Устройство для контроля целостности поля навигационных космических аппаратов

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в навигационной аппаратуре потребителя. Технический результат состоит в повышении надежности автономного контроля целостности поля системы навигационных космических аппаратов (НКА). Для этого устройство содержит n, где n не меньше восьми, НКА одной орбиты, в состав каждого из которых входит: бортовая аппаратура НКА, усилитель мощности навигационного сигнала, антенна, навигационная аппаратура потребителя, решающее устройство, управляемый коммутатор, управление которым осуществляется решающим устройством. 1 ил.

 

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для решения задачи контроля целостности (КЦ) поля 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 навигационную спутниковую информацию из последующей обработки, то есть изолировать отказавшийся 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 системы НКА потребителям, собственно в аппаратуре потребителя(АП) навигационной системы (НС).

Контроль целостности радионавигационного поля СРНС 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 [1]. 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.

Известно устройство [2], состоящее из 8 НКА, равномерно расположенных на одной орбите, в каждом из которых имеется бортовая аппаратура, усилитель мощности (УМ), антенна и навигационная аппаратура потребителя (НАП), 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 n-го 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, использующее 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 [2].

Недостатками данного построения системы контроля целостности поля системы НКА является недостаточная надежность радиоканалов между НКА. В результате в случаях повреждения радиоканала по какой-либо технической причине или по причине несанкционированных действий постороннего наблюдателя целостность системы может быть нарушена и до очередного сеанса с наземным комплексом потребители могут получать навигационную информацию с большими погрешностями.

Цель изобретения: создание устройства с расширенными функциями НКА сохранения информационной «привязки» НКА на орбите относительно друг друга, как в прямую, так и в обратную сторону. То есть, если информационный радиоканал между i-м и (i+1)-м (i изменяется от 1 до n) НКА перестает функционировать, i-й НКА передает информацию на вход (i-1)-го НКА. В этом случае вся группировка НКА будет связана.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля целостности поля системы навигационных космических аппаратов устанавливается в каждый из n НКА управляемый коммутатор (УК), к первому информационному входу которого подключен выход антенны следующего НКА, а ко второму информационному входу УК подключен выход антенны предыдущего НКА, управляющий вход каждого УК подключен к управляющему выходу РУ соответствующего НКА. То есть, если нарушается работа радиоканала между i-м и (i-1)-м НКА, РУ i-го НКА выдает команду на i-й УК, который подключает на вход НАП сигнал с (i+1)-го НКА.

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 n-го (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, блоки 19, 20, 21, управляемые коммутаторы по числу 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, подключены к информационным входам соответствующих блоков 19, 20, 21 УК, управляющие ходы которых подключены к соответствующим РУ.

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

Радионавигационные сигналы, формируемые бортовой аппаратурой первого НКА. усиливаемые усилителем мощности, поступают на антенну и передаются на УК второго 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 на УК третьего 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, n-го НКА, усиливаемые усилителем мощности, поступают на антенну и передаются на УК первому НКА, где они принимаются НАП и передаются в РУ, выдающему признак достоверности навигационной информации НКА в бортовую аппаратуру первого НКА. РУ всех НКА осуществляют переключение входящих сигналов в зависимости от состояния радиоканала между НКА.

В РУ проводится навигационных параметров и расстояния между соседними НКА. При превышении заданных значений выдается признак отказа в бортовую аппаратуру НКА, закладывающую данные в состав оперативной информации в качестве признака достоверности в навигационном кадре.

Список литературы.

1. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. Изд. 4-е. - М.: Радиотехника, 2010.

2. Патент РФ: 2550146 С1. По заявке 2014101143/07 от 16.01.2014.

Устройство для контроля целостности поля системы навигационных космических аппаратов, состоящее из n, где n не меньше восьми, навигационных космических аппаратов, равномерно расположенных на одной орбите, в каждом из которых имеется бортовая аппаратура, усилитель мощности, антенна и навигационная аппаратура потребителя, усилитель мощности навигационного сигнала, антенна, навигационная аппаратура потребителя и решающее устройство, причем для первого навигационного космического аппарата на данной орбите выход бортовой аппаратуры первого навигационного космического аппарата подключен к входу усилителя мощности, а выход усилителя мощности подключен к антенне, которая подает сигнал на вход навигационной аппаратуре 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 n-го 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,

отличающееся тем, что для надежности контроля целостности поля системы НКА каждый из n НКА содержит управляемый коммутатор УК, к первому информационному входу которого подключен выход антенны следующего НКА, а ко второму информационному входу УК подключен выход антенны предыдущего НКА, управляющий вход каждого из n УК подключен к управляющему выходу РУ соответствующего НКА.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для установление подлинности навигационного сообщения. Технический результат состоит в повышении точности определения сообщения.

