10.3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭФЕМЕРИД НИСЗ

При обосновании методологии выбора кадра сигнала отмечалось, что содержание, форма и объем заключенной в нем информации определяются, в частности, общими точностными требованиями, особенностями алгоритмов решения задач прогнозирования НИСЗ и возможностями реализации этих алгоритмов. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Вся совокупность навигационных алгоритмов может быть представлена в некоторой упорядоченной во времени последовательности их выполнения (специально об алгоритмах см. гл. 14 и 15). Одно из главных условий реализации алгоритмов связано с существенным ограничением времени их отработки на ЭВМ. Условно все алгоритмы можно разбить на два класса: реализуемые в навигационном цикле и в цикле сеанса.

Под первым здесь понимается совокупность алгоритмов, повторяемых с периодом выдачи уточняемых координат (прежде всего сюда войдут алгоритмы

прогноза оперативной эфемеридной информации на моменты измерений и обработки измерений). Под вторым — совокупность алгоритмов, период повторения которых определяется завершением выполнения всех операций по подготовке и проведению сеанса. Это — алгоритм приема и раскодировки альманаха, прогноза поисковых эфемерид для выбора нового рабочего созвездия НИСЗ, самого выбора и т. д.

Всю совокупность упорядоченных во времени программ алгоритмов, описывающих операции по подготовке и проведению сеанса навигационных определений, будем называть навигационной временной диаграммой работы комплекса программных и аппаратурных средств, или сокращенно временной диаграммой. Параметры алгоритмов, зависящие от принятого метода расчетов (точность расчетов, интервалы работы алгоритмов, время их памяти и др.), существенно зависят от возможностей их реализации во временной диаграмме на конкретной ЭВМ П, поэтому они должны выбираться путем компромисса между точностными требованиями, предъявляемыми к алгоритмам, требуемыми особенностями их работы (время памяти и т. д.), с одной стороны, и возможностями реализации как временной диаграммы, так и космического канала передачи служебной информации — с другой. Рассмотрим этот вопрос подробнее, введя основные понятия, связывающие параметры алгоритма с затратами ресурсов ЭВМ на его программную реализацию.

В общем случае, например, алгоритм А, моделирующий информационный процесс прогнозирования эфемерид НИСЗ, зависит от формы представления данных (вид переменных, система координат); выбранного метода (численного, аналитического); объема Уапр имеющейся априорной информации; объема принимаемой эфемеридной информации:

Путем выбора конкретного информационного процесса: определенного вида прогноза движения НИСЗ (оперативного или поискового), конкретной формы представления (в координатах или элементах), конкретного метода, фиксируется определенный класс алгоритмов:

где требуемая точность; интервал работы алгоритма; параметры выбранного метода, подлежащие дальнейшему уточнению.

Реализация рабочего алгоритма требует определенных затрат вычислительных ресурсов: памяти, времени счета и разрядности. Затраты памяти на запоминание начальной информации складываются из объема запоминаемой априорной информации в виде констант, необходимых для функционирования алгоритма, начальных условий, а также дополнительной эфемеридной информации некоторого объема для запоминания промежуточных вычислений в виде узлов интерполяции и т. д. в зависимости от выбранного класса алгоритмов:

Кроме того, реализация алгоритма в виде программы требует определенных затрат памяти зависящих от алгоритма А, объема используемой априорной информации Капр, и необходимых средств 5 математического обеспечения:

Наконец, определенный объем памяти отводится для запоминания результатов вычислений. Он зависит от требующегося интервала запоминания результатов вычисления и дискрета расчетов

Пусть разрядность ЭВМ, необходимая для выполнения расчетов с требуемой точностью Она существенно зависит от имеющейся априорной информации Напр на момент вычисления алгоритма: Обозначим время реакции программы, т. е. время единичного расчета по полному алгоритму на конкретной ЭВМ потребителя. Оно зависит от быстродействия и ЭВМ, алгоритма А, разрядности с которой ведется счет, имеющегося математического обеспечения

В зависимости от места, занимаемого программой во временной диаграмме (в навигационном цикле или цикле сеанса), для ее реализации будут представляться различные вычислительные ресурсы ЭВМ в виде отводимого объема памяти и машинного времени счета Эти ресурсы ограничивают возможности программной реализации алгоритма прогнозирования эфемерид. Очевидно, в самом общем случае их можно представить в виде

При одновременном ограничении разрядности

Подчеркнем, что ресурсы машинного времени в значительной степени зависят от временных параметров кадра

Система неравенств (10.2) — (10.8) является аналитическим оформлением постановки задачи о выборе элементов кадра. Последовательность расчетов по выбору параметров кадра будет зависеть от конкретной совокупности заданных технических требований и априорно назначенных исходных величин. Выбор реальных алгоритмов прогноза требует, естественно, специальных обоснований и здесь не обсуждается.