Claims (36)
1. Глобальная система, предназначенная для радионавигации и радиоопределения местоположения, отличающаяся тем, что она содержит сегмент наземного базирования, сегмент космического базирования и сегмент пользователей, при этом сегмент наземного базирования включает в себя следующие элементы: глобальную сеть радиомаяков на земной поверхности, излучающих однонаправленные радиосигналы с широким спектром в направлении пользовательских спутников, причем каждый из этих радиомаяков передает сообщение, содержащее код идентификации; центр управления, предназначенный для формирования планов функционирования для определенных пользовательских спутников и их передачи при пролете этих спутников над ведущими радиомаяками; центр обработки, предназначенный для приема дистанционных измерений, отсортированных центром управления, разделения дистанционных измерений на две группы, одна из которых содержит дистанционные измерения, необходимые для процедур обработки, осуществляемых в центре обработки, а другая содержит дистанционные измерения, требуемые пользователям услуг, предоставляемых указанной системой; при этом сегмент космического базирования включает в себя ведущие спутники и пользовательские спутники, причем ведущие спутники участвуют совместно в работе системы, а пользовательский сегмент состоит из пользовательских радиомаяков и пользовательских приемников и связанных с ними стационарных и мобильных станций.1. A global system for radio navigation and radio location, characterized in that it contains a ground-based segment, a space-based segment and a user segment, while the ground-based segment includes the following elements: a global network of terrestrial beacons emitting unidirectional radio signals with a wide spectrum in the direction of user satellites, each of these beacons transmitting a message containing an identification code; a control center designed to formulate operational plans for certain user satellites and transmit them when these satellites fly over leading beacons; a processing center for receiving remote measurements sorted by a control center, dividing the remote measurements into two groups, one of which contains the remote measurements necessary for the processing procedures carried out in the processing center, and the other contains the remote measurements required by users of the services provided by the specified system ; in this case, the space-based segment includes leading satellites and user satellites, and the leading satellites participate together in the system, and the user segment consists of user beacons and user receivers and associated stationary and mobile stations.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что использует наземные радиомаяки различных типов, в числе которых радиомаяки построения орбит, положение которых точно известно и которые непрерывно передают сигнал и периодически передают данные своего местоположения, пользовательские радиомаяки, включая радиомаяки определения местоположения, положение которых в общем случае неизвестно при вводе их в обслуживание, ведущие радиомаяки, которые передают полезную информацию и планы функционирования на определенные пользовательские спутники и/или к принимающей части системы. 2. The system according to claim 1, characterized in that it uses ground-based radio beacons of various types, including orbit building beacons, the position of which is precisely known and which continuously transmit a signal and periodically transmit data of their location, custom beacons, including location-determining beacons, position which, in the general case, are unknown when entering them into service, leading beacons that transmit useful information and operation plans to certain user satellites and / or to host part of the system.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что выходные сигналы, формируемые при обработке в центре обработки, включают точные данные для построения орбит и процедурные команды для пользовательских спутников, точные данные пространственного положения пользовательских спутников, характерные параметры ионосферы, коэффициенты времени для радиомаяков относительно системного времени, вырабатываемого центром обработки; причем указанные данные распределяются частично пользователям услуг, предоставляемых упомянутой системой, и возвращаются в центр управления, который использует их для формирования планов их работы и программирования, и для обеспечения стандартных орбит для станций дистанционных измерений и дистанционного управления, использующих услуги, предоставляемые упомянутой системой. 3. The system according to claim 1, characterized in that the output signals generated during processing at the processing center include accurate data for constructing orbits and procedural commands for user satellites, accurate data on the spatial position of user satellites, characteristic parameters of the ionosphere, time coefficients for beacons relative to the system time generated by the processing center; moreover, the specified data is partially distributed to users of the services provided by the said system, and returned to the control center, which uses them to formulate plans for their work and programming, and to provide standard orbits for the remote sensing and remote control stations using the services provided by the said system.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что ведущие спутники оснащены специальным приемником, соединенным с высокостабильным генератором; предназначенным для обработки сообщений, передаваемых ведущими радиомаяками, при этом необработанные измерения, осуществляемые этим приемником, и данные, полученные от радиомаяков, форматируются в форме дистанционных измерений, принимаемых наземным пунктом, причем центр обработки используется в качестве конечного адресата. 4. The system according to claim 1, characterized in that the leading satellites are equipped with a special receiver connected to a highly stable generator; designed to process messages transmitted by leading beacons, while the raw measurements made by this receiver and the data received from the beacons are formatted in the form of remote measurements received by a ground station, and the processing center is used as the final destination.
5. Система по п.4, отличающаяся тем, что ведущие спутники имеют орбиты квази-гелиосинхронного типа, возможно, вместе с маловысотными околоземными орбитами и/или геостационарными орбитами. 5. The system according to claim 4, characterized in that the leading satellites have quasi-heliosynchronous type orbits, possibly together with low-altitude near-earth orbits and / or geostationary orbits.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что для пользовательских спутников не является обязательной передача их дистанционных измерений центру обработки, а также не является обязательной обработка сообщения, переданного ведущими радиомаяками. 6. The system according to claim 1, characterized in that it is not mandatory for user satellites to transmit their remote measurements to the processing center, and it is also not necessary to process the message transmitted by the leading beacons.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что пользовательские спутники могут находиться на орбите любого типа и одновременно могут формировать часть сегмента космического базирования и сегмента пользователей системы. 7. The system according to claim 6, characterized in that the user satellites can be in orbit of any type and at the same time can form part of the space-based segment and the user segment of the system.
8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что пользовательские радиомаяки главным образом представляют собой радиомаяки для определения местоположения и радиомаяки для определения времени. 8. The system according to p. 1, characterized in that the user beacons mainly are beacons for determining location and beacons for determining time.
9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что радиомаяки подсоединены к микрокомпьютеру, используемому для программирования параметров радиомаяков и для проверки корректности их функционирования. 9. The system according to claim 1, characterized in that the beacons are connected to a microcomputer used to program the parameters of the beacons and to verify the correctness of their operation.
10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что микрокомпьютер соединен с локальными измерительными датчиками, такими как датчики метеоданных, датчики необработанных данных измерений глобальной космической системы навигации или датчики дифференциальной коррекции глобальной космической системы навигации, датчики коэффициентов времени, датчики определения состояния различных элементов, входящих в состав радиомаяка, для обеспечения дистанционной диагностики неисправностей в центре управления, датчики калибровки. 10. The system according to claim 9, characterized in that the microcomputer is connected to local measuring sensors, such as weather sensors, raw measurement sensors for the global space navigation system or differential correction sensors for the global space navigation system, time coefficient sensors, sensors for determining the state of various elements included in the beacon to provide remote diagnosis of faults in the control center, calibration sensors.
11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что радиомаяки выполнены как одночастотные или как двухчастотные. 11. The system according to p. 1, characterized in that the beacons are made as single-frequency or as dual-frequency.
12. Система по п. 1, отличающаяся тем, что включает в себя прецизионные радиомаяки. 12. The system according to p. 1, characterized in that it includes precision radio beacons.
13. Система по п. 1, отличающаяся тем, что два радиомаяка, которым выделен идентичный псевдошумовой код и которые номинально будут отслеживаться одним спутником, селектируются по дальности, превышающей диаметр круга наблюдаемости для упомянутого спутника. 13. The system according to claim 1, characterized in that two beacons that have an identical pseudo-noise code and which are nominally tracked by one satellite are selected in range greater than the diameter of the observational circle for the satellite.
14. Система по п. 1, отличающаяся тем, что сигналы несущих частот, передаваемые радиомаяками, модулируются коротким кодом расширения спектра (опорным кодом). 14. The system according to claim 1, characterized in that the carrier frequency signals transmitted by the beacons are modulated by a short spreading code (reference code).
15. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит одночастотные или двухчастотные приемники. 15. The system according to p. 1, characterized in that it contains single-frequency or dual-frequency receivers.
16. Система по п. 1, отличающаяся тем, что прецизионные радиомаяки выполнены как двухчастотные, причем каждая передаваемая несущая частота модулирована длинным кодом расширения спектра (прецизионным кодом) и коротким кодом (опорным кодом). 16. The system according to claim 1, characterized in that the precision radio beacons are made as dual-frequency, and each transmitted carrier frequency is modulated by a long spreading code (precision code) and a short code (reference code).
17. Система по п. 1, отличающаяся тем, что включает в себя орбитальные приемники или приемники, размещенные вблизи земной поверхности (стационарные или мобильные). 17. The system according to p. 1, characterized in that it includes orbital receivers or receivers located near the earth's surface (stationary or mobile).
18. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит следующие приемники: базовые приемники, дешевые навигационные приемники, дешевые приемники навигации и определения пространственного положения, приемники навигации и определения пространственного положения, приемники навигации, определения орбиты и прецизионного определения пространственного положения, приемники смешанного типа, обеспечивающие обработку сигналов, передаваемых радиомаяками системы и спутниками, входящими в созвездие глобальной космической навигационной системы. 18. The system according to claim 1, characterized in that it contains the following receivers: base receivers, cheap navigation receivers, cheap navigation and spatial positioning receivers, navigation and spatial positioning receivers, navigation receivers, orbit determination and precision spatial positioning, receivers mixed type, providing processing of signals transmitted by system beacons and satellites included in the constellation of the global space navigation system.
19. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит приемники, обеспечивающие обработку только опорных кодов, и приемники, обеспечивающие обработку опорных кодов и прецизионных кодов одновременно (прецизионные приемники). 19. The system according to p. 1, characterized in that it contains receivers that provide processing of only reference codes, and receivers that provide processing of reference codes and precision codes at the same time (precision receivers).
20. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит прецизионную подсистему текущего контроля дрейфа орбитальных атомных часов. 20. The system according to p. 1, characterized in that it contains a precision subsystem for monitoring the drift of orbital atomic clocks.
21. Система по п. 1, отличающаяся тем, что последовательность передач от пользовательских радиомаяков (если они есть) управляется на основе суточного цикла, описываемого посредством "Week Words" (кодовые слова недели). 21. The system according to claim 1, characterized in that the sequence of transmissions from user beacons (if any) is controlled on the basis of the daily cycle described by "Week Words" (code words of the week).
22. Система по п. 1, отличающаяся тем, что электрические и антенные характеристики всех наземных радиомаяков сходны, за исключением радиомаяков, предназначенных для прецизионного текущего контроля дрейфа орбитальных атомных часов, имеющих антенны с направленными диаграммами, вместо антенн с диаграммой типа полусферы, радиомаяков локальных автономных ячеек, которые имеют диаграмму направленности антенны определенного типа. 22. The system according to claim 1, characterized in that the electrical and antenna characteristics of all ground-based radio beacons are similar, with the exception of radio beacons designed for precision monitoring of the drift of orbital atomic clocks having antennas with directional diagrams, instead of antennas with a diagram such as a hemisphere, local beacons autonomous cells that have a specific antenna pattern.
23. Система по п. 1, отличающаяся тем, что при интерферометрическом построении изображений с использованием спутников-носителей радиолокаторов с синтезированной апертурой, упомянутая система может быть использована для точного текущего контроля деформаций местности, покрытой сеткой радиомаяков, сигналы которых принимаются приемником упомянутой системы, установленной на спутниках - носителях РЛС. 23. The system according to claim 1, characterized in that when interferometric imaging using satellite carriers of synthetic aperture radars, the system can be used to accurately monitor the deformations of the area covered by a network of beacons whose signals are received by the receiver of the said system installed on satellites - carriers of the radar.
24. Система по п. 1, отличающаяся тем, что с использованием движущихся по орбитам или геостационарных спутников, имеющих на борту приемник упомянутой системы, упомянутая система обеспечивает получение прецизионной информации о отклонениях по времени для часов радиомаяков, в частности, радиомаяков для определения данных времени. 24. The system according to p. 1, characterized in that using moving in orbits or geostationary satellites having on board the receiver of the said system, the system provides accurate information on time deviations for clocks of beacons, in particular, beacons for determining time data .
