Принципы спутниковой навигации
ГНСС — система, предназначенная для определения местоположения (географических координат) наземных, водных и воздушных объектов, а также низкоорбитальных космических аппаратов. Спутниковые системы навигации также позволяют получить скорость и направление движения приёмника сигнала. Кроме того, могут использоваться для получения точного времени. Такие системы состоят из космического оборудования и наземного сегмента (систем управления).
Спутниковые радионавигационные системы представляют собой всепогодные системы космического базирования и позволяют в глобальных масштабах определять текущие местоположения подвижных объектов и их скорость, а также осуществлять точную координацию времени.
Принцип действия систем заключается в том, что навигационные спутники излучают специальные электромагнитные сигналы. Аппаратура потребителей, расположенная на объектах, находящихся на поверхности Земли или в околоземном пространстве, принимает информацию, заложенную в эти сигналы, измеряет расстояния до спутников, доплеровскую частоту, время и после специальной обработки вырабатывает данные о местоположении, скорости и времени объекта.[1]
Основные элементы спутниковой системы навигации
Спутниковую радионавигационную систему можно рассматривать как высокотехнологичную информационную систему, состоящую из пяти основных сегментов, показанных на рисунке 1.
В процессе разработки МФ был проработан целый ряд научно-технических вопросов.
Для начала необходимо было обсудить постановку технического задания, а также показать общее видение будущего прототипа МФ и обязательные технологические требования для исполнения.
В начале разработки было проведено математическое моделирование в среде MATLAB ряда цифровых фильтров с целью отбора оптимального варианта для реализации на МК. В конечном итоге выбор пал на альфа-бета фильтр, с которым в дальнейшем мы работали.
Далее проходил выбор готовых модулей и создание принципиальной схемы для МФ. Потом произведена трассировка платы в соответствии с разработанной принципиальной схемой и выбранными электронными модулями. В результате электронная печатная плата была заказана для сборки на заводе в Китае.
Параллельно с изготовлением печатаной платы, велась разработка ПО для МК. Были написаны следующие важные программные модули:
- запись декодированных и фильтрованных координат в внутреннюю постоянную память с целью дальнейшего построения графиков результатов фильтрации;
- подпрограмма обработчик прерывания для приема и передачи посылок по интерфейсу UART с сообщениями от СП до ОУ;
- алгоритм фильтрации спутниковых навигационных координат с СП.
В раздел «Безопасность жизнедеятельности» внесены условия труда и правила эксплуатации данного МФ. Также были продемонстрированы реализованные программно-аппаратные меры для стабильной, безотказной и безопасной работы МФ.
В «Организационно-экономический» раздел внесены рассчитанные затраты на разработку и производство МФ на коммерческом предприятии, а также рассчитан