Изобретение относится к области радионавигации. Техническим результатом является повышение точности измерений.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для определения взаимного местоположения подвижных объектов и позволяет повысить помехоустойчивость, точность в полносвязных радиосетях за счет систем вычисления взаимных скоростей и ускорений.

Изобретение относится к области навигационного приборостроения летательных аппаратов и морских судов. Технический результат состоит в повышении точности выработки параметров ориентации объекта при сокращении длины антенной базы до уровня длины волны несущей частоты спутникового сигнала, расширении возможностей по калибровке на подвижном объекте смещений нулей акселерометров и гироскопа.

В данном изобретении описаны способы для определения местоположения потребителей спутниковых навигационных систем и использующие их системы. Способы основаны на том факте, что в локальной области пространства потребители, определяющие свое местоположение по рабочему созвездию навигационной системы, будут иметь одинаковые погрешности, связанные с движением спутников и распространением радиосигналов.

Группа изобретений относится к способу и автоматизированной системе для компенсации задержки в динамической системе. Для компенсации задержки вычислительной системой принимают два массива параметрических данных от двух датчиков, вырабатывают первый параметр регулировки компенсации задержки, связанный со вторым массивом, на основе дополнительного массива параметрических данных от дополнительного датчика, вырабатывают отфильтрованные параметры на основе первого и второго массивов и параметра регулировки компенсации задержки, вырабатывают выходные данные для автоматизированной системы управления самолета на основе отфильтрованных параметров.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в точности навигации позиционирования ToF внутри помещения, которыми может управлять сетевая точка доступа (АР) и для которых не требуется инициирование со стороны клиента, прерывания, вмешательства и которые не требуют передачи ответов.

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться для определения погрешности оценки времени прохождения ионосферы сигналом вдоль вертикальной оси видимости.

Изобретение относится к спасательным средствам и может быть использовано для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде. Устройство автоматической активации оповещения о ситуации «человек за бортом» содержит спасательный жилет и устройство оповещения о ситуации «человек за бортом».

Изобретение представляет способ вспомогательного захвата приемником объединенной навигационной системы, при этом приемник объединенной навигационной системы способен принимать и обрабатывать сигналы нескольких спутников при захвате и отслеживании сигналов по меньшей мере одного спутника.

Изобретение относится к способам навигации по спутниковым радионавигационным системам (СРНС) и может быть использовано для определения параметров навигационных спутников и повышения точности определения координат навигационного приемника. Достигаемый технический результат - повышение точности определения местоположения навигационного приемника за счет коррекции и учета погрешности взаимной синхронизации часов навигационных спутников, а также инструментальных погрешностей передатчиков спутников. 1 ил.

Изобретение относится к области спутникового радиоконтроля и может быть использовано при поиске и локализации позиций земных станций (ЗС) спутниковой связи - источников помех стволам с прямой ретрансляцией спутников-ретрансляторов (СР) на геостационарной орбите. Достигаемый технический результат - упрощение реализации способа и устранение ограничения функциональности на территории с низкой плотностью размещения ЗС. Указанный результат достигается за счет того, что одновременно регистрируют последовательности дискретных отсчетов уровней ретранслируемого сигнала искомой ЗС, принимаемого стационарной станцией спутникового радиоконтроля и сигнала радиомаяка СР, через который ретранслируется сигнал искомой ЗС, принимаемого мобильной станцией спутникового радиоконтроля. В результате обработки принятых последовательностей программными средствами получают группы детализирующих вейвлет-коэффициентов, которые сохраняют или изменяют свои значения вследствие динамики уровней сигналов искомой ЗС и сигнала радиомаяка CP, обусловленной прохождением их трасс через области объемно распределенных гидрометеоров. В качестве признака сходства динамики принятых последовательностей рассматривают увеличение, снижение или сохранение неизменными значений вейвлет-коэффициентов с одинаковыми индексами. Для оценки сходства динамики принятых последовательностей по результатам сравнения соседних вейвлет-коэффициенты в группах коэффициентов формируют одномерные массивы Aq и Bq, где q – 1, 2 …Q – нумерация позиций. В случае совпадения элементов массивов Aq и Bq с одинаковыми индексами вырабатывают признак 1, в случае несовпадения - признак 0. Сходство динамики принятых последовательностей оценивают по удельному весу количества совпадений, полученных на основе суммирования результатов сравнений элементов массивов Aq и Bq с одинаковыми индексами. 3 ил.

Изобретение относится к области радионавигации и может быть использовано в системах определения местоположения и слежения за траекторией перемещающихся в надземном пространстве объектов по сигналам навигационных бесспутниковых систем, использующих RFID-технологию. Достигаемый технический результат – обеспечение навигационного обслуживания в зоне, содержащей радиочастотные метки при произвольных траекториях движения пользователя. Указанный результат достигается за счет того, что радиочастотные метки устанавливаются на дорожных знаках, светофорах, столбах, деревьях, зданиях и сооружениях, а также других искусственных объектах и подходящих для этого объектах неживой природы, при этом их информационные данные, характеризующие уникальность расположения каждой метки, противопоставляются аналогичным данным, нанесенным на электронную карту местности и/или хранящимся ее в базе данных. Координаты меток назначаются относительно установленных границ города или другого населенного объекта, района, региона, области, административной единицы или государства путем построения координатной сетки, где самая южная точка границы имеет нулевое значения численного индекса (числа) при позиции, обозначенной одной буквой алфавита, западная - при позиции, обозначенной другой буквой алфавита. Координаты остальных меток, следующих за меткой (метками) с нулевым индексом при любой из двух буквенных позиций, получаются добавлением, например, единицы к индексам позиций меток. Координаты меток учитывают запрещающие и предписывающие знаки дорожного движения, располагающиеся на перекрестках, ответвлениях и разветвлениях дороги, непосредственно там, где они установлены, а также на соседних перекрестках, ответвлениях и разветвлениях. Прокладывание маршрута движения объекта осуществляется соединением ближайших меток (метки) от исходного пункта, в котором находится пользователь, до ближайшей к искомому пункту метки (меток) через все лежащие между ними метки с последующим выбором минимального расстояния. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области спутниковой навигации и может быть использовано в качестве оценки достоверности высокоточного навигационного определения в реальном времени. Для определения целостности высокоточного навигационного определения пользователя вычисляются уровни защиты по горизонтали и вертикали, сравниваемые с соответствующими им аварийными пределами. Вычисление уровней защиты производится с учетом неточности формирования коррекций спутниковых часов и коррекций орбиты в корректирующей информации от широкозонного функционального дополнения, величин дисперсий ошибок первичных измерений, вносимых ионосферной и тропосферной рефракциями при распространении сигнала от навигационных космических аппаратов (НКА), шумами приемника и многолучевостью. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение достоверности высокоточных навигационных определений в реальном времени и уменьшение времени оповещения потребителя о нарушении целостности навигации. 5 ил.

