Глава 8. Общие принципы построения и элементы баллистического обеспечения спутниковых навигационных систем
Возможность эффективного применения ИСЗ для решения навигационных задач в значительной степени обусловлена их способностью быть видимыми с обширных территорий поверхности Земли или околоземного пространства. Это обстоятельство позволяет существенно расширить зону видимости объектов, выступающих в качестве потребителей навигационной информации, до размеров зоны видимости спутника и тем самым обеспечить проведение навигационных определений объектов относительно объектов с известными координатами (реперов), находящихся на достаточно большом удалении от определяемого объекта. Для этого необходимо, чтобы и определяемый объект, и реперы находились одновременно в пределах зоны видимости спутника.
Использование наземных измерительных пунктов (НИПов) с известными координатами может быть исключено, если вместо них использовать сами спутники. Конструкция бортовой аппаратуры спутников и алгоритмическое обеспечение их систем при этом, конечно, усложняется, но зато может быть обеспечена централизация управления СНС и повышена надежность решения навигационной задачи. Определение орбит спутников и прогнозирование их параметров в этом случае должны производиться с помощью наземного командно-измерительного комплекса (КИК). Объекты же определяют параметры своего положения относительно «созвездия спутников», а при наличии точной информации о положении спутников относительно базовой системы координат — свои координаты (а также их производные) относительно той же системы координат.
В качестве такой информации используют эфемеридную информацию или эфемериды спутников, задаваемые в виде таблиц, заносимых в память ЭЦВМ, содержащих заранее вычисленные относительные координаты НИСЗ для ряда последовательных моментов (равномерно текущего) эфемеридного времени, являющегося независимой переменной в уравнениях движения НИСЗ. Расчет эфемерид должен производиться заранее на основе прогноза параметров орбиты на определенный промежуток времени для каждого спутника системы.
Процедуру определения эфемерид, а также ряда других решаемых в процессе функционирования системы задач относят к числу задач исполнительной космической баллистики НИСЗ. Однако помимо этих задач, характерных для обеспечения эксплуатации уже созданной СНС, их развертывание требует предварительного решения совокупности задач баллистического проектирования, подразделяющихся на два этапа: синтез кинематических орбитальных структур без учета основных возмущающих факторов; уточнение орбитальной структуры с учетом различного рода возмущений, действующих на НИСЗ в полете, построение СС и управление ее структурой. Совокупность математических моделей, алгоритмов и методик (в ряде случаев вычислительных программ, реализующих соответствующие методики), предназначенных для создания и обеспечения функционирования СНС, принято называть их баллистическим обеспечением, элементы которого представляют собой предмет обсуждения данной главы.
|
