройство (РУ), причем для первого НКА на данной орбите выход бортовой аппаратуры первого НКА подключен к входу УМ, а выход УМ подключен к антенне, которая подает сигнал на вход НАП второго НКА, а выход НАП второго НКА подключен к входу бортовой аппаратуры второго НКА, для второго НКА выход бортовой аппаратуры НКА подключен к входу УМ, а выход УМ подключен к антенне, которая подает сигнал на вход НАП третьего НКА, выход которой подключен к входу бортовой аппаратуры третьего НКА и так далее, для восьмого НКА выход бортовой аппаратуры НКА подключен к входу УМ, а выход УМ подключен к антенне, которая подает сигнал на вход НАП первого НКА, выход которой подключен к входу бортовой аппаратуры первого НКА.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам определения положения. Техническим результатом является повышение возможностей определения положения для устройств мобильной связи, причем чтобы они делали это одновременно и эффективно.

Изобретение относится к спутниковым навигационным системам (CНC) позиционирования. Технический результат состоит в повышении точности позиционирования в экранированном пространстве.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для повышения целостности используемых сигналов навигационных спутников с помощью локальной контрольно-корректирующей станции (ЛККС) с учетом влияния аномальной ионосферы.

Изобретение относится к области спутниковой навигации и пассивной радиолокации. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей.

Способ коррекции траектории полета космического аппарата и устройство для его реализации относится к космической технике, в частности к навигации спутниковых систем.

Изобретение относится к системам определения местоположения в помещении. Техническим результатом является повышение покрытия помещения сигналами GPS, принимаемыми вне помещения.

Изобретение относится к радионавигации. Технический результат заключается в обеспечении указания времени и положения с проверкой подлинности с использованием приемника радионавигационных сигналов.

Изобретение относится к способам определения и прогнозирования местоположения объекта в пространстве. Технический результат состоит в повышении точности определения местоположения движущихся объектов в пространстве при навигационных измерениях на основе использования его динамических характеристик.

Изобретение относится к спутниковой навигации и может быть использовано для испытаний и проверки навигационной аппаратуры потребителей (НАП) спутниковых навигационных систем (СНС), размещенной в замкнутом или экранированном пространстве.

Изобретение относится к области технологий позиционирования. Техническим результатом является обеспечение возможности эффективной смены виртуального опорного приемника в переделах того же самого сеанса передачи вспомогательных данных с обеспечением непрерывности опорных измерений с помощью выполнения "мягкого хэндовера".

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах навигации. Технический результат состоит в повышении точности и надежности решения потребителем навигационной задачи за счет возможности контроля оперативной эфемеридной информации, повышения скорости осуществления прогноза эфемеридной информации на навигационном оборудовании, обладающем малыми вычислительными ресурсами. Для этого в способе и устройстве обработки навигационных сигналов и определения местоположения используют долгосрочную компактную эфемеридную информацию при создании навигационных систем и оборудования, работающих по сигналам СНС ГЛОНАСС, GPS, Galileo, BeiDou и др. с поддержкой режимов сетевого и автономного ассистирования в части эфемеридной информации (ЭИ). В способе применяют сверхбольшие шаги интегрирования уравнений движения навигационных космических аппаратов. Система включает в свой состав навигационный приемник, включающий антенно-фидерное устройство, аналоговые радиоприемные тракты сигналов СНС GPS, ГЛОНАСС, Galileo, аналого-цифровые преобразователи, блок оперативной памяти и памяти программ, процессор общего назначения, интерфейсный блок, шины внутрисистемного обмена информацией, при этом навигационный приемник содержит аналоговый радиоприемный тракт сигналов системы BeiDou, процессор для вычисления упрощенной модели движения НКА, GSM/WiFi модем для сопряжения навигационного приемника с ассистирующей сетью через сеть Internet, энергонезависимую память для хранения предварительно вычисленной ДКЭИ, причем все блоки, входящие в навигационный приемник, связаны между собой шиной внутрисистемного обмена информацией, причем в состав ассистирующей сети входят сервер международной службы IGS, сервер международной службы IERS, сервер системы СВОЭВП и сервер ассистирующий сети, выходы серверов IGS, IERS и СВОЭВП связаны со входами сервера ассистирующей сети, выход сервера ассистирующей сети связан через сеть Internet со входом GSM/WiFi-модема навигационного приемника. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Группа изобретений относится к системам определения однозначного курса транспортного средства. Техническим результатом является надежное и точное определение состояния переднего или заднего хода для использования в автоматических системах управления. Для определения состояния переднего или заднего хода транспортного средства рассчитывается его однозначный курс. Величина погрешности выставки определяется на шаге 100 как разница между направлением движения по GNSS и неразрешенным курсом по блоку инерциальных измерений транспортного средства. Величина погрешности выставки корректируется на 180° так, чтобы она находилась в предопределенном диапазоне, на шаге 200. В неразрешенный курс по блоку инерциальных измерений транспортного средства вносится поправка с использованием величины погрешности выставки, чтобы определить неоднозначный содержащий поправку курс по блоку инерциальных измерений на шаге 300. Шаг 400 определяет, является ли неоднозначный содержащий поправку курс по блоку инерциальных измерений приблизительно истинным направлением ориентации передней части транспортного средства. Однозначный курс рассчитывается на шаге 500 путем изменения неоднозначного содержащего поправку курса по блоку инерциальных измерений на 180 градусов, если неоднозначный содержащий поправку курс по блоку инерциальных измерений приблизительно противоположен истинному направлению ориентации передней части транспортного средства. Состояние переднего или заднего хода определяется путем сравнения однозначного курса с направлением движения транспортного средства по GNSS. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в упрощении определения пределов защиты при помощи полной экстраполяции пределов защиты. Способ для определения для будущего момента времени пределов защиты, связанных с навигационными параметрами носителя, в котором оценивают навигационные параметры носителя в настоящий момент времени, формируют статистическую модель ошибок оценки навигационных параметров носителя в настоящий момент времени в виде ковариационной матрицы, экстраполируют статистическую модель ошибок оценки на будущий момент времени, вычисляют предел защиты для будущего момента времени на основе экстраполированной статистической модели, причем для экстраполяции статистической модели ошибок оценки используют применение постоянной положительной матрицы перехода к вектору среднеквадратичных отклонений, сформированному из квадратных корней диагональных элементов ковариационной матрицы с целью распространения на будущий момент времени среднеквадратичных отклонений навигационных параметров, полученных в настоящий момент времени, при этом указанное распространение является независимым от предыдущей динамики носителя. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к глобальной системе определения местоположения для оценки положения, ориентации или и того, и другого объекта или транспортного средства. Способ и система для оценки положения содержат измерение первой фазы несущей первого несущего сигнала и второй фазы несущей второго несущего сигнала, принимаемых посредством приемника (10) для определения местоположения. Первичный кинематический механизм (18) реального времени (RTK) или система (16) обработки данных приемника оценивает набор первичных целочисленных неоднозначностей, ассоциированный по меньшей мере с одной из измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей. Модуль (22) оценки качества определяет то, разрешается или нет корректно набор первичных целочисленных неоднозначностей к предварительно заданному показателю надежности в течение предшествующего периода оценки. Вторичный кинематический механизм (20) реального времени (RTK) или система (16) обработки данных приемника оценивает набор вторичных целочисленных неоднозначностей, ассоциированный по меньшей мере с одной из измеренной первой фазы несущей и измеренной второй фазы несущей в течение последующего периода после предшествующего периода оценки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к системе позиционирования, в которой используются наземные передатчики навигационного сигнала, и обеспечивает снижение девиации частоты передаваемого в наземных условиях навигационного сигнала при низких затратах. Передатчик навигационного сигнала действует для приема передаваемой волны, генерации импульса синхронизации в синхронизации с предопределенным кадром данных, генерации основного