25. Система по п. 1, отличающаяся тем, что навигационные спутники типа GNSS2 используют приемник упомянутой системы для решения своих навигационных задач и для формирования таблиц параметров орбит и эфемерид, передаваемых пользователям упомянутых спутников типа GNSS2. 25. The system according to claim 1, characterized in that the navigation satellites of the GNSS2 type use the receiver of the aforementioned system to solve their navigation problems and to form tables of orbit and ephemeris parameters transmitted to users of the said GNSS2 satellites.
26. Система по п. 1, отличающаяся тем, что включает в себя локальные автономные ячейки радиомаяков и приемников, причем эти ячейки соединены по радиоканалу с ведущими или пользовательскими спутниками. 26. The system according to p. 1, characterized in that it includes local autonomous cells of radio beacons and receivers, moreover, these cells are connected via a radio channel with leading or user satellites.
27. Радиомаяк, предназначенный для использования в системе по любому из пунктов 1-26, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере один датчик локальных данных (28), управляющий компьютер (29), соединенный с упомянутым датчиком данных, генератор опорного сигнала (21), управляемый упомянутым осциллятором, модуль генерирования и передачи сигнала (22, 23) для каждой передаваемой несущей частоты, управляемой генератором опорного сигнала, причем этот модуль содержит генератор несущей частоты (24, 26), генератор короткого кода расширения спектра (25, 27), блок форматирования данных (31, 32), управляемый управляющим компьютером, причем упомянутые данные модулируют упомянутый короткий код в полосе модулирующих сигналов посредством интегратора (35, 36), а полный сформированный блок данных модулирует несущую посредством модулятора (33, 34), антенну (37, 38), соединенную с модулятором через радиочастотный усилитель. 27. A beacon intended for use in the system according to any one of paragraphs 1-26, characterized in that it contains at least one local data sensor (28), a control computer (29) connected to said data sensor, a reference signal generator (21 ), controlled by the said oscillator, a module for generating and transmitting a signal (22, 23) for each transmitted carrier frequency controlled by a reference signal generator, this module containing a carrier frequency generator (24, 26), a spectrum spreading code generator (25, 27) blo data formatting (31, 32), controlled by the control computer, the data modulating the said short code in the band of modulating signals by an integrator (35, 36), and a fully formed data block modulates the carrier through a modulator (33, 34), the antenna (37, 38) connected to the modulator through a radio frequency amplifier.
28. Радиомаяк по п.27, отличающийся тем, что несущие частоты, передаваемые радиомаяком, определены для данной системы. 28. The beacon according to item 27, wherein the carrier frequencies transmitted by the beacon are defined for this system.
29. Радиомаяк по п.27, отличающийся тем, что он передает двухчастотный сигнал или одночастотный сигнал. 29. The beacon according to claim 27, characterized in that it transmits a two-frequency signal or a single-frequency signal.
30. Радиомаяк по п.27, отличающийся тем, что он выполнен в виде прецизионного радиомаяка, причем по меньшей мере один из двух модулей генерирования и передачи сигнала содержит генератор длинного кода расширения спектра (53, 54), интегратор (47, 48), обеспечивающий модуляцию упомянутого длинного кода сообщением с выхода блока форматирования данных, модулятор несущей (49, 50), использующий длинный код, интегрированный с данными, фазовращатель на π/4 (51, 52) для упомянутой модулированной несущей, сумматор (55, 56), интегрирующий несущую, модулированную длинным кодом, в квадратуре с несущей, модулированной коротким кодом. 30. The beacon according to claim 27, characterized in that it is made in the form of a precision beacon, wherein at least one of the two signal generation and transmission modules comprises a long spreading code generator (53, 54), an integrator (47, 48), providing modulation of the aforementioned long code with a message from the output of the data formatting unit, a carrier modulator (49, 50), using a long code integrated with data, a π / 4 phase shifter (51, 52) for the aforementioned modulated carrier, adder (55, 56), integrating carrier modulated long code in quadrature with the carrier modulated by the short code.
31. Радиомаяк по п.27, отличающийся тем, что он выполнен в виде прецизионного радиомаяка, предназначенного для передачи длинных кодов на частоте, выделенной для данной системы. 31. The beacon according to claim 27, characterized in that it is made in the form of a precision beacon designed to transmit long codes at a frequency allocated to a given system.
