УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОПРАВОК В СИСТЕМЕ РАДИОНАВИГАЦИИ

Устройство относится к спутниковой радионавигации и может быть использовано для построения различных радионавигационных систем с высоким качеством определения местоположения летательных аппаратов (ЛА), а также морских судов.
Известно радионавигационное устройство (См. "Основы радионавигации", О.В.Белавин, М., Сов. Радио, 1977 г. стр.98, рис.6.1), содержащее антенну и приемник.
Недостатком известного устройства является относительно низкая целостность навигационной информации, т.е. - достоверность навигационной информации по каждому отсчету в данный момент времени и по каждому из используемых искусственных спутников земли (ИСЗ), которая снижается из-за сбоев и неисправностей в приемнике, на спутниках, а также из-за искажений радиосигналов в эфире.
Наиболее близким к заявленному устройству является "Устройство мониторинга и качества сигналов и радиоканалов в системе радионавигации" (См. полезную модель по свид. №26643 по МПК G 01 C 21/24 от 12.08.2002 г.), содержащее последовательно соединенные антенну, разветвитель и первый опорный приемник, а также последовательно соединенные контрольный приемник, первый сумматор, элемент задержки, второй сумматор, блоки идентификации средней квадратической ощибки (СКО), контроля качества информации спутников, формирования сигналов запрещения поправок и выдачи, выход которого является выходом поправок, причем второй выход разветвителя соединен со входом контрольного приемника, выход первого сумматора соединен со вторыми входами второго сумматора и блока контроля качества информации спутников, второй выход блока идентификации СКО соединен со вторым входом блока формирования сигналов запрещения поправок.
Данное известное устройство также имеет относительно низкую целостность навигационной информации, хотя и отличается в лучшую Сторону от аналога за счет наземного базирования и наличия средств формирования поправок. Кроме того известное устройство формирует поправки только в соответствии с кодограммами обмена, принятыми в авиации и не формирует поправки в соответствии с кодограммами обмена,принятыми в морском флоте.
Целью заявленного устройства является расширение функциональных возможностей и повышение качества навигационной информации путем обеспечения функционального контроля навигационных радиоканалов и выработки соответствующих поправок с более высокой достоверностью.
Указанная цель достигается тем, что устройство формирования поправок в системе радионавигации, содержащее последовательно соединенные антенну, разветвитель и первый опорный приемник, а также последовательно соединенные контрольный приемник, первый сумматор, элемент задержки, второй сумматор, блоки идентификации средней квадратической ощибки (СКО), контроля качества информации спутников, формирования сигналов запрещения поправок и выдачи, выход которого является выходом поправок, причем второй выход разветвителя соединен со входом контрольного приемника, выход первого сумматора соединен со вторыми входами второго сумматора и блока контроля качества информации спутников, второй выход блока идентификации СКО соединен со вторым входом блока формирования сигналов запрещения поправок, дополнительно содержит второй опорный приемник, имитатор приемника потребителей поправок и вычислитель, при этом третий выход разветвителя соединен со входом второго опорного приемника, выход которого соединен с первым входом вычислителя, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами имитатора приемника потребителей поправок и первого опорного приемника, выход вычислителя соединен со входом имитатора приемника потребителей поправок и вторыми входами первого сумматора и блока выдачи, причем вычислитель содержит модуль
формирования кодограмм передачи поправок как для авиации, так и для морского флота.
Технический результат заявленного устройства состоит в повышении целостности навигационной информации при точности определения местоположения объектов до 10 см.
На фиг.1 представлена блок-схема заявленного устройства. Устройство содержит антенну 1, разветвитель 2, первый опорный приемник 3, контрольный приемник 4, первый сумматор 5, элемент 6 задержки, второй сумматор 7, блок 8 идентификации СКО, блок 9 контроля качества информации спутников, блок 10 формирования сигналов запрещения поправок, блок 11 выдачи, второй опорный приемник 12, имитатор 13 приемника потребителей поправок, вычислитель 14 с модулем 14.1 формирования кодограмм передачи поправок как для авиации, так и для морского флота, а также выход 15 поправок.
Антенна 1, разветвитель 2 и первый опорный приемник 3 соединены последовательно. Контрольный приемник 4, первый сумматор 5, элемент 6 задержки, второй сумматор 7, блоки 8, 9, 10 и 11 соединены последовательно. Второй выход разветвителя 2 соединен со входом контрольного приемника 4, выход первого сумматора 5 соединен со вторыми входами второго сумматора 7 и блока 9, второй выход блока 8 соединен со вторым входом блока 10, третий выход разветвителя 2 соединен со входом второго опорного приемника 12, выход которого соединен с первым входом вычислителя 14, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами имитатора 13 и первого опорного приемника 3, выход вычислителя 5 соединен со входом имитатора 13 и вторыми входами первого сумматора 5 и блока 11 выдачи, выход 15 которого является выходом поправок.
Все используемые элементы блок-схемы (фиг.1) являются устройствами широкого применения.
Устройство работает следующим образом.
Каждый ЛА и морское судно имеют на борту радионавигационное устройство, с помощью которого по сигналам от ИСЗ они определяют свое местоположение в пространстве со средней точностью около 20 метров. Такая точность не всегда достаточна, например при посадке самолетов и т.п.
С использование предлагаемого устройства наземного базирования эта точность возрастает более чем на два порядка. Радиоимпульсы от нескольких используемых ИСЗ через антенну 1 и разветвитель 2 поступают в приемники 3, 4 и 12, в которых селектируются, усиливаются и преобразуются в цифровой код, причем упорядоченно для каждого ИСЗ, для каждого отсчета времени. При этом приемники 3 и 4 работают с огибающими радиоимпульсов от ИСЗ, а приемник 12 работает с самой несущей частотой этих радиоимпульсов, получая дополнительную навигационную информацию. На сумматоре 5 для каждого отсчета определяют разность их кодов, которая будет близка к нулю при исправных приемниках 3, 4 и 12, исправных ИСЗ и допустимых эфирных помехах. На сумматоре 7 определяют статистическую разность для двух смежных по времени отсчетов для чего на элементе 6 задерживают сигнал на один такт. Затем на блоках 8 и 9 осуществляют более глубокую статистическую оценку, определяя качество сигналов отдельно для каждого спутника и среднюю квадратическую ошибку флуктуации погрешности. С выхода вычислителя 14 сформированная кодограмма поправки вместе с исходными данными от ИСЗ поступает на имитатор 13 приемника потребителей поправок (такой же приемник как и на борту ЛА), который реагирует на конкретную поправку, а результат этой реакции возвращается в вычислитель 14 для контроля, в котором с помощью модуля 14.1 окончательно формируется единая для авиации и морского флота кодограмма текущей поправки.
При превышении заданных порогов с помощью блока 10 блокируют выдачу через блок 11 текущей поправки на выход 15 и далее потребителю (на ЛА и др.), исключая грубые ошибки, что приводит, в конечном счете, к указанному выше техническому результату.