Мобила изнутри

Устройство мобильного телефона

Измерения расстояния от точки наблюдения до спутника

.

Принцип определения дальности (дальнометрия) лежит в основе работы космической навигационной системы. Дальнометрия основана на вычислении расстояния по временной задержке распространения радиосигнала от спутника к приемнику. Если знать время распространения радиосигнала, то пройденный им путь легко вычислить, просто умножив время на скорость света.

Каждый спутник системы GPS непрерывно генерирует радиоволны двух частот: F1 = 1575,42 МГц и F2 = 1227,60 МГц. Мощность передатчика составляет 50 и 8 Вт соответственно. Навигационный сигнал представляет собой фазовоманипулиро-ванный псевдослучайный код PRN (Pseudo Random Number code). PRN бывает двух типов: первый, С/А-код (Coarse Acquisition code — грубый код), используется в гражданских приемниках; второй, Р-код (Precision code — точный код), исполь­зуется в военных целях, а также иногда для решения задач геодезии и картогра­фии. Частота L1 модулируется как С/А, так и Р-кодом, частота L2 существует только для передачи Р-кода. Кроме описанных, существует еще и Y-код, пред­ставляющий собой зашифрованный Р-код (в военное время система шифровки может меняться).

Период повторения кода довольно велик (например, для Р-кода он равен 267 дням). Каждый GPS-приемник имеет собственный генератор, работающий на той же частоте и модулирующий сигнал по тому же закону, что и генератор спут­ника. Таким образом, по времени задержки между одинаковыми участками кода, принятого со спутника и сгенерированного самостоятельно, можно вычислить время распространения сигнала, а следовательно, и расстояние до спутника.

Одной из основных технических сложностей описанного выше метода является синхронизация часов на спутнике и в приемнике. Даже мизерная по обычным меркам погрешность может привести к огромной ошибке в определении расстоя­ния. Каждый спутник несет на борту высокоточные атомные часы. Понятно, что устанавливать подобную штуку в каждый приемник невозможно. Поэтому для кор­рекции ошибок в определении координат из-за погрешностей встроенных в при­емник часов используется некоторая избыточность в данных, необходимых для однозначной привязки к местности (об этом ниже).

Кроме самих навигационных сигналов, спутник непрерывно передает разного рода служебную информацию. Приемник получает, например, эфемериды (точные данные об орбите спутника), прогноз задержки распространения радиосигнала в ионосфере (так как скорость света меняется при прохождении разных слоев атмосферы), а также сведения о работоспособности спутника (так называемый «альманах», содержащий обновляемые каждые 12,5 мин сведения о состоянии и орбитах всех спутников). Эти данные передаются со скоростью 50 бит/с на час­тотах L1 или L2.

Прокомментировать

Надо бы авторизоваться для того, чтобы оставить своё мнение о статье.