Способ приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы и аппаратно-программный комплекс для его реализации



Способ приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы и аппаратно-программный комплекс для его реализации
Способ приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы и аппаратно-программный комплекс для его реализации
Способ приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы и аппаратно-программный комплекс для его реализации
Способ приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы и аппаратно-программный комплекс для его реализации
Способ приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы и аппаратно-программный комплекс для его реализации
Способ приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы и аппаратно-программный комплекс для его реализации

 


Владельцы патента RU 2564450:

Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") (RU)

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.

 

Область техники

Заявленная группа изобретений 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.

Уровень техники

Из уровня техники известен способ мониторинга ионосферы, основанный на измерении наземным стационарным приемником характеристик сигналов, принимаемых от космических аппаратов высокоорбитальной космической навигационной системы (КНС) ГЛОНАСС/GPS [1]. Недостатками такого способа являются:

- ограничение исследуемой области ионосферы зоной радиовидимости космических аппаратов высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS из точки расположения наземного стационарного приемника навигационных сигналов;

- невозможность наблюдения ионосферы в приполярной и полярной зонах с географической широтой более 70° в связи с особенностями баллистического построения высокоорбитальных группировок КНС.

Из уровня техники известен способ оценки состояния ионосферы, основанный на приеме и обработке наземным стационарным приемником сигналов от КА низкоорбитальной КНС [2]. Недостатками такого способа являются:

- ограничение исследуемой области ионосферы частью орбиты, находящейся в пределах зоны радиовидимости КА низкоорбитальной КНС из точки расположения наземного стационарного приемника сигналов;

- невозможность непрерывности наблюдения ионосферы, обусловленная ограниченным числом КА низкоорбитальной КНС на орбите и, как следствие, наличием перерывов измерений (радиовидимости КА низкоорбитальной КНС) в зоне наземного пункта приема сигналов названных КА.

Известно техническое решение задачи мониторинга ионосферы [3], основанное на анализе сигналов, проходящих сквозь ионосферу от КА высокоорбитальной КНС до навигационных приемников, установленных на низкоорбитальных КА (НКА). Однако известное решение не предполагает оперативного взаимодействия с потребителями информации в части приема от них заявок на проведение измерений, а также с ЦУП в части планирования задействования бортовой аппаратуры НКА и сеансов связи для приема от них результатов измерений.

Названные недостатки негативно сказываются на оперативности обеспечении внешних потребителей глобальной информацией о возмущениях ионосферы.

Раскрытие изобретения

В целях повышения оперативности решения названных задач требуется автоматизация процессов приема от внешних потребителей заявок на планирование применения бортовой аппаратуры НКА и обработки поступающих от них данных. В целях расширения зоны диагностики ионосферы необходимо задействование некоторого множества НКА, имеющих на борту навигационные приемники сигналов от КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS.

Вместе с тем большинство существующих НКА различного назначения оснащены бортовыми приемниками навигационных сигналов от КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS для измерения параметров собственных орбит, использование данных от которых, при условии, что радиолиния между названными КА проходит сквозь ионосферу, позволит решить задачу оперативной диагностики возмущений ионосферы в квазиглобальном масштабе и в режиме квазиреального времени. Данные, собранные бортовой аппаратурой НКА (приемники сигналов от навигационных КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS), при их нахождении вне зон радиовидимости наземных пунктов приема за один или несколько орбитальных витков полета, записываются в бортовое ЗУ и передаются на наземный пункт приема по команде центра управления полетом (ЦУП) для последующей обработки. Данные, собранные бортовой аппаратурой НКА, не содержат эфемерид о КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, что может быть восполнено от стороннего источника, например от наземного приемника сигналов КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS.

В целях повышения эффективности (по показателям «оперативность» и «глобальность») обеспечения потребителей результатами спутниковой диагностики ионосферы необходимо взаимосогласованное решение организационно-технических задач по трем направлениям:

- оперативное планирование задействования бортовой аппаратуры КА и наземных средств управления и приема данных;

- прием и обработка данных от КА;

- обеспечение информационного взаимодействия с ЦУП и внешними потребителями информационной продукции.

Реализация такой технологии требует:

- приема и обработки заявок от внешних потребителей информации;

- планирования задействования бортовой аппаратуры НКА различного назначения (приемников навигационных сигналов от КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS);

- планирования проведения сеансов связи с НКА по приему данных в ЦУП;

- прием от внешнего источника данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, например наземного стационарного двухчастотного приемника навигационных сигналов ГЛОНАСС/GPS;

- проведения предварительной обработки данных, поступивших от бортовой аппаратуры НКА;

- проведения необходимых расчетов в целях диагностики ионосферных возмущений и передачи результатов обработки внешним потребителям информации.

Из уровня техники не известны технологии комплексного решения задач приема от внешних потребителей заявок на проведение измерений, планирования и передачи в ЦУП программы задействования бортовой аппаратуры НКА различного назначения для приема ими сигналов от высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, приема данных результатов спутниковых измерений, осуществления приема от внешнего источника данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС, например наземного стационарного двухчастотного приемника навигационных сигналов, проведения необходимых расчетов с последующей передачей потребителям информационной продукции.

Заявленная группа изобретений комплексно решает вышеперечисленные задачи.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является увеличение размеров зоны наблюдения до квазиглобального, а также повышение оперативности и непрерывности диагностики возмущения ионосферы путем обеспечения возможности комплексной автоматизации процессов приема и обработки сигналов от бортовой аппаратуры НКА, принимающих сигналы от КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS при условии, что радиолиния между названными КА проходит сквозь ионосферу.

Заявленная группа изобретений представляет собой комплекс средств, направленных на прием и обработку данных с номинальным качеством и оптимальными затратами.

Технический результат достигается тем, что: аппаратно-программный комплекс для приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников низкоорбитальных космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы, включает:

аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, центром управления полетом и внешними потребителями;

аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных;

аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений;

аппаратно-программный комплекс расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей;

блок памяти-архив;

при этом аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, центром управления полетом и внешними потребителями выполнен с возможностью:

приема от внешних потребителей заявок на проведение измерений, их обработки и сохранения в блоке памяти-архиве;

планирования проведения измерений по заданной внешними потребителями области ионосферы;

передачи в центр управления полетом заявки на задействование бортовой аппаратуры низкоорбитальных космических аппаратов для проведения измерений;

приема от наземного источника данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS и сохранения в блоке памяти-архиве;

приема от центра управления полетом исходного файла данных, принятых от бортовых навигационных приемников сигналов космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, установленных на низкоорбитальных космических аппаратах различного назначения, их обработки и сохранения в блоке памяти-архиве;

передачи внешним потребителям выполненных по их заявкам результатов диагностики возмущений ионосферы;

аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных выполнен с возможностью:

ввода принятого от центра управления полетом исходного файла данных от бортовых навигационных приемников сигналов космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, установленных на низкоорбитальных космических аппаратах различного назначения;

определения из исходного файла характеристик движения низкоорбитальных космических аппаратов: координаты х, у, z, векторы скорости Vx, Vy, Vz и системного tкнс времени;

преобразования системного tкнс времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS во всемирное UT;

определения из исходного файла принятых характеристик космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: № космического аппарата, псевдодальность, псевдофаза, соотношение сигнал/шум;

синхронизации времени файлов, принятых от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS и низкоорбитальных космических аппаратов;

фильтрации файлов по признаку корректности измерений;

сохранения результатов в блоке памяти-архиве;

аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений выполнен с возможностью:

ввода исходного файла данных координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

расчета взаимного определения координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

расчета координат точки преломления радиолуча от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: xb, yb, zb;

расчета высоты точки преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: hb;

расчет угла преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: ab;

учета допплеровского эффекта;

сохранения результатов в блоке памяти-архиве;

аппаратно-программный комплекс расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS выполнен с возможностью:

ввода исходного файла, принятого от наземного источника данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

инициализации эфемерид космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

расчета момента времени от эпохи системного времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

расчета текущего значения средней аномалии;

расчета долготы восходящего узла орбиты космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

решения уравнения Кеплера;

расчета аргумента широты;

расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат на момент проведения измерений;

аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей выполнен с возможностью:

ввода из блока памяти-архива файла исходных данных по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный космический аппарат - космический аппарат высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

расчета флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный космический аппарат - космический аппарат высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

разработки выходных информационных продуктов для потребителей; сохранения результатов в блоке памяти-архиве.

Аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, центром управления полетом и внешними потребителя содержит процессор, выполненный с возможностью:

приема от внешних потребителей заявок на проведение измерений и их сохранение в базе данных заявок;

приема от наземного источника данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальных космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

приема от центра управления полетом данных о результатах спутниковых измерений;

ведения базы данных заявок, измерений, баллистической информации о космическом аппарате, о бортовой аппаратуре космического аппарата, об эфемеридах и результатов планирования;

расчета предварительного плана проведения измерений и задействования бортовой аппаратуры низкоорбитального космического аппарата;

расчета баллистического прогноза;

интерактивного планирования измерений;

графического моделирования;

формирования задания на включение бортовой аппаратуры низкоорбитального космического аппарата;

формирования сообщения внешним потребителям об обработке заявки;

отображения результатов работы на дисплее;

передачи заявки в центр управления полетом;

передачи сообщения внешним потребителям.

Аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных содержит процессор, выполненный с возможностью:

ввода поступающего от центра управления полетом исходного файла данных, принятых установленными на низкоорбитальный космический аппарат различного назначения бортовыми навигационными приемниками сигналов от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

выделения из исходного файла характеристик движения космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: координаты z, у, z, векторы скорости Vx, Vy, Vz и системного tкнс времени;

преобразования системного tкнс времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS во всемирное UT;

выделения из исходного файла принятых характеристик космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: № космического аппарата, псевдодальность, псевдофаза, соотношение сигнал/шум, флаг корректности измерений;

синхронизации времени файлов, принятых от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS и от низкоорбитальных космических аппаратов;

фильтрации файлов по признаку корректности измерений;

сохранения результатов в блоке памяти-архиве.

Аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений содержит процессор, выполненный с возможностью:

ввода из блока памяти-архива исходного файла - результата предварительной обработки;

инициализации эфемерид космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

расчета момента времени от эпохи системного времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

расчета текущего значения средней аномалии;

расчета долготы восходящего узла орбиты;

решения уравнения Кеплера;

расчета аргумента широты;

расчета радиус-вектора;

расчета наклона орбиты;

расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат;

сохранения результатов в блоке памяти-архиве.

Аппаратно-программный комплекс расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS содержит процессор, выполненный с возможностью:

ввода исходного файла данных координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

расчета взаимного определения координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

расчета координат точки преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

расчета высоты точки преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: hb;

расчета преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: ab;

учета допплеровского эффекта;

сохранения результатов в блоке памяти-архиве.

Аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей содержит процессор, выполненный с возможностью:

ввода исходного файла данных координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

расчета флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный космический аппарат - космический аппарат высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

разработки и сохранения в базе данных выходных информационных продуктов для внешних потребителей;

уведомления оператора о выполнении заявки.

Способ приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников низкоорбитальных космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы заключается в том, что осуществляют:

прием от внешних потребителей заявок на проведение ионосферных измерений;

предварительное планирование задействования: время включения-выключения, запоминание и передача данных бортовой аппаратуры низкоорбитальных космических аппаратов (бортового приемника сигналов от космического аппарата высокоорбитальных космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS) исходя из баллистического построения группировки низкоорбитальных космических аппаратов различного назначения и разработку плана работ для центра управления полетом;

прием от наземного источника, например от навигационного приемника, данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальных космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;

прием от центра управления полетом данных спутниковых измерений бортовой аппаратурой низкоорбитальных космических аппаратов;

комплексную обработку данных измерений, включающую: предварительную обработку данных, расчет геометрических условий, расчет координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, диагностику возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум;

формирование и передачу внешним потребителям сообщений о планировании и выполнении заявок и данных измерений по заранее согласованным расписанию и протоколам информационного обмена.

Заявленный аппаратно-программный комплекс (АПК) приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников КА для определения возмущения ионосферы реализован на основе аппаратных и программных средств, интегрированных в составе единого аппаратно-программного комплекса, состоящего из автоматизированных рабочих мест, объединенных локальной вычислительной сетью и сопрягаемых техническими средствами обмена данными с наземным источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНСГЛОНАСС/GPS, с ЦУП и внешними потребителями.

Технология реализуется посредством комплексной автоматизации процессов взаимодействия совокупности автоматизированных рабочих мест (АРМ), функционально объединенных в аппаратно-программный комплекс (АПК), выполненный на базе вычислительных средств, аппаратно и программно сопрягаемых посредством локальной вычислительной сети (ЛВС) между собой и с источниками информации - ЦУП, наземным источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, а также с системой обмена данными с внешними потребителями, при этом в качестве программного обеспечения АПК применяются: аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, ЦУП и внешними потребителями; аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных; аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений; аппаратно-программный комплекс расчета координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS; аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей; блок памяти-архив.

Краткое описание чертежей

Признаки и сущность заявленной группы изобретений поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, где показано следующее.

На фиг. 1 - блок-схема заявленного АПК для приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников КА для диагностики возмущения ионосферы, где:

1 - наземный источник данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS;

2 - центр управления полетом;

3 - внешние потребители;

4 - аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, ЦУП и внешними потребителями;

5 - аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных;

6 - аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий;

7 - аппаратно-программный комплекс расчета координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;

8 - аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей;

9 - блок памяти-архив.

На фиг. 2 - алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса планирования и взаимодействия с внешними потребителями, ЦУП и наземным источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, где:

10 - поступление от внешних потребителей заявки на проведение измерений;

11 - поступление данных об эфемеридах КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;

12 - поступление данных о результатах спутниковых измерений;

13 - база данных (БД) заявок;

14 - ведение баз данных;

15 - БД измерений;

16 - БД об эфемеридах КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;

17 - расчет предварительного плана проведения измерений и задействования бортовой аппаратуры НКА;

18 - баллистический прогноз;

19 - интерактивное планирование измерений;

20 - графическое моделирование;

21 - баллистическая БД о НКА;

22 - формирование задания на включение бортовой аппаратуры НКА;

23 - БД о бортовой аппаратуре НКА;

24 - БД результатов планирования;

25 - формирование сообщений внешним потребителям об обработке заявки;

26 - дисплей;

27 - передача задания в ЦУП;

28 - передача сообщения внешним потребителям.

На фиг. 3 - алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса предварительной обработки данных, где:

29 - ввод принятого от ЦУП исходного файла данных от установленных на НКА различного назначения бортовых навигационных приемников сигналов от КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;

30 - выделение из исходного файла характеристик движения КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (координаты x, у, z, векторы скорости Vx, Vy, Vz) и системного tкнс времени;

31 - преобразование системного tкнс времени КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS во всемирное UT;

32 - выделение из исходного файла характеристик, принятых КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (№ КА, псевдодальность, псевдофаза, соотношение сигнал/шум, флаг корректности измерений);

33 - синхронизация времени файлов, принятых от КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS и от НКА;

34 - фильтрация файлов по признаку корректности измерений;

35 - сохранение результатов в блоке памяти-архиве;

На фиг. 4 - алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса расчета геометрических условий измерений, где:

36 - ввод исходного файла данных координат НКА и КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;

37 - расчет взаимного определения координат НКА и КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;

38 - расчет координат точки преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;

39 - расчет высоты точки преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (hb);

40 - расчет преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (ab);

41 - учет допплеровского эффекта;

42 - сохранение результатов в блоке памяти-архиве;

На фиг. 5 - алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса расчета координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, где:

43 - ввод из архива исходного файла - результата предварительной обработки;

44 - инициализация эфемерид КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;

45 - расчет момента времени от эпохи системного времени КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;

46 - расчет текущего значения средней аномалии;

47 - расчет долготы восходящего узла орбиты;

48 - решение уравнения Кеплера;

49 - расчет аргумента широты;

50 - расчет радиус-вектора;

51 - расчет наклона орбиты;

52 - расчет координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат на момент проведения измерений;

53 - сохранение результатов в блоке памяти-архиве.

На фиг. 6 - алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей, где:

54 - ввод исходного файла данных координат НКА и КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;

55 - расчет флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания НКА - КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;

56 - разработка и сохранение в БД выходных информационных продуктов для внешних потребителей;

57 - БД информационных продуктов;

58 - уведомление оператора о выполнении заявки.

Осуществление изобретения

Принцип работы заявленной группы изобретений заключается в следующем.

Аппаратно-программный комплекс (АПК) - (см. фиг. 1) состоит из:

аппаратно-программного комплекса планирования и взаимодействия с наземным источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, ЦУП и внешними потребителями, осуществляющего прием от внешних потребителей (3) заявок на проведение измерений и их обработку, планирование выполнения измерений по заданной внешними потребителями области ионосферы, передачу в ЦУП (2) задания на задействование бортовой аппаратуры низкоорбитальных КА для проведения измерений, прием от ЦУП исходного файла данных от бортовых навигационных приемников сигналов КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, установленных на НКА различного назначения, прием данных от наземного источника данных (1) об эфемеридах КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS с последующим сохранением результатов обработки в виде файлов в блоке памяти-архиве (9) и передачи сообщений внешним потребителям;

аппаратно-программного комплекса предварительной обработки данных (5), осуществляющего совместно с данными об эфемеридах КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, принятыми от наземного источника данных (1) аппаратно-программным комплексом планирования (4), предварительную обработку данных спутниковых измерений, принятых от ЦУП аппаратно-программным комплексом планирования (4), с последующим сохранением результатов обработки в виде файлов в блоке памяти-архиве (9);

аппаратно-программного комплекса расчета геометрических условий измерений (6), осуществляющего ввод исходного файла данных координат НКА и КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет взаимного определения координат НКА и КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет координат точки преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (xb, yb, zb), расчет высоты точки преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (hb), расчет угла преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (ab), устранение допплеровского эффекта с последующим сохранением результатов обработки в виде файлов в блоке памяти-архиве (9);

аппаратно-программного комплекса расчета координат КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS (7), осуществляющего инициализацию эфемерид КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет момента времени от эпохи системного времени КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет текущего значения средней аномалии; расчет долготы восходящего узла орбиты, решение уравнения Кеплера, расчет аргумента широты, расчет координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат с последующим сохранением результатов обработки в виде файлов в блоке памяти-архиве (9);

аппаратно-программного комплекса диагностики возмущений ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей (8), осуществляющего ввод из блока памяти-архива файла исходных данных по трассе радиопросвечивания НКА - КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания НКА - КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, разработку выходных информационных продуктов для внешних потребителей с последующим сохранением результатов обработки в виде файлов в блоке памяти-архиве (9) и уведомления оператора о выполнении заявки.

Алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса планирования и взаимодействия с внешними потребителями, наземным источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS и ЦУП (см. фиг. 2) заключается в следующем. При поступлении заявки (10) от внешних потребителей (3) в согласованных форматах на планирование и проведение спутниковых измерений заданной области ионосферы после ее обработки и сохранения (14) в базе данных заявок (13) производится расчет предварительного плана проведения измерений и плана задействования бортовой аппаратуры НКА (17). Производится интерактивное планирование измерений (19), для расчета которого используются программа графического моделирования (20) и программа баллистического прогноза (18) на основе данных о характеристиках орбит всех КА, содержащихся в баллистической БД о КА (21) и данных о бортовой аппаратуре НКА, содержащихся в БД о бортовой аппаратуре КА (23). Сформированные результаты расчета интерактивного планирования являются основой для формирования задания (22) на задействование бортовой аппаратуры НКА, сохраняемого в базе данных результатов планирования (24). Задание в форме заявки передается (27) в ЦУП (2). Формируется (25) и передается (28) сообщение внешним потребителям об обработке заявки. При этом результаты графического моделирования проведения измерений (20), результаты сформированных задания на включение бортовой аппаратуры (22) и сообщения внешним потребителям (25) отображаются на дисплее ПЭВМ (26). При поступлении данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS (11) после их обработки (14) они сохраняются в базе данных об эфемеридах (16). При поступлении данных о результатах спутниковых измерений (12) после их распаковки (14) они сохраняются в базе данных измерений (15).

Алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса предварительной обработки спутниковых данных, поступивших от ЦУП, принятых наземным комплексом приема (см. фиг. 3), заключается в том, что последовательно осуществляется: ввод (29) принятого аппаратно-программным комплексом планирования и взаимодействия с внешними потребителями, наземным источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS и ЦУП (4) от ЦУП (2) исходного файла данных от бортовых навигационных приемников сигналов КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, установленных на НКА различного назначения. Из исходного файла выделяются (30) характеристики движения НКА (координаты х, у, z, векторы скорости Vx, Vy, Vz) и системного tкнс времени. Осуществляется (31) преобразование системного tкнс времени КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS во всемирное UT. Из исходного файла выделяются (32) характеристики принятых КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS (№ КА, псевдодальность, псевдофаза, соотношение сигнал/шум, флаг корректности измерений). Осуществляется (33) синхронизация времени файлов, принятых от КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS и НКА. Производится (34) фильтрация файлов по признаку корректности измерений и сохранение (35) результатов в блоке памяти-архиве.

Алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса расчета геометрических условий измерений (см. фиг. 4) заключается в том, что последовательно осуществляется ввод (36) исходного файла данных координат НКА и КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет (37) взаимного определения координат НКА и КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет (38) координат точки преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет (39) высоты точки преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (hb), расчет (40) угла преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (ab), учет (41) допплеровского эффекта, сохранение (42) результатов в блоке памяти-архиве.

Алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса расчета координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (см. фиг. 5) заключается в том, что последовательно осуществляется ввод (43) из архива исходного файла - результата предварительной обработки, инициализация (44) эфемерид КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет (45) момента времени от эпохи системного времени КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет (46) текущего значения средней аномалии, расчет (47) долготы восходящего узла орбиты, решение (48) уравнения Кеплера, расчет (49) аргумента широты, расчет (50) радиус-вектора, расчет (51) наклона орбиты, расчет (52) координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат и сохранение (53) результатов в блоке памяти-архиве.

Алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса диагностики возмущения ионосферы (см. фиг. 6) заключается в том, что последовательно осуществляется ввод (54) исходного файла данных координат НКА и КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет (55) флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный КА - КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, разработка и сохранение (56)в БД (57) выходных информационных продуктов для внешних потребителей, уведомление (58) оператора о выполнении заявки. При этом формирование выходной информационной продукции для внешних потребителей заключается в выборе из БД (57) конечных продуктов результатов измерений в соответствие с заявками внешних потребителей по заданным районам, хранящимися в БД (13) заявок, формировании информационных пакетов для внешних потребителей с записью а БД и уведомления оператора о готовности выполнения заявки.

Программное обеспечение (ПО) в составе АПК функционирует в среде ОС Windows.

Повышение оперативности решения задачи обеспечения внешних потребителей данными диагностики ионосферы достигается за счет комплексной автоматизация процессов:

автоматизированного получения от внешних потребителей заявок на проведение измерений, формирования и отправки им сообщения о включении заявки в план работы с уточнением координат зоны измерений по результатам баллистического расчета и анализа возможностей НКА;

автоматизированного расчета границ возможных районов измерений по баллистическим данным взаимного расположения НКА и КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS и характеристикам измерительной аппаратуры;

автоматизированной отправки в ЦУП рассчитанного предварительного задания на включение бортовой аппаратуры НКА;

автоматизированного формирования и отображения на АРМ задач по получению из архива (по готовности) исходных данных, а также их обработке и разработке выходных информационных продуктов для внешних потребителей;

автоматизированных предварительной и тематической обработок данных, принятых от наземного источника данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНСГЛОНАСС/GPS и данных измерений, поступивших от ЦУП;

автоматизированной разработки выходных информационных продуктов для внешних потребителей.

Повышение эффективности обеспечения внешних потребителей результатами спутниковой диагностики ионосферы достигается за счет реализации возможности совмещения в одном АПК взаимосогласованного решения организационно-технических задач по трем направлениям:

оперативное планирование задействования бортовой аппаратуры НКА и наземных средств;

прием и обработка результатов измерений;

обеспечение информационного взаимодействия с ЦУП и внешними потребителями информационной продукции.

Таким образом заявленная группа изобретений решает задачу увеличения размеров зоны наблюдения до квазиглобального, а также повышение оперативности и непрерывности диагностики возмущения ионосферы путем обеспечения возможности комплексной автоматизации процессов приема и обработки сигналов от бортовой аппаратуры низкоорбитальных КА, принимающих сигналы от КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS при условии, что радиолиния между названными КА проходит сквозь ионосферу.