32. Приемник для использования в системе по любому из пп.1 - 26, отличающийся тем, что он содержит для каждой принимаемой несущей частоты от одной до четырех приемных антенн (100, 101), от одного до четырех модулей приема на радиочастоте и преобразования на промежуточную частоту (102, 103), соединенных с аналого-цифровым преобразователем (104, 105), причем указанные модули соответствуют несущей частоте, принимаемой от упомянутой системы, по меньшей мере одну специализированную интегральную схему (СИС) (98, 99), предназначенную для обработки короткого кода расширения спектра, модулирующего принимаемую несущую, причем упомянутые СИС обеспечивают обработку коротких кодов упомянутой системы, а также упомянутый приемник содержит блок микропроцессора (109), взаимосвязанный с СИС и с памятью (109), а также с блоком цифрового интерфейса (110), генератор (111), в частности управляющий модулями приема радиочастотного сигнала и преобразования на промежуточную частоту, СИС и блоком микропроцессора. 32. The receiver for use in the system according to any one of claims 1 to 26, characterized in that it contains for each received carrier frequency from one to four receiving antennas (100, 101), from one to four receiving modules on the radio frequency and converting to an intermediate frequency (102, 103) connected to an analog-to-digital converter (104, 105), said modules corresponding to a carrier frequency received from said system, at least one specialized integrated circuit (SIS) (98, 99), intended for processing short code ra expanding the spectrum modulating the received carrier, said SIS providing processing of short codes of the said system, and said receiver comprises a microprocessor unit (109) interconnected with the SIS and memory (109), as well as with a digital interface unit (110), a generator ( 111), in particular, controlling the modules for receiving the radio frequency signal and converting to the intermediate frequency, the SIS and the microprocessor unit.
33. Приемник по п.32, отличающийся тем, что модуль приема радиочастотного сигнала и преобразования на промежуточную частоту (131) соединен с каждой антенной в случае приемников с параллельной архитектурой радиочастотного тракта. 33. The receiver according to claim 32, wherein the module for receiving the radio frequency signal and converting to the intermediate frequency (131) is connected to each antenna in the case of receivers with a parallel architecture of the radio frequency path.
34. Приемник по п.32, отличающийся тем, что единственный модуль приема радиочастотного сигнала и преобразования на промежуточную частоту (117) подсоединен ко всем антеннам через быстродействующий переключатель (116) в случае приемников с последовательной архитектурой радиочастотного тракта. 34. The receiver according to claim 32, characterized in that the only module for receiving the radio frequency signal and converting to the intermediate frequency (117) is connected to all antennas via a high-speed switch (116) in the case of receivers with a consistent architecture of the radio frequency path.
35. Приемник по п. 32, отличающийся тем, что в случае его выполнения в виде приемника смешанного типа один из модулей приема радиочастотного сигнала и преобразования на промежуточную частоту (151) предназначен для работы на одной из двух частот, используемых в упомянутой системе, в то время как другой модуль приема радиочастотного сигнала и преобразования на промежуточную частоту (151) предназначен для работы в одной из частотных полос, используемых для передачи спутниками, входящими в созвездие глобальной спутниковой навигационной системы. 35. The receiver according to claim 32, characterized in that if it is implemented as a mixed-type receiver, one of the modules for receiving the radio frequency signal and converting to the intermediate frequency (151) is designed to operate on one of two frequencies used in the said system, while another module for receiving an RF signal and converting to an intermediate frequency (151) is designed to operate in one of the frequency bands used for transmission by satellites included in the constellation of the global satellite navigation system.
36. Приемник по п.32, отличающийся тем, что он выполнен в виде приемника прецизионного типа, при этом по меньшей мере одна из двух систем приема предназначена для приема длинных кодов от упомянутой системы на несущих частотах упомянутой системы, СИС (175, 176), связанные по меньшей мере с одной из двух приемных систем, обеспечивают одновременно обработку коротких кодов и длинных кодов, связанных с упомянутой приемной системой. 36. The receiver according to claim 32, characterized in that it is made in the form of a receiver of a precision type, while at least one of the two reception systems is designed to receive long codes from said system at the carrier frequencies of said system, SIS (175, 176) associated with at least one of the two receiving systems provide simultaneous processing of short codes and long codes associated with said receiving system.