22.3. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ВТО

Наиболее наглядное представление о содержании МО дает рассмотрение набора основных задач ВТО информации. Говоря о задачах, будем иметь в виду те частные алгоритмы, имеющие самостоятельную формулировку, которые используются для организации различных режимов функционирования аппаратуры. Поэтому перечислим основные задачи, входящие в ту часть МО,

которая предназначается для решения навигационно-временной задачи и на этой основе — для решения сервисных задач.

Соберем предварительно воедино сообщенные ранее сведения о частных операциях, которые обеспечивают проведение единичного навигационного цикла, начинающегося подготовкой к измерениям и завершающегося выдачей результатов навигационных определений.

Сеть НИСЗ типа «Глонасс» или «Навстар» обеспечит непрерывную наблюдаемость (при 24-спутниковом комплекте) в любой приземной точке от 5 до 11 НИСЗ. Для решения пространственной навигационно-временной задачи по результатам измерений псевдодальностей и радиальных псевдоскоростей требуются минимум четыре спутника (см. гл. 1 и 14), которые выбираются по определенному правилу. Предполагается, что БАП позволяет проводить либо (см. гл. 1 и 9) одновременные измерения по четырем НИСЗ (многоканальный вариант), либо последовательные (одноканальный вариант). До измерений необходимо организовать поиск сигналов, для ускорения которого используются априорные данные о положении объекта и НИСЗ, захват сигналов и слежение за ними, а параллельно с измерениями — провести прием и декодирование служебной информации (см. гл. 7—9).

Для компенсации ионосферной и тропосферной рефракции следует использовать результаты измерения на двух частотах, а также соответствующие поправки (см. гл. 5 и 10). Результаты измерений надлежит также скорректировать в соответствии со значениями поправок к ШВ и к частоте генератора каждого НИСЗ, передаваемыми в кадре сигнала (см. гл. 10). Переданные в кадре значения альманаха позволяют рассчитать координаты спутников, что используется как при выборе рабочего созвездия, так и при формировании целеуказаний на поиск сигналов (см. гл. 10). Координаты и составляющие скорости НИСЗ на моменты снятия результатов измерений вычисляются по принятым в составе служебной информации эфемеридам (см. гл. 10) в результате краткосрочного прогноза движения НИСЗ. Для решения собственно навигационной задачи можно применять процедуры обработки как по полным выборкам, так и по выборкам нарастающего объема (см. гл. 14, 15). Для определения надежности навигационного сеанса следует оценить точность навигационных определений (см. гл. 16).

Перечисленные операции единичного навигационного сеанса могут реализоваться процедурой ВТО, представляющей собой следующий набор задач (рис. 22.1), включение которых регулируется управляющим алгоритмом.

Выбор рабочего созвездия преследует цель определения номеров тех спутников, с которыми целесообразна работа в течение

Рис. 22.1. Взаимодействие ДИСПЕТЧЕРА с блоками программного обеспечения

ближайшего интервала времени. В качестве исходных данных используется информация о всех спутниках из альманаха, а также о местоположении (априорном) потребителя и текущем времени. Альманах при этом может вводиться в память ЭВМ автоматически из внешнего запоминающего устройства или вручную оператором с пульта. Текущие параметры движения спутников находятся путем пересчета данных альманаха на текущий момент времени. В результате выбираются наивыгоднейшие четыре основных спутника и несколько запасных.

При прогнозе радионавигационного параметра вычисляются ожидаемые (прогнозируемые) значения РНП по имеющимся (априорным) координатам потребителя и по прогнозируемому положению навигационного спутника. Решение задачи подготавливает целеуказания (ЦУ) для поиска сигнала, причем в зависимости от точности ЦУ поиск может проводиться либо последовательно сначала по коду С/А, а затем по коду либо сразу по коду

При приеме и декодировании служебной информации обеспечивается помехоустойчивый прием, обработка и перемасштабирование служебной информации (СИ), а также дальнейшая передача ее в соответствующие массивы памяти ЭВМ. При приеме СИ можно сформировать альманах и выделить эфемериды (а также поправки, передаваемые в кадре) обрабатываемого спутника по любой компоненте радиосигнала. Использование кода С/А или определяется содержанием признака, вводимого диспетчером ВТО.

Краткосрочный прогноз эфемерид предназначен для расчета предельно точных значений координат и составляющих вектора скорости соответствующего спутника на моменты измерений. Исходными для решения этой задачи являются данные о номере спутника и заданном моменте времени, а также извлеченные из

СИ координаты и составляющие скорости данного спутника (эфемериды) на ближайший узловой момент времени.

Формирование массива измерений проводится в темпе съема результатов измерений псевдодальности и радиальной псевдоскорости (или приращения дальности) с соответствующих цепей слежения за параметрами радиосигнала. При этом измеренные значения корректируются сообразно переданным в кадре сигнала частотным поправкам и поправкам к бортовой шкале времени спутника, а также исправляются на приобретенные в процессе распространения радиосигнала сдвиги информативных параметров.

Для решения навигационно-временной задачи используются исходные данные в виде измеренных радионавигационных параметров (уточненных с использованием поправок, извлекаемых из СИ, и алгоритмов учета ионосферной и тропосферной рефракций), результатов краткосрочного прогноза эфемерид, данных от автономной навигационной системы (АНС), а также соответствующих управляющих логических и временных признаков. По существу, НАВЗ может распадаться на несколько самостоятельных задач. Например, когда АП используется совместно с АНС, корректируя результаты счисления пути на основе данных от АНС, задача радионавигационных определений решается независимо от задачи счисления, но результаты радиоопределений используются затем в задаче коррекции счисления.

При решении сервисных задач вычисляется совокупность навигационных величин для визуальной индикации на дисплей по указанию оператора. Содержание визуальной информации определяется назначением АП и зависит от особенностей использования носителя. Исходными данными для решения сервисной задачи являются пространственные координаты, составляющие вектора скорости, фиксируемые в преимущественной системе координат, поправка к бортовой шкале времени, а также координаты поворотных пунктов маршрута (ППМ). В результате решения этой задачи выдаются различные (в зависимости от необходимости) данные: вертикальная составляющая скорости, путевая скорость, путевой угол, азимут на ППМ, расстояние до ППМ и время полета до него, боковое уклонение от заданной трассы полета и т. п.

Обращение к рис. 22.1 показывает, что диспетчер ВТО управляет также решением задачи оценки точности определений, которая помогает оператору оценивать качество навигационно-временного обеспечения. Наряду с этим диспетчер обеспечивает ввод исходных данных, индикацию регистрируемых данных, а также организует контроль за работоспособностью соответствующей части АП.