Организация полигонной отработки перспективных технологий координатно-временного и навигационного обеспечения в Ростовской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Организация полигонной отработки перспективных технологий координатно-временного и навигационного обеспечения в Ростовской области

А.Н. Королев, С.В. Павлов

Мировая практика убедительно свидетельствует, что широкое внедрение технологий координатно-временного и навигационного обеспечения с использованием глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) является важным направлением социально-экономического развития. В полной мере этот тезис относится к России, что определило существенную интенсификацию работ по развертыванию отечественной системы ГЛОНАСС, а также по обеспечению ее использования отечественными потребителями совместно с зарубежными ГНСС. В рамках этих работ уже сейчас в России созданы и эффективно внедряются образцы навигационной аппаратуры потребителей (НАП) и навигационно-информационные системы на их основе, а также, ведется развитие функциональных дополнений ГНСС1.

Актуальность создания и внедрения функциональных дополнений ГНСС определяется тем, что использование сигналов ГНСС в стандартном режиме не в полной мере удовлетворяет требованиям, предъявляемым потребителями при решении ряда прикладных задач координатно-временного и навигационного обеспечения (КВНО). Одним из путей удовлетворения предъявляемых требований является использование специальных режимов работы НАП, одним из которых является дифференциальный режим 1.

Для реализации дифференциального режима НАП должна обладать возможностью приема и обработки корректирующей информации, а структуру ГНСС необходимо дополнить специальными техническими средствами, которые принято называть функциональными дополнениями ГНСС. Совокупность таких средств позволяет сформировать и довести до потребителя корректирующие данные (дифференциальные поправки), использование которых позволяет существенно повысить пользовательские характеристики навигационной аппаратуры.

В соответствии с 2 в рамках всей совокупности функциональных дополнений выделяют следующие типы дифференциальных подсистем ГНСС: координатный временный навигационный полигонный

· локальная - в которой дифференциальные поправки формирует, как правило, одна контрольно-корректирующая станция (ККС) и образуется зона дифференциальной навигации радиусом от 50 до 200 км;

· региональная - в которой дифференциальные поправки формируются совокупностью ККС с использованием различных методов (метод индивидуальных поправок I-MAX метод индивидуальных поправок VBS, метод площадных поправок FKP и другие), что позволяет образовывать зону дифференциальной навигации радиусом до 2000 км;

· широкозонная - в которой дифференциальные поправки формируются специальной территориально-распределенной системой дифференциальной коррекции, что позволяет образовать зону дифференциальной навигации радиусом до 5000 км.

Поскольку реализация первых двух типов дифференциальных систем в основном осуществляется в рамках отдельных региональных и ведомственных проектов, остановимся более подробно на широкозонных системах дифференциальной коррекции, разработка и внедрение которых вследствие значительной функциональной и топологической сложности осуществляется на государственном уровне.

Россия не является исключением в этой области. Примером тому является российская система дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ), которая позволяет существенно повысить точностные характеристики навигационных определений в масштабах всей Российской Федерации и сопредельных территорий. На сегодняшний день данная система находится в режиме опытной эксплуатации.

Базовая структура СДКМ включает:

· центр управления СДКМ,

· сеть опорных измерительных станций,

· подсистему доведения корректирующей информации до потребителей в рабочей зоне СДКМ,

· наземные закладочные станции,

· подсистему информационного обмена,

· комплекс средств полигонной отработки.

Состав и функциональные задачи СДКМ представлены на официальном сайте системы (адрес в сети Интернет http://www.sdcm.ru).

Основными видами сервисов, предоставляемыми СДКМ являются:

· обеспечение потребителей широкозонной корректирующей информацией для высокоточной навигации в реальном масштабе времени в формате SBAS в соответствии с международным руководящим документом RTCA DO-229C «Minimum operational performance standards for global positioning system/wide area augmentation system airborne equipment»;

· обеспечение потребителей информацией о целостности навигационно-временных полей для повышения надежности навигации в реальном масштабе времени;

· уточнение абсолютных координат потребителей с использованием первичной измерительной информации по запросу в системах координат ПЗ-90, WGS-84,СГС-85, ITRF-2000 и др. 3.

Постоянное развитие методов практического использования ГНСС в России и за рубежом, их высокая практическая значимость определяют актуальность их натурной отработки. Одной из основных форм отработки новых технологий КВНО является полигонная отработка, которая предусматривает развертывание на специально оборудованных участках местности в регионах России отрабатываемой спутниковой навигационной аппаратуры, ее сопряжение с аппаратно-программными комплексами обработки данных и оценку эффективности применения в реальных условиях с привязкой к конкретным потребителям.

Основными задачами полигонной отработки новых технологий КВНО следует считать:

· отработку и оценку в реальных условиях навигационных технологий дифференциальной коррекции и применения навигационной информации ГНСС совместно с результатами СДКМ в интересах мониторинга транспортных средств и высокоточного позиционирования;

· отработку технологий доведения и алгоритмов применения информации СДКМ в навигационной аппаратуре потребителей;

· отработку технологий и создание систем доставки полигонной измерительной информации в центр СДКМ;

· отработка взаимодействия с внешними источниками навигационной информации, не входящими в состав СДКМ в интересах повышения ее пользовательских характеристик.

Создание полигонов для отработки новых технологий КВНО осуществляется на территории различных субъектов Российской Федерации с целью наиболее полного учета условий и возможной специфики применения перспективной навигационной аппаратуры потребителя.

Ярким примером эффективной организации такой деятельности является проводимый в настоящее время ОАО «Российские космические системы» (г.Москва) и ОАО «НПП КП «Квант» (г.Ростов - на - Дону) комплекс работ, предусматривающий развитие на территории Ростовской области регионального полигона для отработки комплекса задач КВНО с использованием СДКМ.

Основные функциональные компоненты регионального полигона в Ростовской области представлены на рис. 1 и включают в себя:

· региональный центр управления, сбора и обработки данных, включающий подсистему контроля целостности радионавигационных полей;

· подсистему высокоточного мониторинга различных видов транспорта;

· подсистему высокоточного навигационного обеспечения различных потребителей.

Данная структура не является статической и может наращиваться и изменяться в зависимости от условий работ, заинтересованности потенциальных потребителей, а также с учетом развития навигационных технологий.

Ввод в действие регионального полигона на территории Ростовской области создает предпосылки для эффективного решения комплекса задач отработки новых технологий КВНО с использованием СДКМ в интересах различных потребителей, а также для их воплощения в конкретных конструкторско-технологических решениях, которые в последующем могут найти широкое применение в других регионах России.

Рис. 1 Схема организации полигонной отработки перспективных технологий координатно-временного и навигационного обеспечения в Ростовской области

Результаты исследований изложенные в данной статье получены при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках реализации проекта "Создание высокотехнологичного производства по изготовлению информационно-телекоммуникационных комплексов спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS/Galileo" по постановлению правительства №218 от 09.04.2010.

Литература

1. Соловьев, Ю.А. Системы спутниковой навигации Текст / Ю.А.Соловьев. М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000. 267 с. ISBN 5-88405-026-7.

2. ГОСТ Р 52928-2008. Система спутниковая навигационная глобальная. Термины и определения Текст. Введ. 2009-01-01. М.: Стандартинформ, 2008. IV,10 с.

3. Липкин, И.А. Спутниковые навигационные системы Текст / И.А. Липкин. 2-е изд., доп. М.: Вузовская книга, 2006. 288 с. ISBN 5-9502-0238-4.

Размещено на Allbest.ru