Радионавигационное поле

Радионавигационное поле

 

Навигационные радиосигналы, излучаемые штатными НКА, образуют радионавигационное поле в околоземном пространстве.

В СРНС ГЛОНАСС каждый штатный НКА излучает навигационные радиосигналы 1600 МГц и 1250 МГц в сторону Земли с помощью передающих антенн, рабочая часть диаграммы направленности (ДН) которых имеет ширину 2j 0 =38° и “освещает” диск Земли с избытком до высоты h0 над поверхностью.

Рабочую часть ДН можно представить в виде конусного радиолуча с углом 2j 0 при вершине. Очевидно, что

sinj 0=(h0+r)/(H+r),

где r = 6400 км ѕ радиус Земли; H = 19100 км ѕ высота орбиты НКА.

Подставив j 0=19° , получим h0 = 2000 км.

При полной ОГ (24 штатных НКА) радионавигационное поле на высотах h Ј h0 = 2000 км непрерывно в пространстве, т.е. потребитель в любой точке этого пространства “освещается” радиолучами не менее чем от четырех НКА, образующих по отношению к нему удовлетворительное по геометрическому фактору созвездие для оперативного автономного определения координат и вектора скорости.

На высотах h > h0 радионавигационное поле становится дискретным в пространстве. Космические объекты на высотах h0 < h < H “освещены” радиолучами от необходимого для оперативной навигации созвездия (не менее четырех НКА, включая НКА ниже местного горизонта) не везде, а только при нахождении в определенных областях пространства.

Космические объекты на высотах h > H (например, на геостационарной орбите) будут “освещены” на некоторых участках своей орбиты радиолучом от одного или двух НКА (при полной ОГ), и НАП может не оперативно определить орбиту космического объекта на основе обработки результатов приема навигационных радиосигналов на “освещенных” участках орбиты.

Ограничимся рассмотрением непрерывного радионавигационного поля (h Ј h0). Основной характеристикой радионавигационного поля для наземного потребителя являются мощности навигационного радиосигнала от околозенитного и пригоризонтного НКА на выходе “стандартной” приемной антенны (без учета отражений от поверхности Земли):

P0 = Pп G(j ) G0(b ) l 2/(4p R)2,

где Pп ѕ мощность излучения передатчика; G(j ) ѕ коэффициент направленности передающей антенны (с учетом потерь в АФУ) в направлении j на приемную антенну; G0(b ) ѕ коэффициент направленности “стандартной” приемной антенны в направлении b на передающую антенну; l ѕ длина волны несущего колебания радиосигнала; ѕ  дальность от приемной антенны до передающей антенны.

В системе ГЛОНАСС передающие антенны для навигационных радиосигналов на НКА имеют круговую правую поляризацию излучения.

Коэффициент направленности G(j ) передающих антенн в рабочем секторе направлений j Ј 19° относительно оси антенны составляет

j , угл.град.

0°

15°

19°

G(j ),дБ (1600 МГц)

10

12

8

G(j ),дБ (1250 МГц)

9

11

9

 

В качестве “стандартной” приемной антенны удобно рассматривать изотропную приемную антенну с круговой поляризацией, G0(b ) = 1.

Дальность R от приемной антенны, размещенной на поверхности Земли, до околозенитного (b  = 90° ) НКА составит R = H = 19100 км, до пригоризонтного (b =5° ) НКА составит R = 24000 км.

Бюджет мощности P0 узкополосных навигационных радиосигналов на выходе “стандартной” приемной антенны:

1600 МГц

1250 МГц

b , угл. град.

90°

5°

90°

5°

Pп, дБ Вт

+ 1 5 ± 1

+ 9 ± 1

G(j ), дБ

+10

+12

+9

+11

(l ¤ 4 p R)2, дБ

- 182

- 184

- 180

- 182

G0(b ), дБ

0

0

P0, дБ

- 157± 1

- 157± 1

- 162± 1

- 162± 1

Отметим, что мощность навигационного радиосигнала, принимаемого наземным потребителем с помощью изотропной антенны, одинакова для околозенитного и пригоризонтного НКА.

 

НАЗАД

Содержание

ВПЕРЕД

Реклама: Техническая и информационная поддержка сайта www.t-design.ru.