службы спутников до 5 лет. Федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» принятая на 2001-2011 годы предусматривает не только укомплектование орбитальной группировки, но также упрощение доступа к информации о ГЛОНАСС для гражданских пользователей. В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 7 марта 1995 года № 237 обеспечение информацией о состоянии системы ГЛОНАСС осуществляет Координационный научно-информационный центр МО РФ. В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 3 августа 1999 года № 896 ежедневно (кроме выходных и праздничных дней) состояние орбитальной группировки ГЛОНАСС публикуется в сетях общего пользования на сайте http://www.rssi/ru/SFCSIC/SFCSIC_main.html.

Информацию гражданским потребителям предоставляют по следующим разделам:

1.Информационная группа «Состояние», которая включает информацию о состоянии орбитальной группировки ГЛОНАСС. Все даты даны для московского времени (UTC+0300).

2.Информационная группа «Сводка» включает:

-информацию о спутниках, плоскостях, точках и номерах частот;

-сообщения о будущих и прошедших событиях, влияющих на состояние системы, а также сообщения о событиях, не меняющих состояние системы.

3.Информационная группа «Сообщения» включает сообщения потребителям системы ГЛОНАСС.

7.5.2. Назначение и схемная реализация устанавливаемой на спутниках аппаратуры

В соответствии с рассмотренной в подразделе 1.2 общей идеологией одностороннего спутникового метода измерения расстояний на спутнике размещается передающая часть дальномерного комплекса, с помощью которого формируются и передаются по радиоканалам на Землю все необходимые сигналы, участвующие в процессе проводимых измерений. Как уже отмечалось ранее, на начальной стадии разработки систем GPS и ГЛОНАСС планировалось ее создание как навигационных систем военного назначения. При этом основное внимание было уделено формированию кодовых сигналов, с помощью которых предполагалось реализовать возможность оперативного определения расстояний между спутниками и наземной аппаратурой с точностью, характеризуемой погрешностями в десятки и сотни метров. При проектировании таких систем было признано целесообразным применение двух видов закодированных сигналов. Для системы GPS эти ви-

32

ды получили название общедоступного грубого кода (С/А-кода) с разрешающей способностью в несколько десятков метров и санкционированного точного кода (Р-кода) с разрешающей способностью примерно в 10 раз более высокой. Применительно к системе ГЛОНАСС такие кодовые посылки получили название узкополосной и широкополосной псевдослучайной последовательности (СТ-код и ВТ-код). Передача со спутника обоих сигналов осуществляется посредством модуляции несущих колебаний дециметрового диапазона.

Наряду с перечисленными выше функциями расположенная на спутнике аппаратура должна также передавать на Землю навигационное сообщение, назначение которого было отмечено в подразделе 1.4.

Все формируемые на борту спутника несущие и кодовые сигналы, а также бинарные сигналы для передачи навигационного сообщения получают на основе использования установленных на спутнике высокостабильных опорных генераторов.

На заключительной стадии сформированные сигналы объединяются и после соответствующего усиления излучаются спутниковой антенной системой в направлении земной поверхности.

Взаимодействие входящих в состав спутниковой аппаратуры электронных узлов проиллюстрировано схемой, приведенной на рис. 1.3.

Основой данной функциональной схемы является высокостабильный опорный генератор, который называют также бортовым эталоном времени и частоты (БВЭЧ). Частота возбуждаемых таким генератором колебаний выбрана равной: для GPS - 10,23 МГц, а для ГЛОНАСС — 5,11 МГц. На базе использования этого генератора формируются не только все передаваемые со спутника сигналы, но и реализуются высокоточные электронные часы, показания которых используются как в процессе выполнения спутниковых измерений, так и для передачи сигналов точного времени.

Всистеме GPS колебания несущих частот, получивших условные обозначения L1 и L2, формируются посредством умножения частоты задающего опорного генератора соответственно на 154 и на 120. Полу-

чаемые при этом частоты/1;=1575,42 МГц иfL2= 1227,60 МГц соответствуют дециметровому диапазону (Хи = 19,0 см и Хи = 24,4 см).