Источники информации

1. Афраймович Э.Л. Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. - Иркутск: ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2006. - 480 с.

2. Куницын В.Е., Терещенко Д.Е., Андреева Е.С. Радиотомография ионосферы. - ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 336 с.

3. Яковлев О.И., Павельев А.Г., Матюгов С.С. Спутниковый мониторинг Земли: Радиозатменный мониторинг атмосферы и ионосферы. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010. - 208 с.

1. Аппаратно-программный комплекс для приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников низкоорбитальных космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы, включает:
аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия наземным источником данных, центром управления полетом и внешними потребителями;
аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных;
аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений;
аппаратно-программный комплекс расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей;
блок памяти-архив;
при этом аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, центром управления полетом и внешними потребителями выполнен с возможностью:
приема от внешних потребителей заявок на проведение измерений, их обработки и сохранения в блоке памяти-архиве;
планирования проведения измерений по заданной внешними потребителями области ионосферы;
передачи в центр управления полетом заявки на задействование бортовой аппаратуры низкоорбитальных космических аппаратов для проведения измерений;
приема от наземного источника данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS и сохранения в блоке памяти-архиве;
приема от центра управления полетом исходного файла данных, принятых от бортовых навигационных приемников сигналов космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, установленных на низкоорбитальных космических аппаратах различного назначения, их обработки и сохранения в блоке памяти-архиве;
передачи внешним потребителям выполненных по их заявкам результатов диагностики возмущений ионосферы;
аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных выполнен с возможностью:
ввода принятого от центра управления полетом исходного файла данных от бортовых навигационных приемников сигналов космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, установленных на низкоорбитальных космических аппаратах различного назначения;
определения из исходного файла характеристик движения низкоорбитальных космических аппаратов: координаты х, у, z, векторы скорости Vx, Vy, Vz и системного tкнс времени;
преобразования системного tкнс времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS во всемирное UT;
определения из исходного файла принятых характеристик космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: № космического аппарата, псевдодальность, псевдофаза, соотношение сигнал/шум;
синхронизации времени файлов, принятых от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS и низкоорбитальных космических аппаратов;
фильтрации файлов по признаку корректности измерений;
сохранения результатов в блоке памяти-архиве;
аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений выполнен с возможностью:
ввода исходного файла данных координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета взаимного определения координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета координат точки преломления радиолуча от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: xb, yb, zb;
расчета высоты точки преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: hb;
расчета угла преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: ab;
учета допплеровского эффекта;
сохранения результатов в блоке памяти-архиве;
аппаратно-программный комплекс расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS выполнен с возможностью:
ввода исходного файла, принятого от наземного источника данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
инициализации эфемерид космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета момента времени от эпохи системного времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета текущего значения средней аномалии;
расчета долготы восходящего узла орбиты космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
решения уравнения Кеплера;
расчета аргумента широты;
расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат на момент проведения измерений;
аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей выполнен с возможностью:
ввода из блока памяти-архива файла исходных данных по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный космический аппарат - космический аппарат высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный космический аппарат - космический аппарат высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
разработки выходных информационных продуктов для потребителей;
сохранения результатов в блоке памяти-архиве.

2. Устройство по п. 1, в котором аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, центром управления полетом и внешними потребителями содержит процессор, выполненный с возможностью:
приема от внешних потребителей заявок на проведение измерений и их сохранение в базе данных заявок;
приема от наземного источника данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальных космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
приема от центра управления полетом данных о результатах спутниковых измерений;
ведения базы данных заявок, измерений, баллистической информации о космическом аппарате, о бортовой аппаратуре космического аппарата, об эфемеридах и результатов планирования;
расчета предварительного плана проведения измерений и задействования бортовой аппаратуры низкоорбитального космического аппарата;
расчета баллистического прогноза;
интерактивного планирования измерений;
графического моделирования;
формирования задания на включение бортовой аппаратуры низкоорбитального космического аппарата;
формирования сообщения внешним потребителям об обработке заявки;
отображения результатов работы на дисплее;
передачи заявки в центр управления полетом;
передачи сообщения внешним потребителям.

3. Устройство по п. 1, в котором аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных содержит процессор, выполненный с возможностью:
ввода поступающего от центра управления полетом исходного файла данных, принятых установленными на низкоорбитальный космический аппарат различного назначения бортовыми навигационными приемниками сигналов от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
выделения из исходного файла характеристик движения космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: координаты х, у, z, векторы скорости Vx, Vy, Vz и системного tкнс времени;
преобразования системного tкнс времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS во всемирное UT;
выделения из исходного файла принятых характеристик космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: № космического аппарата, псевдодальность, псевдофаза, соотношение сигнал/шум, флаг корректности измерений;
синхронизации времени файлов, принятых от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS и от низкоорбитальных космических аппаратов;
фильтрации файлов по признаку корректности измерений;
сохранения результатов в блоке памяти-архиве.

4. Устройство по п. 1, в котором аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений содержит процессор, выполненный с возможностью:
ввода из блока памяти-архива исходного файла - результата предварительной обработки;
инициализации эфемерид космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета момента времени от эпохи системного времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета текущего значения средней аномалии;
расчета долготы восходящего узла орбиты;
решения уравнения Кеплера;
расчета аргумента широты;
расчета радиус-вектора;
расчета наклона орбиты;
расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат;
сохранения результатов в блоке памяти-архиве.

5. Устройство по п. 1, в котором аппаратно-программный комплекс расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS содержит процессор, выполненный с возможностью:
ввода исходного файла данных координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета взаимного определения координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета координат точки преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета высоты точки преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: hb,
расчета преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: ab;
учета допплеровского эффекта;
сохранения результатов в блоке памяти-архиве.

6. Устройство по п. 1, в котором аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей содержит процессор, выполненный с возможностью:
ввода исходного файла данных координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный космический аппарат - космический аппарат высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
разработки и сохранения в базе данных выходных информационных продуктов для внешних потребителей;
уведомления оператора о выполнении заявки.

7. Способ приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников низкоорбитальных космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы, заключается в том, что осуществляют:
прием от внешних потребителей заявок на проведение ионосферных измерений;
предварительное планирование задействования: время включения-выключения, запоминание и передача данных бортовой аппаратуры низкоорбитальных космических аппаратов (бортового приемника сигналов от космического аппарата высокоорбитальных космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS) исходя из баллистического построения группировки низкоорбитальных космических аппаратов различного назначения и разработку плана работ для центра управления полетом;
прием от наземного источника, например от навигационного приемника, данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальных космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
прием от центра управления полетом данных спутниковых измерений бортовой аппаратурой низкоорбитальных космических аппаратов;
комплексную обработку данных измерений, включающую: предварительную обработку данных, расчет геометрических условий, расчет координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, диагностику возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум;
формирование и передачу внешним потребителям сообщений о планировании и выполнении заявок и данных измерений по заранее согласованным расписанию и протоколам информационного обмена.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области навигации. Техническим результатом является повышение стабильности приема сигналов.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для проверки достоверности позиционной информации. Технический результат состоит в повышении точности определения позиционной информации.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Техническим результатом является возможность частотной и пространственной селекции источников сигналов.

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.

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.
Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в упрощении определения пределов защиты при помощи полной экстраполяции пределов защиты.
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.

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.

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).

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 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.

