Дальномерный метод определения места корабля

Навигационное использование низкоорбитных космических систем.

Методы определения места корабля в СРНС

Методы определения координат места корабля различаются видами используемых навигационных параметров и их комбинациями. Существуют, например, дальномерный, угломерно-дальномерный, разностно-дальномерный, радиально-скоростной, угломерный и другие методы. Теоретически возможно большое количество подобных комбинаций, но практическое применение в морской навигации находят лишь немногие. Это объясняется главным образом тем, что различные комбинации не эквивалентны по точности при достигнутом уровне технического совершенства измерительных средств. В частности, пока не находят применения в СРНС угломерные методы определения координат.

Сравнивая дальномерный метод с угломерным, можно отметить, что радиотехнические методы позволяют сравнительно легко осуществить измерения дальности с погрешностью, не превышающей нескольких метров, а для получения таких же по точности результатов при использовании угловых координат на дальностях до нескольких тысяч километров потребуется измерять углы с погрешностью, не превышающей долей угловых секунд, что является невозможным в корабельных условиях. Поэтому в настоящее время в морской навигации находят применение дальномерный, разностно-дальномерный и радиально-скоростной методы.

Дальномерный метод основан на измерении расстояний между ИСЗ и объектом навигации. Найдем выражение для навигационной функции метода и установим вид навигационной изоповерхности, соответствующей определяемому навигационному параметру.

Наиболее простой - дальномерный способ определения места. Установим зависимость, связывающую НП с широтой и долготой.

, (1.1)

где x,y,z – координаты потребителя;

x_i,y_i,z_i – координаты i-го НС или одного и того же НС, но в i моменты времени и приведенные к одному моменту.

Поверхностью положения является шар с центром i-го НС. Радиус шара D_i. Недостатком способа является неоднозначность – нелинейность системы уравнения.

В формуле (1.2) подразумевается, что все величины должны быть взяты в один и тот же момент времени. Т.к. координаты спутника привязаны к бортовой шкале времени (БШВ), а на корабле к шкале времени потребителя (ШВП), то их необходимо синхронизировать и иметь одинаковое время.

(1.2)

Погрешность БШВ составляет порядка 10нс или 30м и характеризуется погрешностью частотно-временного обеспечения.

В настоящее время дальномерный метод реализован в системах 2-го поколения и в современных приемоиндикаторах обычно используются только измерения дальности до НИСЗ.

Необходимая информация о координатах НИСЗ для решения системы определяется в корабельной аппаратуре путем решения либо алгебраических уравнений движения ИСЗ (в системе GPS), либо путем интегрирования системы дифференциальных уравнении движения ИСЗ ( в отечественных системах) по известным начальным условиям движения НИСЗ (т.е. с использованием эфемеридной информации 1-го рода).