Обзорная лекция

РЕГУЛЯЦИЯ КОЛИЧЕСТВА ФОРМЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КРОВИ И ОБЪЕМА ЦИРКУЛИРУЮЩЕЙ КРОВИ

Изменения количества эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов воспринимаются рецепторами, которые находятся главным образом в костном мозгу, сосудах, селезенке, лимфатических узлах, лимфоидной ткани кишечника и миндалин, печени, почках, гипоталамической области и передаются в нервный центр, расположенный в гипоталамусе, где формируется новая программа действия. Она поступает по костным, вегетативным и другим нервам, в виде гормонов (почечные тканевые гормоны и другие гормоны) к исполнительным органам: красному костному мозгу, лимфатическим узлам, селезенке, лимфоидной ткани кишечника и миндалин, печени, почкам, тимусу. В этих органах изменяется образование форменных элементов крови. В целом, через симпатическую иннервацию кроветворение стимулируется, а через парасимпатическую — угнетается.

Изменение объема крови воспринимается волюморецепторами сердца, устья легочных вен, вен конечностей, каротидного синуса и посылается в нервный центр, расположенный в гипоталамусе, где формируется программа действия. Сформировавшаяся программа поступает от нервного центра по симпатическим и парасимпатическим нервам и в виде гормонов (адреналина, норадреналина, альдостерона, антидиуретического гормона) к сердцу и сосудам, органам депо крови (печень, селезенка, кожа, легкие, почки, мышцы), пищеварительным железам, всасывательному аппарату желудка и кишечника.

Дисциплина – «Радионавигационные приборы и системы (ФСВ и РЭ)

Составитель – профессор кафедры ТСС Владимиров В. В.

Существующие спутниковые навигационные системы НАВСТАР и ГЛОНАС в настоящее время не отвечает всем требованиям для гражданских потребителей, и это в основном по точности, целостности, доступности и в отсутствии контроля над их работой со стороны отдельного государства. Поэтому в Европе с 80-х годов начали проводить большую работу в области создания ГНСС. Европейская региональная спутниковая навигационная программа включает в себя разработку ГНСС-1 и ГНСС-2. Главная часть программы ГНСС-1 – это создание системы EGNOS (European Geostationary Navigation Overly Service), а ГНСС-2 – реализация проекта Galileo.

ГНСС-1 планируется реализовать в виде совокупности следующих систем: НАВСТАР, ГЛОНАСС, EGNOS и систем локального допол­нения LAAS.

В настоящее время идет разработка EGNOS как составной части ГНСС-1 Европейской спутниковой навигационной программы, кото­рая выполняется по заказу ETG. Развитие EGNOS осуществляется под руководством ЕКА. Оно имеет право от имени Европейской тройст­венной группы вносить изменения в проект EGNOS.

Промышленный консорциум, создающий систему EGNOS, возглав­ляет фирма Thomson-CSF (Франция). Всего в проекте участвует 11 го­сударств: Австрия, Франция, Германия, Италия, Нидерланды, Норвегия, Португалия, Испания, Швейцария, Великобритания и Канада.

EGNOS предназначена для выполнения следующих функций:

- увеличение числа навигационных спутников (КА) за счет использования геостационарных ИСЗ, передающих сигналы подобных в СНС НАВСТАР. Тем самым увеличивается доступность системы;

- передача информации о целостности. Это увеличивает доступ­ность НАВСТАР/ГЛОНАСС/EGNOS навигационной службы до уров­ня, соответствующего требованиям грубого захода на посадку;

- передача дифференциальных поправок, что позволит обеспечить точность определения места до уровня, соответствующего требовани­ям точного захода на посадку по 1-й категории.

Идея создания системы EGNOS заключается в дополнении систем НАВСТАР и ГЛОНАСС ретрансляционной аппаратурой, установлен­ной на геостационарных ИСЗ (системы связи ИНМАРСАТ и КА ARTEMIS), наземной инфраструктурой для передачи через геостацио­нарные ИСЗ подобных псевдодальномерных сигналов СНС НАВСТАР (ГЛОНАСС), а также информации о целостности системы и дифференциальных поправок в широкой зоне применительно к этим системам, чтобы удовлетворить требования гражданской авиации, ко­торые заведомо выше требований морских и наземных потребителей. В системе будут дополнительно задействованы (рис. 1):

· аппаратура (транспондеры) на трех геостационарных ИСЗ;

· контрольно-вычислительные центры; контрольные станции;

· наземные станции, передающие информацию на геостационарные ИСЗ.

Система EGNOS будет обеспечивать:

- дополнительные дальномерные измерения за счет использования подобных псевдодальномерных сигналов СНС НАВСТАР и ГЛО­НАСС от геостационарных ИСЗ, что позволит увеличить доступность как в определении места, так и в использовании RAIM;

- данными о целостности СНС НАВСТАР и ГЛОНАСС за счет пере­дачи информации о них через геостационарные ИСЗ, а также данных о целостности самих геостационарных ИСЗ, вырабатываемых на Земле; передачу широкозонных дифференциальных данных с целью по­вышения точности определения места при использовании двух подхо­дов. Первый - совместная обработка данных от СНС НАВСТАР и гео­стационарных ИСЗ. Второй - совместная обработка данных от СНС НАВСТАР, ГЛОНАСС и геостационарных ИСЗ в бортовом приемоиндикаторе.

EGNOS будет включать в себя три сегмента:

- наземный сегмент - GABS, который определяет и оценивает до­стоверность сообщений СНС НАВСТАР, ГЛОНАСС и EGNOS, вычис­ляет составляющие поправок и вырабатывает дополнительные дальномерные сигналы, которые передаются на геостационарные ИСЗ;

- космический сегмент- SABS, который за счет дополнения из гео­стационарных ИСЗ обеспечивает передачу сигналов, содержащих дальномерные данные, информацию о целостности и дифференциаль­ные сообщения;

- сегмент потребителя, который принимает данные от КА СНС НАВСТАР, ГЛОНАСС и геостационарных ИСЗ, обрабатывает их и решает навигационную задачу.

Наземный сегмент включает:

· до 50 ед. станций измерения псевдодальностей и контроля целост­ности, еще называемые RIMS (Ranging and Integrity Monitoring Stations);

· центры управления и контроля, еще называемые MCC (Mission Control Centers), где формируются дифференциальные поправки и ин­формация о целостности;

· наземные станции связи - NLES (Navigation Land Earth Stations), ис­пользуемые для передачи данных на геостационарные ИСЗ (до 6 станций).

Космический сегмент включает в себя три транспондера. Два из них будут установлены на геостационарных ИСЗ системы ИНМАРСАТ, находящихся в точках с координатами 64,5°Е (район Индийского океана) - IOR и 15,5°W (восточный район Атлантики) - AOR.-E. Работая вместе, они не только обеспечат покрытие всей Европы, но также Аф­рики, Южной Америки и большой части Азии. Кроме спутников систе­мы ИНМАРСАТ в состав космического сегмента будет входить геоста­ционарный ИСЗ Европейского космического агентства ARTEMIS (точ­ка 21,4°Е). Для определения своих координат потребителю необходимо принять сигналы от четырех КА. Запуск КА ARTEMIS будет обеспечи­вать использование двух геостационарных ИСЗ во всех прибрежных и океанских районах в зоне действия подсистемы EGNOS и увеличивать достоверность получения данных о целостности системы.

Сигнал о целостности EGNOS может быть получен и использован за счет их выработки функциональными дополнениями, такими, как ДГНСС и EUROFIX, применяемыми в Европейском Союзе и финанси­руемыми Европейской Комиссией .

Зона действия системы EGNOS будет зависеть от того, какие КА СНС используются: только СНС НАВСТАР или СНС НАВСТАР и ГЛОНАСС. При использовании только СНС НАВСТАР зона дейст­вия системы EGNOS будет простираться по широте от 15°S до 70°N и по долготе от 30°W до 45°Е. При этом в интересах воздушных потребителей подсистемой EGNOS будет обеспечен регион, охватывающий большинство стран Европы - членов ECAC (European Civil Aviation Conference), Турцию, Северное море и восточную часть Атлантики, в том числе находящиеся в зоне видимости - GBA (Geostationary Broadcast Area) двух геостационарных связных спутников AOR-E и IOR при углах возвышения более 5°. Зона действия EGNOS может обеспе­чить не только покрытие всей Европы, но также Африки, Южной Америки и большей части Азии.

В EGNOS будет шесть уровней обеспечения морских потребителей навигационной информацией:

1) когда два геостационарных ИСЗ будут в поле зрения в прибреж­ных районах и на подходах к порту;

2) когда два геостационарных ИСЗ будут в поле зрения в океан­ских районах;

3) когда один геостационарный ИСЗ будет в поле зрения в при­брежных районах и на подходах к порту;

4) когда один геостационарный ИСЗ будет в поле зрения в океан­ских районах;

5) районы без одновременной видимости двух геостационарных ИСЗ;

6) районы вообще без видимости геостационарных ИСЗ.

Характеристики систем EGNOS для прибрежных/океанских райо­нов приведены в табл. 1.

Таблица 1

При использовании данных КА ARTEMIS сведения, приведенные в табл.1, будут удовлетворены в большинстве районов на Севере и Юге Атлантики, а также в Индийском океане.

К недостаткам системы EGNOS следует отнести ограниченную зону действия до широты 70°N из-за включения в ее состав геостационарных ИСЗ. В связи с развитием EGNOS и вероятностью включения РНС ЛOPAH-C/EUROFIX в состав Европейской навигационной системы Комиссия Европейского Союза рассматривает возможность такой организационной интеграции двух систем. Кроме того, к недостаткам EGNOS Следует отнести совокупность влияния таких факторов, как низкие углы возвышения КА, узкие фиорды или долины (ущелья, простирающиеся в направлении восток-запад, высокие горы, а также большие габариты судов (самолетов), которые могут создать проблемы в ее исполь­зовании. В этом случае совместное использование EGNOS и передача соответствующих данных (особенно после снятия в 2000 г. селективно­го доступа в СНС НАВСТАР) в формате ЛОРАН-C/EUROFIX может улучшить такую ситуацию.

