Учебно-методический комплекс образовательных программ профессиональной переподготовки и повышения квалификации Издательство мгту им Н. Э. Баумана Федеральная целевая программа развития образования на 2006-2010 годы
вернуться в начало
скачатьРассматривается пример реализации МЛА с 8-кратным использованием частот, в котором с целью оптимизации параметров приёмо-передающей антенной системы предлагается применить две приёмные ГЗА с многоэлементным облучателем и две передающие ГЗА, каждая из которых имеет по два многоэлементных облучателя.В настоящее время большой интерес проявляется к исследованиям возможностей применения широкополосных сигналов и разработке соответствующих радиотехнических систем. Одним из достаточно сложных элементов таких систем является широкополосный излучатель. При разработке широкополосных излучателей кроме требований по полосе рабочих частот и уровню согласования обычно накладываются ограничения на размеры антенны Среди излучателей сигналов можно выделить несколько типов, приблизительно удовлетворяющих принципам построения широкополосных и имеющих малые электрические размеры антенн. К числу таких излучателей относятся фрактальные и тороидальные спиральные антенны, различные типы вибраторных излучателей, включая плоские, щелевые и конические вибраторы. Учебным планом дисциплины предусматривается выполнение курсовой работы. Преподавание дисциплины «Спутниковые навигационные системы» ставит целью дать слушателям необходимую информацию о принципах функционирования, структуре, возможных областях применения, и технических характеристиках современных систем радионавигации, причем основное внимание уделяется наиболее перспективным спутниковым радионавигационным системам (СРНС) второго поколения: “ГЛОНАСС” (Россия), GPS (США). Создание этих спутниковых радионавигационных систем стало одним из наиболее заметных и практически важных научно-технических достижений последнего двадцатилетия ХХ в. Введенные в эксплуатацию в начале 90-х годов, системы первоначально предназначались для решения задач точного местоопределения высокодинамичных объектов военного назначения. Однако полученный в процессе испытаний и эксплуатации СРНС опыт показал, что создаваемое этими системами глобальное навигационно-временное поле позволяет обеспечивать не только высокоточную навигацию подвижных средств, но и решать на принципиально новой основе широкий круг других прикладных задач, которые при проектировании СРНС не рассматривались. Как следствие, возникли и быстро развиваются многочисленные приложения спутниковой радионавигации в различных сферах: от геофизических исследований до автоматического управления карьерными механизмами и автотранспортом. В настоящее время более 200 фирм во всем мире выпускают сотни тысяч экземпляров аппаратуры потребителей (АП) СРНС различных классов, в том числе недорогие малогабаритные приборы для индивидуальных пользователей. В результате АП СРНС, наряду со средствами мобильной связи и другими новейшими достижениями радиоэлектроники, стала не только средством сугубо профессиональной деятельности, но и предметом личного пользования, что многократно расширяет круг ее потребителей. Радиопеленгаторные системы получили широкое применение для судовождения, а затем и в аэронавигации. В настоящее время в мире используются десятки тысяч судовых и аэронавигационных радиомаяков, в том числе с активным ответом, позволяющих определить не только направление на маяк, но и дальность до него. Принципы навигационных измерений, статистические методы обработки сигналов и другие технические решения, разработанные применительно к РНС наземного базирования, явились научно-техническим фундаментом для проектирования спутниковых радионавигационных систем, в которых носителем источника навигационного сигнала является искусственный спутник Земли (далее всюду — навигационный космический аппарат, НКА). Возможность использования в качестве источника навигационного сигнала объекта, движущегося со скоростью порядка нескольких километров в секунду, базируется на том, что орбита НКА и параметры его движения могут прогнозироваться и контролироваться с весьма высокой точностью, т. е. они известны в любой момент времени. Перспективная СРНС должна предоставлять потребителю возможность в любой момент времени определить три координаты, вектор скорости и точное время. Для реализации такой возможности необходимо проводить измерения не менее чем по четырем спутникам, что накладывает соответствующее условие на структуру орбитальной группировки НКА: в любой момент времени в любой точке земной поверхности должна быть обеспечена возможность наблюдения не менее четырех НКА, при этом общее число НКА в группировке должно быть минимальным. Для решения поставленной задачи при проектировании СРНС второго поколения были избраны среднеорбитальные НКА с высотой орбиты порядка 20 тыс. км (дальнейшее увеличение высоты орбиты нецелесообразно, так как не приводит к расширению зоны видимости НКА). Период обращения НКА при такой высоте орбиты равен примерно 12 ч. В этом случае, для того чтобы гарантировать в любой точке Земли одновременное наблюдение не менее 4 НКА, в составе орбитальной группировки должно быть не менее 18 НКА, однако для повышения точности и надежности навигационных измерений было решено увеличить это число до 24. Кроме изменения структуры и геометрии орбитальной группировки, в СРНС второго поколения с самого начала были заложены средства, обеспечивающие прецизионную (с точностью до единиц наносекунд) взаимную синхронизацию бортовых шкал (эталонов) времени НКА. Большое внимание при изложении материала должно быть уделено также развитию средств высокоточного определения и прогнозирования параметров орбит (эфемерид) НКА. Достаточно сказать, что для достижения требуемой точности прогноза эфемерид должны учитываться такие факторы, как световое давление на НКА, влияние релятивистских эффектов на гравитационное поле Земли, неравномерность вращения Земли и ее полюсов, а также наличие реактивных сил, связанных с газоотделением материалов покрытия НКА. Решение перечисленных, а также и многих других второстепенных задач позволило создать, ввести в эксплуатацию и предоставить в пользование всему населению Земли две среднеорбитальные СРНС второго поколения: российскую, получившую название ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) и американскую, первоначально названную NAVSTAR (Navigation Satellite Time and Ranging), а в настоящее время обычно именуемую GPS (Global Positioning System). Для однозначного решения навигационной задачи необходимо получить оценки РНП по сигналам, как минимум, четырех НКА. В первых образцах АП, использовавших одноканальные приемники, эта задача решалась методом последовательной настройки приемника на соответствующие литерные частоты ГЛОНАСС, либо методом перебора опорных последовательностей дальномерных кодов GPS. Однако оперативность и точность таких измерений не удовлетворяет современным требованиям. Поэтому в настоящее время приемники АП строятся исключительно как многоканальные, причем число параллельных каналов, реализующих процедуру согласованной фильтрации, колеблется от 6–12 в несложных GPS-приемниках, до 24 и более в совмещенных (ГЛОНАСС + GPS) образцах АП. Современная АП оснащена высокопроизводительными процессорами, позволяющими полностью автоматизировать выполнение всех основных операций: поиска и обнаружения сигналов выбранного созвездия НКА, слежения за сигналами и измерения РНП, приема и декодирования служебной информации, учета в измеренных РНП различных поправок (релятивистской, тропосферной, временной и т. п.), решения основной навигационно-временной задачи и сопутствующих сервисных задач, контроля навигационных решений, контроля работоспособности аппаратуры, регистрации и индикации результатов решений. В процессе обучения предусматривается сдача зачётов и экзаменов по дисциплинам. В случае успешной сдачи предусмотренных учебным планом зачетов и экзаменов слушатели получают удостоверение о повышении квалификации государственного образца. ^ Учебно-тематический план «Системы космической связи и навигации»
^ После успешного завершения обучения по программе повышения квалификации «Системы космической связи и навигации» слушатель должен знать:
должен уметь:
должен иметь навыки:
^ 5.1. «Антенные системы для геостационарных и низкоорбитальных космических аппаратов» Автор: Бей Н. А.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 