Всистеме ГЛОНАСС с помощью соответствующих синтезаторов частот для каждого спутника формируется своя пара несущих частот, одна из которых относится к верхнему (L1 ), а другая - к нижнему (L2) диапазонам частот. При этом для верхнего и нижнего диапазонов несущие частоты, характерные для конкретного спутника, определяются по формулам:

fi,k=fi,o +W7;

33

Численные значения характерных для кодовых сигналов тактовых частот, получаемых на основе использования частоты опорного генератора, в системе GPS выбраны следующими:

для С/А-кода-fc / A =/</10=1,023 МГц, для Р-кода-fP =f0 =" 10,23 МГц.

В системе ГЛОНАСС тактовые частоты для СТ-кода и ВТ-кода соответственно:

/ с т = 0,511 МГц и / 5 Г = 5,11 МГц.

Информация, содержащаяся в навигационном сообщении, передается на более низкой частоте (FHC = 50 бит/с), при формировании

которой также используются колебания опорного генератора. Поступающие с выходов кодирующих устройств кодовые после-

довательности суммируются с сигналами навигационного сообщения, после чего они поступают в модуляторы (перемножители), где осуществляется фазовая модуляция несущих колебаний L1 и L2. При этом колебания L1 подвергаются модуляции кодовыми сигналами как С/А- кода, так и Р-кода, в то время как колебания L2 модулируются только сигналами Р-кода с наложенным на них навигационным сообщением.

Для облегчения разделения на приемном конце кодовых сигналов (С/А и Р-кода), передаваемых на частоте L1, несущие колебания, используемые для передачи С/А-кода, дополнительно сдвигаются по фазе на 90 градусов, что позволяет реализовать в аппаратуре потребителя так называемый квадратурный принцип разделения принимаемых сигналов.

После формирования на спутнике фазомодулированных сигналов несущей частоты последние объединяются с помощью соответствующих электронных узлов в один комплексный сигнал, который излучается спутниковой антенной системой.

/.5.5. Высокостабильные спутниковые опорные генераторы

Из приведенного в предыдущем подразделе краткого описания установленной на спутнике аппаратуры следует, что наиболее ответственным узлом является высокостабильный опорный генератор, на основе которого формируются несущие колебания с частотами L1 и L2, кодовые сигналы, соответствующие двум упомянутым выше кодам, а также передаваемое со спутника навигационное сообщение. Кроме того, опорный генератор представляет собой основную составную часть установленных на спутнике электронных часов, показания которых используются как в измерительном процессе, так i гри формировании сигналов точного времени.

К основным требованиям, предъявляемым к спутников!гм опорным генераторам, следует отнести, прежде всего, необходим( ~ь реа-

35

лизации максимально достижимой стабильности работы и обеспечение высокой надежности их функционирования.

Исходя из первого требования, в системах GPS и ГЛОНАСС находят применение наиболее стабильные атомные и молекулярные генераторы. К ним относятся рубидиевые и цезиевые атомные генераторы, а также водородные молекулярные генераторы (мазеры). Для иллюстрации в табл. 1.1 приведены некоторые количественные показатели, характеризующие свойственную этим генераторам относительную нестабильность частоты для различных временных интервалов.

Таблица 1.1

Из табл. 1.1 следует, что наибольшая стабильность частоты характерна для водородных мазеров. Что касается двух других типов атомных генераторов, то цезиевые генераторы в сравнении с рубидиевыми генераторами обеспечивают более высокую долговременную стабильность, в то время как для рубидиевых генераторов свойственна более высокая кратковременная стабильность.

Для повышения надежности и стабильности работы на спутниках устанавливают несколько одновременно работающих опорных генераторов. Так, в системе GPS на спутниках Блок-II находятся два цезиевых и два рубидиевых генератора. На спутниках Блок-II R вводятся в действие более стабильные водородные мазеры.

Поскольку находящиеся на спутниках опорные генераторы выполняют роль бортовых эталонов не только частоты, но и времени, то в специализированной литературе такие генераторы часто называют часами.

36