Характеристика спутниковых навигационных систем GPS и GLONASS

Глобальные системы навигации GPS и GLONASS разработаны в интересах министерств обороны США и России, а также могут использоваться гражданскими потребителями.

Они имеют примерно одинаковую структуру, основаны на одних и тех же принципах и проходят в настоящее время стадию опытной эксплуатации. Структурно каждая из систем включает в себя три основных сегмента:

- космический сегмент;

- сегмент управления;

- сегмент, представляющий собой пользователя.

Структура космических сегментов представлена на рис.51 и 52, а их характеристики даны в табл.10.

Таблица 10

Космический сегмент

Рис. 51. Орбитальная группировка GPS

Рис. 52. Орбитальная группировка ГЛОНАСС

Космический сегмент GPS и ГЛОНАСС состоит из 24 спутников: 21 рабочий и 3 резервных, расположенных таким образом, что с любой точки Земли обеспечивается постоянное наблюдение одновременно 5…9 спутников с углом возвышения над горизонтом более 15⁰. При этом каждый спутник находится в поле наблюдения до 5 часов. В системе GPS спутники равномерно распределены на 6 орбитах, плоскости которых наклонены под углом 55⁰ к плоскости экватора и на каждой орбите находится по 4 спутника. Орбиты разнесены вдоль экватора с интервалом 60⁰. В системе ГЛОНАСС спутники расположены на трех орбитах, угол наклона которых 64,8⁰, на каждой орбите находится восемь спутников. Орбиты разнесены вдоль экватора с интервалом 120⁰.

Сегмент управления

Сегмент управления GPS состоит из пяти контрольных станций (КС) и трех наземных антенн, обслуживающих линию связи "вверх". Для слежения за всеми видимыми спутниками и накопления данных о расстоянии, получаемых по сигналам спутников, на КС используются приемники GPS. Информация от КС обрабатывается на главной станции управления (ГСУ), где определяется состояние эталонов времени (часов) спутников, состояние и характеристики орбит, а также обновляется навигационная информация каждого спутника. Эта информация от ГСУ через наземные антенны передается на спутники.

Сегмент управления GLONASS состоит из ГСУ, а также контролирующих и загрузочных станций и осуществляет контроль за спутниками, выполняет управляющие функции и определяет навигационные данные, которыми модулируются закодированные спутниковые навигационные сигналы. Данные о результатах измерений, выполненные на контролирующих станциях, обрабатываются на ГСУ и используются для вычисления навигационных данных, которые передаются на спутники через загрузочные станции.

Синхронизация эталонов времени на спутниках обеспечивается ГСУ путем передачи параметров коррекции часов.