Изобретение относится к области радионавигации. Техническим результатом является определение курсового угла транспортного средства или оборудования, соединенного с транспортным средством. Система и способ определения курсового угла транспортного средства содержат первую и вторую антенны (12, 14), связанные с транспортным средством. Первая и вторая антенны (12, 14) выполнены с возможностью приема сигналов, содержащих данные системы глобального местоопределения. Входной каскад (18) приемника сконфигурирован с возможностью приема сигналов, содержащих данные системы глобального местоопределения. Устройство (32) электронной обработки данных способно принимать данные системы глобального местоопределения из входного каскада (18) приемника. Устройство (32) обработки данных сконфигурировано или запрограммировано с возможностью исполнения способа определения угловой пространственной ориентации транспортного средства, которая может содержать курсовой угол транспортного средства. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам навигации и может быть использовано в транспортных средствах для определения местоположения транспортного средства. Достигаемый технический результат изобретения - обеспечение определения координат навигационного приемника с частичной компенсацией погрешностей. Указанный результат достигается за счет того, что спутниковые измерения дальности принимаются навигационным приемником и базовой станцией, причем сигналы измерения дальности, принятые базовой станцией, непосредственно транслируются в навигационный приемник, одновременно с базовой станции в навигационный приемник передается трекерный сигнал дальности базовой станции до навигационного приемника, а для определения координат навигационного приемника используется разность сигналов, полученных от спутника непосредственно и через базовую станцию. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для определения местоположения объектов. Технический результат состоит в повышении точности определения местоположения. Для этого первичное устройство (18) измерения фазы измеряет фазу первой несущей и фазу второй несущей у сигналов несущей, принятых приемником (10) с определением местоположения. Вторичное устройство (30) измерения фазы измеряет фазу третьей несущей и фазу четвертой несущей у других сигналов несущей. Кинематический механизм (20) реального времени оценивает первый набор целочисленных неопределенностей, ассоциированный с измеренной фазой первой несущей, и второй набор целочисленных неопределенностей, ассоциированный с измеренной фазой второй несущей. Кинематический механизм (20) реального времени оценивает третий набор неопределенностей, ассоциированный с измеренной фазой третьей несущей, и четвертый набор неопределенностей, ассоциированный с измеренной фазой четвертой несущей. Компенсатор (32) допускает компенсацию межканального смещения по меньшей мере в одном из третьего набора неопределенностей и четвертого набора неопределенностей путем моделирования прогнозирующего фильтра (например, 24) в соответствии с различными входными данными или состояниями фильтра, оцененными устройством (26) оценки. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 16 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в беспроводных системах связи. Технический результат состоит в повышении надежности передачи. Для этого аппарат для приема навигационных сигналов содержит первый коррелятор, выполненный для корреляции первого канала с первым кодом для обеспечения первого выходного сигнала, причем первый канал имеет частоту несущей и данные, второй коррелятор, выполненный для корреляции второго канала со вторым кодом для обеспечения второго выходного сигнала, причем второй код отличается от первого кода, а второй канал имеет такую же частоту несущей, что и первый канал, и такие же данные, что и первый канал. 6 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике навигации. Технический результат состоит в повышении точности определения координат. Для этого навигационная система для замкнутого пространства включает в себя: а) по меньшей мере одну станцию приема спутниковых сигналов, расположенную за пределами замкнутого пространства, предназначенную для приема спутниковых сигналов, передаваемых совокупностью спутников, и определения соответствующей передаваемым сигналам информации, имеющей отношение к синхронизации времени; b) по меньшей мере одну локальную передающую станцию, расположенную в пределах данного замкнутого пространства, предназначенную для передачи локального сигнала, совместимого с передаваемыми спутниковыми сигналами; и с) канал связи, предназначенный для передачи информации, имеющей отношение к самосогласованию, между каждой из станций и по меньшей мере одной другой станцией; причем каждая локальная передающая станция использует информацию, имеющую отношение к самосогласованию, для формирования упомянутого локального сигнала; и причем по меньшей мере один локальный сигнал предоставляет навигационную информацию, пригодную к использованию приемником спутниковой навигационной системы. 18 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к области радионавигации. Техническим результатом является усовершенствование определения коррекций часов, которые не требуют точных часов, на любом сетевом приемнике. Погрешность спутниковых часов определяется для каждого навигационного спутника на основании измерений псевдодальностного кода, измерений фазы несущей и широковещательных погрешностей спутниковых часов, обеспеченных сетью приемников (S402). Разности определяются между вычисленными погрешностями спутниковых часов и широковещательными погрешностями часов для каждого спутника (S406). Для каждой орбитальной группировки выбирается спутник эталонных часов из навигационных спутников, где спутник эталонных часов имеет срединное значение разности погрешностей часов для этой орбитальной группировки спутников (S408). Коррекция определяется для широковещательной погрешности часов путем применения функции погрешности часов опорного спутника к широковещательной погрешности часов для каждого спутника в одной или более орбитальных группировках (S410). 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к бортовым системам навигации (БСН) искусственных спутников Земли (ИСЗ) на низких (с высотой до 500-600 км) орбитах. БСН содержит устройство управления системой и соединенные с ним устройство преобразования навигационных сигналов в навигационные параметры, блок преобразования навигационных параметров в параметры движения центра масс (ЦМ) ИСЗ и блок прогнозирования параметров движения ЦМ. В состав БСН введены соединенные с устройством управления системой блок уточнения баллистического коэффициента (БК) - как параметра согласования расчетного и фактического движения ИСЗ, блок накопления текущих значений БК и блок прогнозирования БК. В блоке прогнозирования БК использован адаптивный (по параметрам, либо также и по структуре модели) алгоритм прогнозирования БК. В алгоритме могут быть использованы соотношения эмпирической регрессии или метод группового учета аргументов. Техническим результатом изобретения является повышение точности прогнозирования движения ЦМ спутника. 2 ил.

Изобретение относится к области спутниковой навигации и может быть использовано в качестве оценки достоверности высокоточного навигационного определения. Технический результат состоит в повышении достоверности высокоточных навигационных определений и уменьшении времени оповещения потребителя о нарушении целостности навигации. Для этого вычисляются уровни защиты по горизонтали и вертикали, сравниваемые с соответствующими им аварийными пределами. Вычисление уровней защиты производится с учетом величины ошибки положения, которая может быть вызвана текущими измерениями, введения коэффициентов, отражающих доверительный диапазон по горизонтали и вертикали, для учета погрешностей, вносимых при распространении сигнала от навигационных космических аппаратов (НКА), а также погрешностей эфемеридно-временного обеспечения НКА, либо коррекций спутниковых часов и коррекций орбиты, в случае применения корректирующей информации от широкозонного функционального дополнения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. В способе предварительно задают систему реперных объектов, в качестве которых используют объекты инфраструктуры, в режиме реального времени одновременно определяют координаты транспортного средства и осуществляют лазерное сканирование местности, в автоматическом режиме обрабатывают результаты сканирования и формируют модель текущего положения объектов в виде облака точек, в соответствии с координатами позиционируют транспортное средство на цифровой карте местности с заданной системой реперных объектов. Причем в зоне позиционирования подвижного транспортного средства определяют реперные объекты, их текущее пространственное положение в виде облаков точек совмещают с их положением на проектной трехмерной векторной карте местности путем минимизации координатной невязки, истинное текущее географическое положение подвижного рельсового транспортного средства вычисляют относительно реперных объектов. Достигается повышение точности позиционирования. 1 ил.
Наверх