колебания внутреннего тактового сигнала посредством секции (550) синхронизации опорного сигнала с использованием импульса синхронизации в качестве опорного сигнала, генерации IMES сигнала на основе основного колебания внутреннего тактового сигнала и передачи IMES сигнала. Секция (550) синхронизации опорного сигнала содержит схему (551) счетчика, компаратор (553), фильтр (554) управления нижних частот, цифроаналоговый (DA) преобразователь (555) и управляемый напряжением осциллятор (556). Секция (550) синхронизации опорного сигнала конфигурирована, чтобы, когда отношение величин между количеством тактовых импульсов, сгенерированных управляемым напряжением осциллятором (556) с использованием импульса синхронизации в качестве опорного сигнала и опорным значением, находится в пределах предопределенного значения и продолжается предопределенное количество раз в одном направлении, настраивать уровень управляющего напряжения управляемого напряжением осциллятора (556). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Техническим результатом является возможность частотной и пространственной селекции источников сигналов. Для этого в устройство для определения направления на источник сигнала, содержащее магнитную антенну, ориентированную в направлении Север-Юг, магнитную антенну, ориентированную в направлении Запад-Восток, антенну с круговой диаграммой направленности, усилители, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и персональную электронно-вычислительную машину (ПЭВМ), дополнительно введены блок системы единого времени, блок связи с абонентами, смесители, управляемые фильтры, коммутаторы, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), калибраторы и гониометр. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для проверки достоверности позиционной информации. Технический результат состоит в повышении точности определения позиционной информации. Для этого устройство спутникового позиционирования (GNSS) содержит набор (3) фильтров Калмана, включает в себя этапы, на которых для каждого из фильтров набора: корректируют навигационное решение, сформированное данным фильтром, с учетом оценки влияния отказа спутника на данное навигационное решение; вычисляют перекрестное отклонение, отражающее расхождение между наблюдением, соответствующим необработанному измерению со спутника, не используемого данным фильтром, и апостериорной оценкой указанного наблюдения в соответствии с навигационным решением, сформированным данным фильтром и производят статистическую проверку перекрестного отклонения, по результатам которой констатируют наличие или отсутствие отказа спутника, необработанное измерение которого данный фильтр не использует. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области навигации. Техническим результатом является повышение стабильности приема сигналов. Предлагается система предоставления информации местоположения, выполненная с возможностью предоставления информации местоположения без ухудшения точности даже в окружении внутри помещений со значительным влиянием затухания при многолучевом распространении. Аппаратура (100) предоставления информации принимает, в приемной антенне RX-ANT1, сигналы определения местоположения из находящегося в помещении передатчика (200), подвергнутые кодированию с расширением спектра с помощью различных PRN-кодов и передаваемые через передающие антенны TX-ANT1 и TX-ANT2 соответственно. Аппаратура (100) предоставления информации местоположения выполняет поиск PRN-кодов передаваемых сигналов независимо и асинхронно. Если обнаруживается один PRN-код, с использованием его контура синхронизации выполняется попытка обнаружения другого PRN-кода другого канала. Если обнаружение успешно выполнено в двух каналах, выбирается сигнал одного канала и выполняется процесс определения местоположения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к космической отрасли, а именно к средствам и способам оперативного мониторинга состояния ионосферы с использованием космических аппаратов (КА), и может использоваться, например, для оперативной диагностики ионосферных возмущений с целью принятия необходимых комплексных мер по повышению безопасности хозяйственной и научной деятельностей, сопряженных с применением наземных, морских, авиационных и космических средств. Достигаемый технический результат изобретения - увеличение размеров зоны наблюдения ионосферы, а также повышение оперативности и непрерывности диагностики ионосферы путем обеспечения возможности комплексной автоматизации процессов приема и обработки сигналов от бортовой приемной аппаратуры низкоорбитальных КА, принимающей сигналы от высокоорбитальных космических навигационных систем (КНС) типа ГЛОНАСС/GPS и других. Аппаратно-программный комплекс, реализующий способ, включает: комплекс планирования и взаимодействия с источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС, центром управления полетом (ЦУП) и потребителями; комплекс предварительной обработки данных; комплекс расчета геометрических условий измерений; комплекс расчета координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS; комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов; блок памяти (архив). 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в глобальной навигационной спутниковой системе (GNSS). Технический результат состоит в повышении точности определения местоположения объектов. Для этого принимают приемником GNSS сигналы, которые переданы передатчиками GNSS, расположенными на борту спутников, которые расположены в поле зрения объекта; обновляют служебные данные в объекте, причем служебные данные включают в себя данные часов спутников, указывающие внутренние часы спутников, данные орбит спутников, указывающие позиции спутников, данные смещения кода задержки спутников, имеющие отношение к смещениям кода задержки передатчиков GNSS, и данные ионосферной модели, указывающие состояние ионосферы; определяют на основе данных ионосферной модели данные ионосферных задержек, указывающие коррекции, имеющие отношение к задержкам сигналов; причем задержки сигналов происходят в результате прохождения сигналов через ионосферу между передачей сигналов от передатчиков GNSS и приемом сигналов приемником GNSS; и определяют позицию объекта на основе сигналов, данных часов спутников, данных орбит спутников, данных смещения кода задержки спутников и определенных данных ионосферных задержек. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх