Навигационная аппаратура потребителей «ГЛОН АСС» и «GPS», основные характеристики

В настоящее время зарубежная и отечественная промышленность предлагает вполне достаточную номенклатуру GPS/«rJ30HACC»-приемников, различающихся числом каналов приема, скоростью обновления данных, временем вычислений, точностью определения координат и, конечно, стоимостью.

За рубежом комбинированные СР8/«ГЛОНАСС»-приёмники выпускает ряд компаний, среди которых - 3S Navigation, Ashtech, JPS, Sokkia, Spectra Precision (США), Leicka (Швейцария) и др. В России массовое производство пока не налажено, но разработку таких приемников уже завершили PH ИИ КП, КБ «НАВИС» (Москва), Российский институт радионавигации и времени, ЗАО «Котлин», фирма «Софт Нав» (Санкт-Петербург) и Ижевский радиозавод.

Одной из первых на российский рынок пришла компания 3G Navigation. Она является единственной западной фирмой, выпускающей «ГЛОНАСС»-приемники (LI, L2), которые используются Для ионосферного зондирования и приема сигналов точного времени.

Навигационное оборудование чаще всего используется в системах слежения за местоположением транспортных средств, в которые входят мобильные объекты, пункты слежения за транспортом, диспетчерские пункты, УКВ-сети, сети сотовой и спутниковой связи (рис. 4.9).

Схема мониторинга подвижных объектов

Рис. 4.9. Схема мониторинга подвижных объектов

С точки зрения конструктивного исполнения имеются устройства двух типов: автономные (с собственными источниками питания и средствами отображения) и в виде отдельных плат, встраиваемых в аппаратуру потребителя или ПК.

Наиболее дешевый вариант - плата, которую можно совмещать с другими средствами связи (УКВ-радиостанцией, спутниковым терминалом и т.п.).

Надо отметить, что приемники «ГЛОНАСС» и GPS существенно различаются по их технической реализации. Первые используют более широкую полосу частот, чем GPS-устройства. В системе GPS применяется кодовое разделение каналов, благодаря чему все спутники излучают С/А-коды на общей несущей частоте 1575,42 МГц (частотный диапазон L1).

Частотное разделение каналов в «ГЛОНАСС» (табл.4.5) обуславливает излучение сигналов на разных несущих в диапазоне 1598,0625... 1615,5 МГц (L1). Отсюда - в этих системах задействуются разные аппаратура формирования и алгоритмы обработки фазовых измерений.

Таблица 4.5

Энергетика навигационного канала «ГЛОНАСС» при угле места 5°

Наименование характеристики

Диапазон частот, МГц

1600 (L1)

1250 (L2)

Мощность бортового передатчика, дБВт

+15±1

+9±1

Коэффициент усиления приемной антенны, дБ

-6

-6

Потери в свободном пространстве (R=24 000 км), дБ

-184

-182

Мощность принимаемого сигнала, дБВт

-157±1

-162±1

Спектральная плотность шума, дБ Вт/Гц

-206

-206

Отношение сигнал/шум, дБГц

+(43...40)±1

+(38...35)±1

Первое устройство R-100 компанией 3G Navigation было разработано в 1992 г., а впоследствии 3G Navigation создала ряд приемников (серии R-100/30T и R-100/40T), обеспечивающих прием GPS/«nJIOHACC»- сигналов, дешифровку С/А- и P-кодов «ГЛОНАСС» и С/А-кода GPS.

Все приемники 3G Navigation могут работать в дифференциальном режиме, обеспечивая субметровую точность.

Это означает, что когда приемник попадает в зону действия опорной станции, он может принимать поправки для спутников GPS и «ГЛОНАСС» в виде стандартных сообщений RTCM-SC-104 (версия 2.2), передаваемых опорными радиостанциями указанных систем в широковещательном режиме.

В состав комплекта поставки входят антенна с предусилителем и встраиваемые в ПК платы (от двух до шести, в зависимости от модификации).

Основные характеристики навигационных приемников компании 3G Navigation представлены в табл. 4.6.

Таблица 4.6

Основные характеристики навигационных приемников компании 3G Navigation

Наименование

характеристики

R-100/30

R-100/30T

R-100/40

R-100/40T

Тип

приёмника

«ГЛОНАСС»

GPS/

«ГЛОНАСС»

«ГЛОНАСС»

GPS/

«ГЛОНАСС»

Число

каналов

2

  • 2 «ГЛОНАСС»,
  • 12 GPS/ «ГЛОНАСС»
  • 4 «ГЛОНАСС» (С/А-код),
  • 4 «ГЛОНАСС» (С/А-кода нет)
  • 4 ГЛОНАСС»,
  • 12 GPS/ «ГЛОНАСС»

Число плат, вставляемых в PC

2

4

4

6

Стоимость комплекта, долл.

28 900

32 900

30 900

38 900

В числе наиболее серьезных зарубежных производителей НАП можно назвать такие фирмы, как Magellan и Garmin. Палитра моделей НАП очень широка - от умещающихся на ладони “игрушек”, с которыми можно ходить за грибами, до серьезных агрегатов, весящих десятки килограмм. Портативные навигационные приёмники фирм Magellan и Garmin представлены на рис. 4.10.

Портативные навигационные приёмники

Рис. 4.10. Портативные навигационные приёмники: а) фирмы Magellan, б) Garmin

Российский НИИ космического приборостроения (РНИИ КП, с 2011 года ООО «Российские космические системы») разработал несколько профессиональных навигационных устройств, работающих в комбинированном режиме.

