Структурная схема изделия А-724

     

 

В состав приемоиндикатора входят:

- антенна;

- СВЧ усилитель и преобразователь радиосигналов;

- процессор первичной обработки принимаемых сигналов;

- навигационный процессор;

- интерфейс, или устройство обмена информацией;

- опорный генератор и синтезатор частот;

- пульт управления и индикации;

- блок управления антенной.

 

Штриховыми линиями на схеме выделены блоки, наличие которых в аппаратуре не является обязательным.

 

Антенна служит для приема и пространственной селекции сигналов от НИСЗ. В зависимости от типа объекта, на котором устанавливается приемоиндикатор могут применяться антенны со слабонаправленной и неизменной диаграммой направленности или с узкими лучами и изменяемой с помощью блока управления антенной их пространственной ориентацией.

СВЧ усилитель и преобразователь предназначен для усиления в пределах 120...140 дБ энергетически слабых сигналов от НИСЗ и двух- или трехкратного их преобразования по частоте.

 

Аналого-цифровой процессор первичной обработки решает следующие задачи:

- поиск фаз манипулирующих псевдослучайных последовательностей (ПСП);

- слежение за задержкой ПСП;

- слежение за фазой и частотой несущих принимаемых радиосигналов, т.е. выполнение измерений задержки сигналов и доплеровских сдвигов их частоты;

- выделение навигационных сообщений.

 

Существенные научно-технические достижения в области создания микропроцессоров, БИС памяти и сверхбольших интегральных микросхем на базовых матричных кристаллах позволяют в настоящее время решать эти задачи, широко используя современные цифровые методы обработки радиосигналов, в специализированных цифровых процессорах.

 

Навигационный процессор решает следующие задачи:

- выбор оптимального рабочего созвездия НИСЗ из числа видимых;

- расчет данных целеуказания по частоте несущей и задержке манипулирующей ПСП;

 - декодирование навигационных сообщений, в том числе альманаха и эфемеридной информации;

- сглаживание или фильтрация измеряемых навигационных параметров;

- решение навигационно-временной задачи с выдачей координат и параметров движения ЛА;

- комплексирование с данными внешних навигационных систем и средств;

- организация обмена информацией как внутри приемоиндикатора, так и с внешними системами;

- контроль работоспособности приемоиндикатора.      

 

Организация последовательности вычислений и обмен информацией между функциональными блоками приемоиндикатора выполняется управляющими программами-диспетчерами. При разработке этих программ, как и всего математического обеспечения в целом, учитываются требования к точности и надежности навигационно-временных определений, а также возможности используемых вычислительных средств.

 

Для выбора рабочего созвездия НИСЗ и расчета априорных данных о навигационных параметрах, вводимых в устройства поиска и слежения, необходимо располагать текущими или априорными значениями параметров движения ЛА, текущим временем и данными о параметрах движения НИСЗ.

 

Данные о параметрах движения НИСЗ содержатся в альманахе, который хранится в памяти навигационного процессора, и могут из него извлекаться программой-диспетчером. В случае, когда время хранения альманаха превышает установленный предел, принимается и записывается в память альманах, передаваемый сигналом первого обнаруженного спутника.

 

Априорные данные о координатах ЛА и текущем времени вводятся летчиком с пульта управления и индикации вручную, либо автоматически от сопряженных с приемоиндикатором СРНС бортовых автономных средств навигации, например ИНС.

Две антенны образуют квазивсенаправленную диаграмму направленности и используются в тех случаях, когда возможно экранирование сигналов конструкций самолета в условиях высокой динамики.

Опорный генератор и синтезатор частот формирует копии С/А и Р-кодов сигналов, принимаемых от выбранных спутников.

В бортовых приемоиндикаторах используются высокостабильные кварцевые генераторы с относительной нестабильностью df = 10^-9¸ 10^-10.

 

Основными режимами работы приемоиндикатора являются:

- режим поиска сигналов НИСЗ;

- режим слежения за несущей частотой и задержкой кода, в котором производятся измерения этих параметров;

- режим

 

Факторы, влияющие на точность определения навигационных параметров.

Точность определения МПЛА по данным СРНС зависит от следующих факторов:

- несовершенство аппаратуры, размещенной на НИСЗ;

- несоответствие эфемерид фактическим параметрам движения НИСЗ;

- несовершенство бортового и приемоиндикатора,

- взаимное расположение ЛА и НИСЗ выбранного рабочего созвездия.

Несовершенство аппаратуры НИСЗ определяется прежде всего точностью хранения шкалы системного времени, которая зависит от нестабильности частоты ЭВЧ. Устанавливаемые на НИСЗ эталоны имеют относительную нестабильность частоты порядка 10^-13…10^-14. При этом смещение шкалы времени за сутки составляет около 1-10 нс, что вносит погрешность в измерение дальности от 0, 3 до 3 м.

Несоответствие эфемерид фактическим параметрам движения НИСЗ обусловлено неточностью их прогноза из-за воздействия на спутники в процессе движения по орбитам случайных возмущений и факторов, не поддающихся точному учету (космический ветер, непостоянство гравитационных полей и т.д.). Очевидно, что с увеличением интервала времени, прошедшего после закладки эфемероидной информации в память бортового компьютера НИСЗ, точность прогноза ухудшается. В настоящее время неточность прогноза эфемерид за сутки приводит к погрешности измерения дальности до НИСЗ около 3 м.

Распространение радиосигнала в ионосфере и тропосфере сопровождается рефракцией, т.е. искривлением его траектории. Это приводит к дополнительной (*) неизвестной задержке сигнала.

Существенное влияние на точность навигационных определений в СРНС оказывает пространственное взаимное расположение ЛА и НИСЗ.

Для оценки этого влияния используется понятие геометрического фактора ГФ.

Геометрический фактор представляет собой коэффициент, связывающий погрешность измерения дальности до i-го НИСЗ с ошибкой определения местоположения ЛА . Геометрический фактор связывает дальномерную погрешность СРНС  со среднеквадратической погрешностью определения местоположения ЛА , т.е.

.

Различают следующие виды геометрического фактора:

1) ГФ_г - характеризующий точность определения МП в горизонтальной плоскости.

2) ГФ_в - характеризующий точность определения положения ЛА в вертикальной плоскости.

3) ГФ_п - характеризующий точность определения положения ЛА в пространстве.

4) ГФ_t - характеризующий точность определения поправки к шкале времени, формируемой БЭВЧ ЛА. При этом суммарный фактор

где (ГФ_п)²=(ГФ_г)²+(ГФ_в)², причем для СРНС характерно, что ГФ_в > ГФ_г, т.е. точность определения высоты ЛА в дальномерно-доплеровской СРНС хуже точности определения горизонтальных координат.

Суммарный ГФ сильно зависит от пространственного положения спутников рабочего созвездия относительно ЛА. Минимальное значение ГФ_Σ , а следовательно, и наилучшая точность определения координат ЛА имеет место в случае, когда один из НИСЗ рабочего созвездия находится в зените, а остальные три образуют вершины равностороннего треугольника, расположенного в плоскости горизонта. При этом обеспечивается максимальный объем тетраэдра, в вершинах которого размещены спутники рабочего созвездия.

 

 

           

 

 

 

 

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: