р5

пʼятниця, 7 лютого 2014 р.

Супутникова радіонавігаційна система GPS. Історія створення системи


Ідея використання космічних апаратів для навігації рухомих обєктів в США, як свідчить професор стенфордського університету Б. Паркінсон, в минулому керівник  програми “Навстар-GPS ” від ВПС, почали розвиватисяпісля запуску в 1957 році першого штучного супутника землі. В цей час лабораторії прикладної фізики Університету Джона Гопкінса було посьавлено завдання стеження за радянськими стратегічними обєктами  з допомогою прийому сигналу на наземному пункті з відомими координатами, виділення доплерівського зсуву несучої частотти передавача і подальшого розрахунку параметрів руху супутника. Обернена задача розрахунку координат приймача на основі обробки прийнятого сигналу та іншого явлала собою очевидну і природну задачу.


На цій основі в інтересах навігаційного забезпеченя пуску з підводних човнів балістичних ракет в 1964 році була створена доплерівська супутникова радіонавігаційна система першого покоління Transit, батьком якої вважається професор Р. Кершнер. Для коме5рційного використання ця система була представлена 1967 року. Причому кількість цивільних користувачів дуже скоро перевищило число військових користувачів. Координати користувача обчислювалися на основі прийому і виділення доплерівського зсуву частоти передавача. При чому останній знаходився  в полі видимості на протязі приблизно 40 хв, що дозволяло отримувати доволі високу точність визначення координат лише для повільно рухомих і стаціонарних обєктів.
З розробкою атомного годинника в 1960 році стало можливо використовувати для цілей навігації мережу точно синхронізованих передавачів, що передають кодовані сигнали. Вимірювання приймачем відповідних часових затримок дозволяло розраховувати координати приймача. Вперше реалаізація цього принципу була реалізована з допомогою запуску супутника ВМС США TIMATION-1.  роботи в цьому напрямі були продовжені і ознаменовані запуском супутника TIMATION-2-82B. Обидва ці супутники для обробки загальних принципів первинно були обладнані бортовими еталонами часу ічастоти БЕЧЧ на основікварцового генератора.
ВПС США в 1964 році розпочали програму розробки і випробувань можливостей використання для цілей місцевизначення широкополосних сигналів, модульованих псевдовипадковими шумовими PRN кодами. Властивість кореляційного розділення таких сигналів обумовило можливість використання декількома передавачами однієї несучої частоти.
В 1973 році програми ВПС і ВМС США були обєднані в загальну навігаційну технологіччну програму, що в подальшому пеетворилась в програму “Навстар - GPS”, супутник TIMATION 3 був переобладнаний в загальний космічний апарат NTS-1, і запущений 1974 року з кварцевим рубідієвим стандартом частоти, після нього послідувало створення NTS-2 і NTS-3 відповідно з цезієвим і водневим стандартами частоти. На протязі цього періоду часу точність синхронізація виросла з E-11 до E-12,13 і вище, виросла і висота орбіт супутників.з 925 км до 13000 і потім до 20000 км, змінилася несуча частота передавачів з 400 МГц до 1227 і 1575 МГц.
На протязі першого етапу програми навстар проводилась оцінка загальної концепції і були розроблені НКА Блок 1. другий етап повномасштабної розробки і випробувань розпочався 1978 року з запуском перших 4-х НКА. За весь час існуваня і до сьогодні приблизно 60-ма фірмами створено більше 400-сот типів приймаючого обладнання користувачв різного призначення, яка і в наш час ефективно використовується  нне лише для розвязання військових, але і величезної кількості  цивільних завдань, включно з такими як будівництво і землеробство. І такеих галузей застосування з кожним роком стає все більше і більше.

Немає коментарів:

Дописати коментар

р4