Комплекс «Штурман» определяет текущие координаты и вектор путевой скорости и рассчитывает курс в заданную точку, обеспечивая сигнализацию об отклонении от маршрута. В состав комплекса входит 24-канальный СР8/«ГЛОНАСС»-приемник, антенный модуль и пульт управления. Пульт предназначен для ввода и отображения информации, в том числе исходных параметров задач судовождения. Точность определения географических координат -15 м, скорости - 2.. .3 см/с.

Аппаратура «Грот» предназначена для решения геодезических задач. Она обеспечивает навигационные определения по сигналам стандартной и высокой точности «ГЛОНАСС», по сигналу С/А-кода GPS, а, кроме того, их совместную обработку. Навигационные параметры отображаются на табло в одной из систем координат (СК-42- система координат 1942г., ПЗ-90- параметры Земли 1990г., WGS-84- всемирная система координат 1984г.). При работе в комбинированном режиме «Грот» автоматически выбирает оптимальное созвездие спутников GPS и «ГЛОНАСС» для достижения нужной точности. Точность определения текущих координат составляет 10 м, скорости - 0,05/0,07 м/с (на стоянке/в движении). Масса прибора равна 2,5 кг, габаритные размеры - 190x200x75 мм.

Малогабаритные приёмоизмерители сигналов КС-161 и КС-182 являются совместными разработками ЗАО «Котлин» (Санкт-Петербург) и компании Samsung. КС-161 предназначен для непрерывного определения местоположения, скорости движения объекта и текущего времени по сигналам систем GPS и «ГЛОНАСС». Приемник обеспечивает до 16 каналов обработки (между системами «ГЛОНАСС» и GPS они распределяются произвольно). Точность вычислений географических координат - 15 м (1...3 м в дифференциальном режиме), высоты - 25 м, скорости - 0,1 м/с, времени - 1 мкс. Время первого определения составляет не более 120 с. Условия эксплуатации: температура - от -40 °С до +75 °С, влажность - до 85%, потребляемая мощность - не более 1,2 Вт (в экономичном режиме, т.е. при минимальном числе каналов слежения, - 0,8 Вт). Плата приёмоиндикатора имеет размеры 55x135x20 мм и массу 150 г. В комплект поставки может входить активная антенна с магнитным или механическим креплением, которая позволяет использовать устройство в зонах WAAS и EGNOS (прием поправок по протоколу RTCM SC-104).

Другой приёмоизмерительный модуль, К-182, предназначен для установки на космических объектах (ракетоносителях, разгонных блоках, космических аппаратах). Он имеет 18 каналов обработки. Точность определения местоположения, скорости и времени - стандартная для систем GPS и «ГЛОНАСС». Масса модуля - 320 г., габаритные размеры - 136x232x26 мм.

Плата БНП-12/8М Ижевского радиозавода осуществляет автоматический поиск, прием и обработку навигационных сигналов на частотах L1 в GPS (12 каналов) и «ГЛОНАСС» (8 каналов). Она обеспечивает устойчивую работу как без известного альманаха («холодный старт»), так и в режиме приема дифференциальных поправок. Время начального определения составляет 90 с при «холодном старте», 30 с - при «теплом». Частота обновления информации - от 0,1 до 1,0 Гц, точность измерения местоположения - до 30 м, а скорости - 0,15 м/с. Габаритные размеры - 180x120x20 мм. Плата устанавливается в стандартный слот ПК.

Геодезическую аппаратуру выпускают КБ «НАВИС» и компания «Котлин». Приемник СН-3601 («НАВИС») предназначен для высокоточного определения навигационных параметров при геодезической съемке, создании и развитии геодезических сетей, собирающих сведения для государственного земельного кадастра и т.п. Он дает возможность непрерывного автоматического выбора спутников созвездия «ГЛОНАСС» (L1) и GPS (L1) с учётом их технического состояния. Число параллельных каналов приема - 14, точность определения координат в автономном режиме составляет 10... 12 м, в дифференциальном режиме - 1...2 м. Время начального определения при «холодном старте» - 180 с, при «горячем» - 90 с. Интервал обновления координат - не более 1 с.

Кроме того, СН-3601 способен «абсолютно точно» определять местоположение и накапливать результаты измерений, сделанных в течение четырех часов (емкость накопителя 20 Мбайт). Данные передаются на ПК по цифровому интерфейсу RS232C (протоколы BINR или RINEX). Электропитание прибора осуществляется от источников питания 9-30 В, потребляемая мощность равна 7 Вт. Масса комплекта, включающего антенну, приёмоинди- катор, аккумулятор и антенный кабель, не превышает 4,5 кг.

В ЗАО «Котлин» подготовлены к серийному производству два двухчастотных GPS/«rЛОНАСС»-устройства, предназначенных для проведения топографо-геодезических работ («Землемер Л1М» и «Геодезист»). Более мощный приемник «Геодезист» рассчитан на работу с 18 каналами для «ГЛОНАСС» (LI, L2) и 24 каналами для GPS (LI, L2). Он обеспечивает устойчивый прием сигналов как в неблагоприятных погодных условиях, так и при малых углах радиовидимости. В состав этого приёмника входят выносная клавиатура и ЖК-дисплей (8 строк по 40 символов), которые позволяют работать в полевых условиях. Сантиметровый уровень точности навигационных определений достигается за счет использования высокоэффективных алгоритмов разрешения многозначности фазовых отсчетов. Точность определения длины базовой линии составляет 5 мм при измерениях на частотах L1 и L2 и 10 мм - только на L1.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >