Принцип работы системы GPS

Сегмент управления

Сегмент управления состоит из сети наземных станций слежения, расположенных по всему миру. Сеть включает главную (ведущую) станцию (ГС), контрольные станции (КС) или станции слежения (СС) и земные станции ввода данных на НКА (три). Главная станция контроля и управления находится на авиабазе Фалкон (Шривер) ВВС США в районе г. Колорадо-Спрингс, штат Колорадо. Контрольные станции первоначально были расположены на Гавайях, на авиабазе Элмендорф (Аляска), на о. Гуам и на авиабазе Ванден-берг в Калифорнии. В настоящее время КС размещены на атолле Диего-Гарсиа (архипелаг Чагос в Индийском океане), на о. Вознесения (в Атлантическом океане), на Гавайях и атолле Кваджалейн (в Тихом океане); одна КС совмещена с ГС. Как видно, КС расположены сравнительно равномерно по Земному шару вблизи экватора, что создает благоприятные условия для наблюдений НКА. Эти станции принимают сигналы спутников GPS и осуществляют специальные прецизионные измерения дальности до НКА. Главная станция осуществляет сбор измерений от всех КС. Затем все измерения обрабатываются. По ним осуществляются точные расчеты параметров орбит, ионосферной модели и корректирующих поправок для бортовых часов, которые с главной станции через земные станции связи (атолл Диего-Гарсиа, о. Вознесения, атолл Кваджалейн) совместно с данными обработки метеорологической информации, позволяющей уточнить параметры модели тропосферы, передаются на борт каждого НКА. Производится также мониторинг состояния НКА и управление их работой. Основу ГС составляет центр управления с вычислительным комплексом (координационно -вычислительный центр, КВЦ) и средства передачи данных на земную станцию связи с НКА (станция закладки служебной информации, СЗСИ). Канал "Земля - НКА" использует частоту 2227,5 МГц; канал "НКА - Земля" использует частоту 1783,74 МГц.

Сегмент управления устанавливает шкалу времени GPS, которая привязана к шкале времени УТС (шкала Универсального координированного времени), поддерживаемой Военно-морской обсерваторией США. Начало отсчета времени установлено в полночь с 5.1. на 6.1.1980. Самой крупной единицей времени GPS является одна неделя, которая, как определено, состоит из 604800 с. Время GPS может отличаться от времени UТС, поскольку первое является непрерывным, а второе может корректироваться на целое число секунд. Между ними имеется также некоторое постоянно растущее расхождение. Поэтому ГС контролирует шкалу времени GPS с тем, чтобы она не уходила от UТС больше, чем на одну 1 мкс.

Передаваемые с НКА навигационные данные содержат информацию о расхождениях шкал времени. Точность этих данных такова, чтобы точность алгоритмической привязки шкалы времени GPS к UTС находилась в пределах 90 нc (СКО).

Время GPS определяется так называемым Z-отсчетом, который представляет собой 29-разрядное двоичное число. Старшие 10 разрядов характеризуют число недель тогда, как оставшиеся 19 разрядов характеризуют число 1,5 секундных циклов XI кода, порождающего Р-код. Z-отсчет привязан к началу цикла XI кода и передается в составе навигационного сообщения сигнала НКА с С/А-кодом. Он характеризует время начала излучения сигнала и может использоваться для сокращения времени поиска сигнала с Р-кодом.

Назад
Назад
Стартовая страница
Стартовая страница
Вперед
Вперед