В соответствии с этим самые северные станции РНС ЛОРАН-С (Ян-Майен, Бу и Берливог) могут быть использованы для передачи широкозонных дифференциальных поправок EGNOS с целью увеличе­ния точности и зоны действия в прибрежных районах.

Дальнейшим развитием системы ГНОСС является реализация проекта Galileo.

Состав системы Галилео будет состоять из трех сегментов: космиче­ского, наземного и потребительского. Первоначально для создания ГНСС-2 требовалось большое число КА. Во-первых, чтобы были боль­шие углы возвышения и, следовательно, будет высокая точность и до­ступность определения места и глобальная зона действия. Во-вторых, для увеличения контроля целостности. При этом были рассмотрены различ­ные варианты орбитальных группировок в составе от 18 до 60 КА .

При использовании 21 среднеорбитального KA 3 геостационарных зона действия системы Галилео будет покрывать Европу и Африку с доступностью получения навигационной информации 0,9975. Европейский Союз считает, если при этой орбитальной группировке дополнительно использовать КА CHС HABСTAP, тогда доступность полу­чения навигационной информации в этих двух регионах составит 0,9999.

Если орбитальная группировка системы Галилео будет состоять из 28 МЕО и 8 геостационарных ИСЗ, тогда будет обеспечена глобальная зона с доступностью 0,9999. Прорабатывается вопрос о подключении ещё двух МЕО КА.

Геостационарные ИСЗ требуются не только для увеличения зоны действия, но также для передачи данных о дифференциальных поправках через внутриспутниковую линию связи - ISL (Inter Satellite Link).

Планируется обеспечить передачу четырех несущих частот как в вы­деленном, так и в предполагаемом частотном спектре для полосы L-band. Во внимание принимается и анализируется влияние частот СНС НАВСТАР и ГЛОНАСС на работы системы Галилео. Скорость обработки будет в пределах между 3,069 Mcps (мегациклов в секунду) для Е1 (1590-1610 МГц) и 15,345 Mcps для Е5 (1166-1210 МГц). Высокая скорость об­работки сигналов позволит значительно уменьшить влияние многолучевости на работу бортовых приемоиндикаторов, которые используют в обработке КА с низкими высотами возвышения. В то же время низкая скорость обработки сигналов будет достаточной для использования в большинстве бортовых приемоиндикаторов потребителей.

Рассматривается возможность передачи данных в формате сигнала информации о времени, а также о регулировании движения грузового и пассажирского флота, передвижении наземного транспорта, контроле рыболовных судов, штормовых предупреждений и других сообщений.

В состав наземного комплекса будут входить два главных элемента: контрольный сегмент и система определения целостности.

В контрольный сегмент будут входить: многосетевой контроль­ный центр, управляющий работой системы; спутниковый центр кон­троля, где основные контрольные функции являются постоянными; 2 типа запросных станций - телеуправления и телеметрии - ТТ and С (Telecommand and Telemetry); сеть станций контроля орбит и синхрони­зации - OSS (network of orbitography and synchronization), через которые отдельно (от выходных команд и принятых от КА) регулярно посыла­ются навигационные сообщения.

В систему определения целостности входят центр контроля цело­стности и станции запроса целостности, работающие в той же полосе частот, что и ТТ and С, которые постоянно запрашивают КА и опреде­ляют данные о целостности.

Предварительно оценено, что наземный сегмент будет состоять из 10 OSS и ТТ and С. Однако прорабатывается возможность сокращения ТТ and С до 2 в Европейском регионе.

Данные о целостности вычисляются службой определения целостно­сти, которая связана с сетью пунктов контроля целостности и Центром контроля целостности, который в реальном времени (в соответствии с требованиям по времени выдачи сигналов тревоги) точность навигационных сигналов. Центр контроля целостности - это сердце системы, главные функции которого заключаются в следующем:

-вычисление местоположения КА и времени синхронизации с при­менением методов оптимальной фильтрации;

-Сбор данных от пунктов контроля целостности и обработка по­грешностей измерений и связной информации о сигналах тревог для каждого КА, находящегося в поле зрения станции.

Для европейской системы определения целостности предусматри­вается установка 16 пунктов контроля целостности и 3 связных стан­ций. Прорабатывается возможность уменьшения их количества, а так­же их установка на территории других государств, не входящих в Евро­пейский Союз. При этом прорабатывается возможность передачи на их территории не только данных о контроле целостности системы Га­лилео, но и других систем, например, СНС НАВСТАР.

Таким образом, система Галилео проектируется как гражданская система, соответствующая перспективным требованиям будущих по­требителей спутниковой информации. В системе будет обеспечен от­крытый и контролируемый доступ.