close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Точность определения координат аварийных радиобуев по измерениям частот и времен прихода сигналов этих буев на космические аппараты среднеорбитального сегмента системы Коспас-Сарсат.

код для вставкиСкачать
НАВИГАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ТОЧНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ АВАРИЙНЫХ
РАДИОБУЕВ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ ЧАСТОТ И ВРЕМЕН ПРИХОДА
СИГНАЛОВ ЭТИХ БУЕВ НА КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ
СРЕДНЕОРБИТАЛЬНОГО СЕГМЕНТА
СИСТЕМЫ КОСПАССАРСАТ
Антонов Дмитрий Владимирович,
инженер-исследователь 3 категории,
ОАО "Российские космические системы",
Москва, Россия, ch4apa89@yandex.ru
Архангельский Вячеслав Андреевич,
к.т.н., ведущий научный сотрудник,
ОАО "Российские космические системы", Москва, Россия
Белоглазова Надежда Юрьевна,
к.т.н., ведущий научный сотрудник,
ОАО "Российские космические системы", Москва, Россия
Ключевые слова: КОСПАС-САРСАТ,
среднеорбитальный сегмент, СПОИ-СО,
навигационная задача, оценка точности.
Рассматривается решение навигационной задачи по измерениям частот и времен
прихода сигнала от аварийного радио буя (АРБ) в среднеорбитальном сегменте
КОСПАС-САРСАТ. Показано, что формирование разности частот сигнала, принимаемого через несколько спутников-ретрансляторов, исключает воздействие нестабильности генератора АРБ, а формирование разности времен прихода на спутники исключает неизвестное время излучения сигнала. Приведены экспериментальные данные (среднее и средне квадратичное отклонение) ошибок измерений
частот и разностей частот от аварийных и орбитографических АРБ.
Рассматриваются методы решения навигационной задачи по измерениям времен и
по измерениям частот. Приводятся формулы для вычисления ошибки определения
координат в зависимости от взаимного расположения АРБ и спутников-ретрансляторов при решении только по временам прихода сигналов на спутники и только по
частотам. Показано, что при решении навигационной задачи и по временам прихода сигнала на спутник и по их частотам, измерения частот вносят основной вклад в
точность определения координат АРБ. Для спутников глобальных навигационных
систем (ГНСС) с высотой орбит от 19 000 до 23 000 км измерения частот примерно
в 15 раз эффективнее чем измерения времен прихода сигнала на спутник. Приведены результаты математического моделирования оценки точности определения
координат с использованием космических аппаратов (КА) систем ГЛОНАСС и
GPS, с установленными на них ретрансляторами, при различных условиях нахождения АРБ (неподвижный на суше, на море при среднем течении и на море при сильном течении). Уже при использовании только одной ГНСС при решении навигационной задачи и по временам прихода сигнала на спутник и по его частотам выполняются требования КОСПАС-САРСАТ (точность 5 км в 95% случаев). При использовании двух ГНСС точность достигает 500 м в 95% случаев при любых рассматриваемых условиях в любой точке земного шара.
Для цитирования:
Антонов Д.В., Архангельский В.А., Белоглазова Н.Ю. Точность определения координат аварийных радиобуев по измерениям частот и
времен прихода сигналов этих буев на космические аппараты среднеорбитального сегмента системы КОСПАС-САРСАТ // T-Comm:
Телекоммуникации и транспорт. – 2016. – Том 10. – №1. – С. 62-67.
For citation:
Antonov D.V., Arhangelskiy V.A., Beloglazova N.Yu. The accuracy of independent location of a distress radiobeacon derived from the measurements of time and frequency of arrival at the COSPAS-SARSAT medium earth orbiting satellites. T-Comm. 2016. Vol. 10. No.1, pр. 62-67.
(in Russian).
T-Comm Vol.10. #1-2016
67
НАВИГАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
68
T-Comm Tом 10. #1-2016
НАВИГАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
T-Comm Vol.10. #1-2016
69
НАВИГАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
70
T-Comm Tом 10. #1-2016
НАВИГАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
T-Comm Vol.10. #1-2016
71
NAVIGATION TECHNOLOGIES
THE ACCURACY OF INDEPENDENT LOCATION OF A DISTRESS RADIOBEACON DERIVED
FROM THE MEASUREMENTS OF TIME AND FREQUENCY OF ARRIVAL
AT THE COSPAS-SARSAT MEDIUM EARTH ORBITING SATELLITES
Dmitriy Vladimirovich Antonov, engineer-researcher (3 cat.), Joint Stock Company "Russian Space Systems", Moscow, Russia,
ch4apa89@yandex.ru
Vyacheslav Andreevich Arhangelskiy, candidate of engineering science, leading research associate,
Joint Stock Company "Russian Space Systems, Moscow, Russia,
Nadezhda Urevna Beloglazova, head of sector, Joint Stock Company "Russian Space Systems", Moscow, Russia,
Abstract
In this study the algorithm to produce an independent location of a distress radio beacon using measurements of time and frequency of arrival
obtained at Cospas-Sarsat MEOSAR (medium-earth orbiting search and rescue) satellites is considered. It is demonstrated, that the difference of
frequency measurements obtained from multiple satellites offsets the impact of the beacon frequency oscillator instability and the difference of
arrival times obtained from multiple satellites eliminates the unknown time of transmission signal. The experimental data (mean and standard deviation) of measurement errors of frequency and of frequency differences from distress and orthography beacons is reported. Formulas to calculate
location (by arrival times and by arrival frequencies) and the location error as a function of satellite-to-beacon relative position are given. It is
demonstrated that the frequency measurements are major contributors to the location accuracy when process location by signal times of arrival
obtained from multiple satellites and its frequencies. For global navigation satellite systems (GNSS) with a height of orbit from 19 000 km to
23 000 km frequency measurements are about 15 times more effective than measurements of time arrival. The results of the mathematical modeling of different GNSS satellites geometry (GPS and GLONASS MEOSAR satellites) and its impact on location accuracy under different conditions
of location beacon (fixed on land, at sea in the middle flow and at sea in the strong flow) is reported. Even when using only one of GNSS, the
requirements of COSPAS-SARSAT (the accuracy of 5 km in 95% of cases) are met. When using both GNSS accuracy reaches 500 meters in 95%
of cases considered under any conditions anywhere in the world.
Keywords: COSPAS-SARSAT, MEOSAR, MEOLUT, independent location, location accuracy.
References
1. COSPAS-SARSAT demonstration and evaluation plan for the 406 MHz MEOSAR SYSTEM C/S R.018 Issue 2 -Revision 2 October 2014.
2. Tolman R.C., "Relativity, Thermodynamics and Cosmology", Moscow, 1974, 294 p. (in Russian)
3. GOST R 51794-2008 (in Russian)
4. NIMA Technical Report TR8350.2, "Department of Defense World Geodetic System 1984, Its Definition and Relationships With Local
Geodetic Systems", Third Edition, 4 July.
5. Nevolko M.P., Silvestorov S.D., Arhangelskiy V.A., Mihaylov A.V., Kulnev V.V. Methods for increasing the accuracy of navigation determinations
of surface objects using a satellite navigation system / Space researches, 1985. Vol. 23. No. 6, pp. 820-828. (in Russian)
72
T-Comm Tом 10. #1-2016
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа