27.2. ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СПУТНИКОВЫХ РНС

Спутниковые РНС предназначены для обеспечения навигационной информацией соответствующих П, находящихся в различных районах земной поверхности и околоземного пространства.

Условия функционирования этих систем характеризуются влиянием среды и различных возмущающих воздействий. По характеру влияния на процесс навигационных определений различают: условия навигационного применения (структура системы, свойства сигналов и т. п.), физические условия работы аппаратуры (метеоусловия, характеристики радиационных поясов Земли, свойства каналов связи, характеристики поля естественных помех и т. п.), условия эксплуатации (комплекс мероприятий, направленных на поддержание условий нормального функционирования системы).

Применительно к оценке эффективности перечисленные условия целесообразно разделить на две группы. В первую включаются условия, которые в процессе создания и функционирования системы можно в ограниченных пределах выбирать или менять. Это — условия применения и часть физических условий (выбор сигналов, метод передачи, метод измерения и т. п.), а также часть условий эксплуатации (режимы работы бортовой аппаратуры, методы контроля работоспособности и т. п.). Ко второй группе относятся условия, на которые в процессе функционирования воздействовать нельзя (например, характеристики естественных радиационных поясов Земли). Такое деление условий позволяет дифференцированно оценивать их влияние на эффективность функционирования СРНС.

Чтобы обеспечить выполнение требований, предъявляемых к активному и пассивному режимам работы СРНС потребителями, система должна обладать определенной совокупностью свойств. Эти свойства характеризуются следующими показателями качества (рис. см. 27.1):

информационной производительностью системы — плотностью потока требований П, который может быть обслужен системой (отношением заявок П, обслуженных системой в течение определенного времени, к общему числу заявок на том же интервале);

глобальностью — масштабом функционирования системы, т. е. областью, в которой П могут производить с требуемой точностью навигационные определения; точностью;

непрерывностью — способностью системы обслуживать П с минимальным временем ожидания;

гибкостью функционирования — способностью системы оперативно реагировать на управляющие воздействия;

помехозащищенностью — способностью системы к функционированию в условиях воздействия естественных и искусственных помех (помехоустойчивостью), а также способностью работы, вероятность обнаружения которой достаточно низка (скрытностью);

надежностью;

живучестью — способностью системы противостоять воздействию физических факторов естественного и искусственного происхождения;

экономичностью — способностью системы выполнять возложенные функции при минимальных затратах на ее создание и эксплуатацию.

Спутниковая РНС представляет собой открытую большую вероятностную динамическую систему с пространственной, структурной и функциональной динамичностями, означающими соответственно изменение пространственного расположения элементов СРНС, их состава и способов функционирования с течением времени. Как открытая система, СРНС в процессе своего функционирования взаимодействует с окружающей средой, с конфликтующей системой, которой соответствует совокупность воздействующих факторов естественного и искусственного происхождения, и с суперсистемами, в интересах обеспечения объектов которых функционирует СРНС.

Вероятностный характер задачи радионавигационного определения заключается в том, что прием радионавигационных сигналов всегда происходит в условиях случайных помех, кроме того, на движение НИСЗ и П в процессе их функционирования оказывают общее воздействие различные случайные факторы.

Динамичность системы, обусловленная наличием в ней сети быстроперемещающихся НИСЗ, требует, чтобы во всех звеньях КИК автоматически передавались, принимались и обрабатывались потоки измерительной, телеметрической и командной информации, а также чтобы аппаратура П была способна автоматически проводить навигационный сеанс и оперативно выдавать определенные параметры.

Требования, вытекающие из динамичности, а также ограничения на срок службы аппаратуры НИСЗ определяют специфику конструкции и функционирования СРНС. Требования суперсистем определяют цель, структуру и поведение СРНС. Среда и конфликтующая система влияют на ее структуру и поведение.

Если предметом исследования является суперсистема, то СРНС можно рассматривать как простой элемент, выполняющий функцию навигационного определения П этой суперсистемы.

При исследовании СРНС в ней выделяются элементы, которые, в свою очередь, тоже могут рассматриваться как сложные системы.

Так, нормальное функционирование системы обеспечивается (см. рис. 1.1) центром управления (I уровень), который с помощью средств КИК ( уровень) контролирует работу сети НИСЗ (III уровень), корректирует их движение и уточняет программу передачи навигационной и служебной информации П (IV уровень), а также при необходимости восполняет сеть НИСЗ, управляя космодромом (II уровень), откуда выводятся на орбиты новые НИСЗ вместо отслуживших свой срок или вышедших из строя по какой-либо непредвиденной причине.