RU123176U1 - METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING THE LOCATION OF A NAVIGATION SPACE VEHICLE - Google Patents
METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING THE LOCATION OF A NAVIGATION SPACE VEHICLE Download PDFInfo
- Publication number
- RU123176U1 RU123176U1 RU2011131302/07U RU2011131302U RU123176U1 RU 123176 U1 RU123176 U1 RU 123176U1 RU 2011131302/07 U RU2011131302/07 U RU 2011131302/07U RU 2011131302 U RU2011131302 U RU 2011131302U RU 123176 U1 RU123176 U1 RU 123176U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- navigation
- ground
- feeder device
- radio signals
- spacecraft
- Prior art date
Links
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
1. Система определения местоположения навигационного космического аппарата состоит из орбитальной группировки навигационных космических аппаратов, связанной двухсторонней связью с наземными опорными автономными маяками, которые связаны с наземным центром управления системой, при этом каждый навигационный космический аппарат состоит из последовательно соединенных приемного антенно-фидерного устройства, бортового приемника навигационных сигналов, бортового цифрового вычислительного комплекса, бортового источника навигационного сигнала и передающего антенно-фидерного устройства, а каждый наземный опорный автономный маяк состоит из последовательно соединенных приемного антенно-фидерного устройства, приемника навигационных сигналов, цифрового вычислительного комплекса, источника навигационного сигнала и передающего антенно-фидерного устройства.2. Система по п.1, в которой наземные опорные автономные маяки формируют навигационные радиосигналы с использованием навигационных радиосигналов НКА в трех частотных диапазонах L1, L2 и L3 для системы ГЛОНАСС и L1, L2 и L5 для системы GPS соответственно.3. Система по п.1, в которой наземные опорные автономные маяки излучают навигационные радиосигналы в одном частотном диапазоне.4. Система по п.1, в которой наземный центр управления системой периодически рассчитывает координаты фазовых центров приемных и передающих антенн наземных опорных автономных маяков.1. The system for determining the position of the navigation spacecraft consists of an orbital constellation of navigation spacecraft, connected by two-way communication with ground reference autonomous beacons, which are connected to the ground control center of the system, while each navigation spacecraft consists of a serially connected receiving antenna-feeder device, onboard a receiver of navigation signals, an on-board digital computer complex, an on-board source of a navigation signal and a transmitting antenna-feeder device, and each ground reference autonomous beacon consists of a serially connected receiving antenna-feeder device, a receiver of navigation signals, a digital computer complex, a source of a navigation signal and a transmitting antenna - feeder device 2. The system according to claim 1, in which the ground reference autonomous beacons generate navigation radio signals using the satellite navigation radio signals in three frequency ranges L1, L2 and L3 for the GLONASS system and L1, L2 and L5 for the GPS system, respectively. The system according to claim 1, in which the ground reference autonomous beacons emit navigation radio signals in one frequency range. The system according to claim 1, in which the ground control center of the system periodically calculates the coordinates of the phase centers of the receiving and transmitting antennas of the ground reference autonomous beacons.
Description
Полезная модель относится к системам спутникового наземного позиционирования.The utility model relates to satellite ground-based positioning systems.
В настоящее время задача навигационного обеспечения навигационных космических аппаратов (НКА) решается путем размещения беззапросных измерительных средств на поверхности Земли, которые принимают навигационные радиосигналы и производят измерения текущих навигационных параметров (ИТНП) - псевдодальностей и псевдофаз. Полученные измерения централизовано обрабатываются в центре управления системой (ЦУС) с целью определения параметров движения (эфемерид) и бортовой шкалы времени (частотно-временные параметры (ЧВП) НКА. Рассчитанная ЦУС основная навигационная информация с помощью специальной служебной радиолинии передается на борт НКА один раз за виток НКА вокруг Земли, что снижает оперативность и точность навигационного обеспечения потребителей.Currently, the problem of navigation support for navigation spacecraft (NSC) is being solved by placing unrequited measuring instruments on the Earth’s surface that receive navigation radio signals and measure current navigation parameters (ITNPs) - pseudorange and pseudo-phases. The obtained measurements are centrally processed in the system control center (NCC) in order to determine the motion parameters (ephemeris) and the on-board time scale (time-frequency parameters (NWP) of the NSC. The main navigation information calculated by the NMS using the special service radio link is transmitted to the NSC once per a revolution of the spacecraft around the Earth, which reduces the efficiency and accuracy of navigation support for consumers.
Из уровня техники известен способ преодоления указанного недостатка, например использование межспутниковых измерений.The prior art method for overcoming this drawback, for example the use of inter-satellite measurements.
В случае использования межспутниковых измерений высокая взаимная динамика движения НКА друг относительно друга не позволяет обеспечить непрерывное измерение навигационных параметров.In the case of using inter-satellite measurements, the high mutual dynamics of the spacecraft motion relative to each other does not allow for continuous measurement of navigation parameters.
Преодолеть указанные недостатки позволяет создание системы наземных опорных маяков, которые излучают навигационные радиосигналы в направлении на НКА. При этом бортовая аппаратура НКА имеет возможность автономно и оперативно определять эфемериды и ЧВП на борту НКА.To overcome these shortcomings allows the creation of a system of ground reference beacons that emit navigation radio signals in the direction of the NCA. At the same time, the spacecraft’s onboard equipment has the ability to autonomously and quickly determine the ephemeris and CVP on board the spacecraft.
Из уровня техники известно раскрытое в патенте Российской Федерации RU 2383898 изобретение с множеством навигационных спутников, управляемых, по меньшей мере, одним наземным центром управления, спутники размещены на средневысотных орбитах, передача информации о времени и местоположении индивидуально для спутника осуществляется посредством однонаправленных линий связи через систему опорных маяков (ОМ) в наземный центр управления.The prior art discloses an invention disclosed in a patent of the Russian Federation RU 2383898 with a plurality of navigation satellites controlled by at least one ground control center, satellites are located in mid-altitude orbits, time and location information is transmitted individually for the satellite via unidirectional communication lines through the system reference beacons (OM) in the ground control center.
Недостатком этого изобретения является построение сложной системы синхронизации радиосигналов ОМ, использование радиосигналов в нескольких частотных диапазонах и централизованного управления режимами работы ОМ.The disadvantage of this invention is the construction of a complex system for synchronizing radio signals OM, the use of radio signals in several frequency ranges and centralized control of the operating modes of OM.
Отличие предлагаемой полезной модели от изложенных выше заключается в создании системы наземных опорных автономных маяков, которые не нуждаются в централизованной системе синхронизации, излучающих навигационные радиосигналы в одном частотном диапазоне, при этом центр управления системой используется лишь для периодического расчета координат фазовых центров приемных и передающих антенн.The difference between the proposed utility model and the above is the creation of a system of ground-based reference autonomous beacons that do not need a centralized synchronization system emitting navigation radio signals in the same frequency range, while the control center of the system is used only for periodic calculation of the coordinates of the phase centers of the receiving and transmitting antennas.
Техническим результатом является автономное определение космическим аппаратом своего местоположения, уменьшение времени между моментом, когда на спутнике возникает отклонение от нормы, и моментом, когда пользователь оповещен об этом.The technical result is an autonomous determination by a spacecraft of its location, reducing the time between the moment when a deviation from the norm occurs on the satellite and the moment when the user is notified about it.
Технический результат заявленной полезной модели достигается совокупностью существенных признаков, а именно: система определения местоположения навигационного космического аппарата состоит из орбитальной группировки навигационных космических аппаратов, связанной двухсторонней связью с наземными опорными автономными маяками, которые связаны с наземным центром управления системой, при этом каждый навигационный космический аппарат состоит из последовательно соединенных приемного антенно-фидерного устройства, бортового приемника навигационных сигналов, бортового цифрового вычислительного комплекса, бортового источника навигационного сигнала и передающего антенно-фидерного устройства, а каждый наземный опорный автономный маяк состоит из последовательно соединенных приемного антенно-фидерного устройства, приемника навигационных сигналов, цифрового вычислительного комплекса, источника навигационного сигнала и передающего. Навигационные радиосигналы наземных опорных автономных маяков формируются с использованием навигационных радиосигналов НКА в трех частотных диапазонах L1, L2 и L3 для системы ГЛОНАСС и L1, L2 и L5 для системы GPS соответственно. Наземные опорные автономные маяки излучают навигационные радиосигналы в одном частотном диапазоне. Наземный центр управления системой периодически рассчитывает координаты фазовых центров приемных и передающих антенн наземных опорных автономных маяков.The technical result of the claimed utility model is achieved by a combination of essential features, namely: the positioning system of the navigation spacecraft consists of an orbital grouping of navigation spacecraft connected by two-way communication with ground support autonomous beacons that are connected to the ground control center of the system, with each navigation spacecraft consists of a series-connected receiving antenna-feeder device, an on-board receiver navigation signals, on-board digital computer complex, on-board source of navigation signal and transmitting antenna-feeder device, and each ground-based reference autonomous beacon consists of serially connected receiving antenna-feeder device, receiver of navigation signals, digital computer complex, source of navigation signal and transmitting. The navigation radio signals of ground-based reference autonomous beacons are formed using navigation radio signals of the spacecraft in the three frequency ranges L1, L2 and L3 for the GLONASS system and L1, L2 and L5 for the GPS system, respectively. Ground reference autonomous beacons emit navigation radio signals in the same frequency range. The ground control center of the system periodically calculates the coordinates of the phase centers of the receiving and transmitting antennas of the ground reference autonomous beacons.
Наличие высокостабильного стандарта времени и частоты на борту НКА позволяет использовать навигационные радиосигналы НКА для синхронизации навигационных радиосигналов наземных опорных автономных маяков и оценки величины задержки радиосигналов в следствии ионосферной и тропосферной рефракции.The presence of a highly stable time and frequency standard onboard the spacecraft allows the use of navigation radio signals of the spacecraft to synchronize the navigation radio signals of the ground reference autonomous beacons and estimate the delay value of radio signals due to ionospheric and tropospheric refraction.
Бортовая аппаратура НКА имеет возможность автономно и оперативно определять эфемериды и частотно-временные параметры (ЧВП) на борту НКА. Для уточнения этих данных используется навигационный радиосигнал наземных опорных автономных маяков, формируемый с использованием навигационных радиосигналов НКА в трех частотных диапазонах L1, L2 и L3 для системы ГЛОНАСС и L1, L2 и L5 для системы GPS соответственно и данных о координатах и параметрах вектора скорости НКА, а так же параметры бортовой шкалы времени НКА (основная навигационная информация). При этом наземные опорные автономные маяки измеряют псевдодальность и псевдофазу несущих колебаний, выделяют основную навигационную информацию, формируют и излучают в одном частотном диапазоне в направлении НКА навигационные радиосигналы и данные о координатах и параметрах шкалы времени наземных опорных автономных маяков, информацию о задержках радиосигналов вследствие ионосферной и тропосферной рефракции (вспомогательная навигационная информация). НКА принимает навигационные радиосигналы наземных опорных автономных маяков, которые затем обрабатываются на борту НКА. По результатам измерений навигационных параметров по радиосигналам и вспомогательной информации осуществляется оперативная оценка эфемерид и ЧВП НКА. Уточненные значения эфемерид и ЧВП НКА используются для формирования основной навигационной информации. Основная навигационная информация в последующим передается потребителям.The spacecraft’s onboard equipment has the ability to autonomously and quickly determine the ephemeris and time-frequency parameters (CVT) on board the spacecraft. To clarify these data, the navigation radio signal of ground-based reference autonomous beacons is used, generated using navigation satellite signals in the three frequency ranges L1, L2 and L3 for the GLONASS system and L1, L2 and L5 for the GPS system, respectively, and data on the coordinates and parameters of the satellite speed vector, as well as the parameters of the onboard time scale of the NCA (basic navigation information). At the same time, ground-based reference autonomous beacons measure the pseudorange and pseudo-phase of the carrier oscillations, select the main navigation information, form and radiate navigation radio signals and data on the coordinates and time-scale parameters of the ground reference autonomous beacons, information on the delays of radio signals due to the ionospheric and tropospheric refraction (auxiliary navigation information). The NKA receives the navigation radio signals of the ground reference autonomous beacons, which are then processed on board the NKA. According to the results of measurements of the navigation parameters by radio signals and auxiliary information, an operational assessment of the ephemeris and NWP of the spacecraft is carried out. The adjusted values of the ephemeris and NWC NKA are used to form the basic navigation information. The main navigation information is subsequently transmitted to consumers.
Признаки и сущность заявленной полезной модели поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, где показано следующее:The features and essence of the claimed utility model are explained in the following detailed description, illustrated by drawings, where the following is shown:
Фиг 1 - блок-схема определения местоположения навигационных космических аппаратов, где:Fig 1 is a block diagram of determining the location of navigation spacecraft, where:
11…1N - орбитальная группировка навигационных космических аппаратов (НКА);1 1 ... 1 N - orbital constellation of navigation spacecraft (NSC);
21…2N - сеть наземных опорных автономных маяков;2 1 ... 2 N - a network of ground reference autonomous beacons;
3 - центр управления системы (ЦУС).3 - system control center (NCC).
Фиг.2 - блок-схема бортовой аппаратуры НКА, где:Figure 2 - block diagram of the onboard equipment of the NCA, where:
4 - приемное антенно-фидерное устройство (АФУ);4 - receiving antenna-feeder device (AFU);
5 - бортовой приемник навигационных радиосигналов (БПНС);5 - on-board receiver of navigation radio signals (BPS);
6 - бортовой цифровой вычислительный комплекс (БЦВК);6 - on-board digital computer complex (BTsVK);
7 - бортовой источник навигационного радиосигнала (БИНС);7 - on-board source of navigation radio signal (SINS);
8 - передающее антенно-фидерное устройство (АФУ).8 - transmitting antenna-feeder device (AFU).
Фиг.3 - блок-схема аппаратуры наземного опорного автономного маяка, где:Figure 3 is a block diagram of the equipment of the ground reference autonomous beacon, where:
9 - приемное антенно-фидерное устройство (АФУ);9 - receiving antenna-feeder device (AFU);
10 - приемник навигационных радиосигналов (ПНС);10 - receiver of navigation radio signals (PNS);
11 - цифровой вычислительный комплекс (ЦВК);11 - digital computer complex (CVC);
12 - источник навигационного радиосигнала (ИНС);12 - source of navigation radio signal (ANN);
13 - передающее антенно-фидерное устройство (АФУ).13 - transmitting antenna-feeder device (AFU).
Принцип работы заявленной полезной модели заключается в следующем.The principle of operation of the claimed utility model is as follows.
Навигационные радиосигналы на частотах в диапазонах L1, L2 и L3 для системы ГЛОНАСС и L1, L2, и L5 для системы GPS формируются в бортовом источнике навигационного сигнала (БИНС) (7) с использованием основной навигационной информации, поступающей из бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК) (6). Навигационные радиосигналы посредством антенно-фидерного устройства (АФУ) (8) излучаются в направлении наземных опорных автономных маяков (21…2N). АФУ (9) наземных опорных автономных маяков принимает радиосигналы НКА и с помощью приемника навигационного радиосигнала (ПНС) (10) формируются измерения навигационных параметров по всем принятым сигналам от всех видимых НКА. Цифровой вычислительный комплекс (ЦВК) (11) наземных опорных автономных маяков проводит оценку величины задержки в следствии ионосферной и тропосферной рефракции, реализует информационное взаимодействие с ЦУС (3) путем передачи текущих навигационных параметров (ТНП) и приема результатов уточнения координат приемной антенны, расчета координат фазового центра передающей антенны и формирования вспомогательной информации. Источник навигационного радиосигнала (ИНС) (12) формирует навигационный радиосигнал с использованием вспомогательной информации. Радиосигнал ИНС с помощью АФУ (13) излучается в одном частотном диапазоне в направлении НКА. Приемное АФУ (4) НКА обеспечивает прием радиосигналов наземных опорных автономных маяков, которые затем обрабатываются в БПНС (5). Результаты измерений навигационных параметров по радиосигналам наземных опорных автономных маяков и вспомогательная информация поступает в БЦВК (6), где осуществляется оперативная оценка эфемерид и ЧВП. Уточненные значения эфемерид и ЧВП используются для формирования основной навигационной информации.Navigation radio signals at frequencies in the ranges L1, L2 and L3 for the GLONASS system and L1, L2, and L5 for the GPS system are generated in the on-board source of the navigation signal (SINS) (7) using the basic navigation information from the on-board digital computer complex (BTSC) ) (6). Navigation radio signals through an antenna-feeder device (AFU) (8) are emitted in the direction of the ground reference autonomous beacons (2 1 ... 2 N ). The AFU (9) of ground-based reference autonomous beacons receives radio satellite signals and, using the receiver of the navigation radio signal (PNS) (10), measurements of navigation parameters are formed for all received signals from all visible satellite. A digital computer complex (CVC) (11) of ground-based autonomous beacons estimates the delay value due to ionospheric and tropospheric refraction, implements information interaction with the central control center (3) by transmitting current navigation parameters (TNP) and receiving the results of updating the coordinates of the receiving antenna, calculating the coordinates phase center of the transmitting antenna and the formation of auxiliary information. The source of navigation radio signal (ANN) (12) generates a navigation radio signal using auxiliary information. The ANN radio signal using the AFU (13) is emitted in the same frequency range in the direction of the satellite. The receiving AFU (4) of the spacecraft provides the reception of radio signals from ground-based reference autonomous beacons, which are then processed in the BPS (5). The measurement results of the navigation parameters from the radio signals of the ground-based reference autonomous beacons and auxiliary information are sent to the BCVK (6), where the ephemeris and FVP are quickly evaluated. The refined values of the ephemeris and the CVP are used to form the basic navigation information.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011131302/07U RU123176U8 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | SYSTEM OF DETERMINING THE LOCATION OF THE NAVIGATION SPACE VEHICLE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011131302/07U RU123176U8 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | SYSTEM OF DETERMINING THE LOCATION OF THE NAVIGATION SPACE VEHICLE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU123176U1 true RU123176U1 (en) | 2012-12-20 |
| RU123176U8 RU123176U8 (en) | 2014-04-20 |
Family
ID=49257038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011131302/07U RU123176U8 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | SYSTEM OF DETERMINING THE LOCATION OF THE NAVIGATION SPACE VEHICLE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU123176U8 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669042C2 (en) * | 2015-06-09 | 2018-10-05 | Борис Павлович Калинин | Application of triangular methods of measurements in the glonass system |
| RU2698159C1 (en) * | 2019-05-06 | 2019-08-22 | Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") | System for assessing the stability of a satellite positioning system, for example a glonass system, to unfavorable external effects |
-
2011
- 2011-07-26 RU RU2011131302/07U patent/RU123176U8/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669042C2 (en) * | 2015-06-09 | 2018-10-05 | Борис Павлович Калинин | Application of triangular methods of measurements in the glonass system |
| RU2698159C1 (en) * | 2019-05-06 | 2019-08-22 | Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") | System for assessing the stability of a satellite positioning system, for example a glonass system, to unfavorable external effects |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU123176U8 (en) | 2014-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11112507B2 (en) | Location correction through differential networks system | |
| US6285315B1 (en) | Positioning systems | |
| RU2608763C2 (en) | Advanced timing and time transfer for satellite constellations using crosslink ranging and accurate time source | |
| US9557422B1 (en) | Systems, methods, devices and subassemblies for creating and delivering a GNSS augmentation service | |
| US20080147686A1 (en) | Method and system for a data interface for aiding a satellite positioning system reciever | |
| JPH05180925A (en) | Vehicle tracking syste using global positioning system (gps) | |
| JP2010500578A (en) | A method for fusing multiple GPS measurement types into a weighted least squares solution | |
| RU2008119347A (en) | METHOD AND SYSTEM OF SATELLITE POSITIONING | |
| US10194269B2 (en) | Systems and methods for using doppler measurements to estimate a position of a receiver | |
| EP2699934B1 (en) | Process and system to determine temporal changes in retransmission and propagation of signals used to measure distances, synchronize actuators and georeference applications | |
| US9612340B1 (en) | Systems, methods, devices and subassemblies for creating and delivering crowd-sourced GNSS models | |
| US20220082707A1 (en) | Techniques for Determining Geolocations | |
| CN108693546B (en) | Relay vehicle for transmitting positioning signals to rovers with optimized accuracy factor | |
| CN109901206A (en) | A kind of positioning of single star and time service method based on low orbit satellite radio distance-measuring signal | |
| KR101181443B1 (en) | Method and Apparatus for Decentralized GNSS Correction Information Generation | |
| RU2526401C1 (en) | Method for radar doppler angular measurements of spacecraft and system for realising said method | |
| KR100938731B1 (en) | Self-Positioning System of Two-way Pseudolite | |
| JP5077054B2 (en) | Mobile positioning system | |
| RU123176U1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING THE LOCATION OF A NAVIGATION SPACE VEHICLE | |
| KR102031838B1 (en) | Method and apparatus for processing differential information of global navigation satellite system | |
| RU2490665C1 (en) | System for locating mobile object based on global navigation satellite system signals | |
| KR102511969B1 (en) | Method for precise orbit determination of geostationary orbit satellite for satellite based augmentation system by adding vessel equippewd reference station, and control station | |
| US10670732B2 (en) | Navigation device and method for determining navigation information | |
| US7259717B2 (en) | Method and device for determining the relative position of two points | |
| Guo et al. | A new method of ionospheric-free hybrid differential positioning based on a double-antenna CAPS receiver |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH1K | Reissue of utility model (1st page) | ||
| TK1K | Correction to the publication in the bulletin (utility model) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG1K- IN JOURNAL: 35-2012 FOR TAG: (54) |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130727 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20140520 |
|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180727 |