Изобретение относится к авиационной и ракетной технике. Способ управления авиационным воздушно-реактивным двигателем (ВРД) летательного аппарата (ЛА) включает измерение давления и температуры воздуха на входе в ВРД, преобразование информации с датчиков давлений и температуры и передачу преобразованной информации по каналу (4) обмена информацией к вычислителю (8), обработку полученной информации в вычислителе (8) по заранее установленным алгоритмам поддержания скорости летательного аппарата на различных высотах движения аппарата, выдачу управляющих сигналов на агрегаты ВРД. Способ также включает в себя обеспечение самоконтроля блоков, датчиков и клапанов агрегатов ВРД. При получении сигнала об отказе датчиков (3) давления и/или датчиков (11) температуры выдается команда для выполнения резервного алгоритма управления ВРД, заключающегося в расчете давления и температуры воздуха на входе в ВРД по измеряемым с помощью аппаратуры (5) спутниковой навигации параметрам скорости и высоты летательного аппарата. Изобретение обеспечивает возможность корректировки работы ВРД в штатном режиме и формирования резервной системы для управления ВРД во внештатной ситуации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области радионавигации. Технический результат заключается в расширении арсенала средств для формирования сигналов спутниковой навигационной системы. Указанный сигнал спутниковой навигационной системы формируют в квадратурном модуляторе из синфазной и квадратурной составляющих сигнала. Синфазную и квадратурную составляющие формируют по управляющим сигналам от микроконтроллера мультиплексного канала обмена и микроконтроллера управления и обработки информации в программируемой логической интегральной схеме путем цифрового синтеза частоты из сигналов стандартной и высокой точности с частотным и кодовым разделением.1 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при обзоре пространства в радиолокационных станциях (РЛС) с фазированными антенными решетками (ФАР). Достигаемый технический результат - сохранение дальности действия РЛС с ФАР в условиях воздействия активных шумовых помех (АШП) при ограниченных энергетических затратах на обзор зоны пространства. Указанный технический результат достигается тем, что обзор пространства основан на взаимодействии разнесенных в пространстве РЛС с ФАР, при этом в процессе обзора РЛС обмениваются информацией о помеховой обстановке, измеренной в каждом угловом направлении зоны обзора. В угловых направлениях, в которых обеспечивается обнаружение целей на требуемой дальности, обзор пространства осуществляется однопозиционной РЛС с ФАР с учетом обеспечения минимума энергетических затрат. Угловые направления, в которых действует постановщик активных помех (ПАП), обзор пространства осуществляется разнесенными РЛС с ФАР в пассивном режиме работы, при этом уточняются и выдаются координаты ПАП в общую информационную систему. В угловых направлениях с "непреодолимой" по мощности помехой, в которых плотность потока мощности ПАП не обеспечивает обнаружение цели на требуемой дальности, обзор пространства осуществляется разнесенными РЛС. Активная РЛС производит обнаружение воздушного объекта на максимальной дальности в условиях воздействия АШП. Область пространства, где обнаружение воздушных объектов в условиях воздействия активных шумовых помех однопозиционной РЛС невозможно, сканируется РЛС, работающей в пассивном режиме. При этом выбирается одна бистатическая РЛС, осуществляющая обзор максимального количества элементов разрешения с заданным качеством обнаружения, но не превышающая выделенный энергетический ресурс. 2 ил.

Изобретение относится к области навигации летательных аппаратов (ЛА) с использованием комплексного способа навигации, а также относится к области навигационных приборов для контроля и управления летательными аппаратами. Комплексный способ навигации летательных аппаратов, функционально объединяющий инерциальный способ навигации, спутниковый способ навигации и воздушно-скоростной способ навигации с использованием магнитометрических датчиков, при этом дополнительно осуществляют начальную выставку по курсу в процессе руления и разбега до момента отрыва летательного аппарата (ЛА) от ВПП, определение и списание девиации магнитометрических датчиков после набора высоты путем совершения полета по кругу, осуществляют процесс навигации в трех режимах: основной режим навигации, где инерциальную систему и систему воздушных сигналов (СВС) корректируют по сигналам спутниковой системы навигации (СНС), осуществляют двухуровневый контроль достоверности сигналов от приемника СНС и определяют погрешности измерения воздушной скорости и скорости ветра, используя сигналы СНС, альтернативный режим навигации, где инерциальную систему корректируют по сигналам СВС, которого включают при отсутствии сигналов от приемников СНС или достоверности сигналов от приемника СНС и резервный режим навигации, которого включают в случае отказа системы СНС и СВС, где используют адаптированную к возмущениям резервную систему определения углов пространственной ориентации, корректируемую по сигналам акселерометров и магнитометрических датчиков со списанной девиацией в полете, осуществляют оптимизацию коэффициентов адаптивной коррекции углов по сигналам акселерометров, в зависимости от режима полета ЛА. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей, повышение надежности работы и эффективности навигации, а также повышение точности определения навигационных параметров в случае пропадания сигналов от приемника спутниковой навигационной системы (СНС).

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в навигационной аппаратуре потребителя. Технический результат состоит в повышении надежности автономного контроля целостности поля системы навигационных космических аппаратов. Для этого устройство содержит n, где n не меньше восьми, НКА одной орбиты, в состав каждого из которых входит: бортовая аппаратура НКА, усилитель мощности навигационного сигнала, антенна, навигационная аппаратура потребителя, решающее устройство, управляемый коммутатор, управление которым осуществляется решающим устройством. 1 ил.

Наверх