RU2564450C1 - Method of reception and complex processing of data from satellite navigation receivers of spacecraft for diagnostics of ionosphere disturbance diagnostics and hardware-software complex to this end - Google Patents

Method of reception and complex processing of data from satellite navigation receivers of spacecraft for diagnostics of ionosphere disturbance diagnostics and hardware-software complex to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2564450C1
RU2564450C1 RU2014112255/07A RU2014112255A RU2564450C1 RU 2564450 C1 RU2564450 C1 RU 2564450C1 RU 2014112255/07 A RU2014112255/07 A RU 2014112255/07A RU 2014112255 A RU2014112255 A RU 2014112255A RU 2564450 C1 RU2564450 C1 RU 2564450C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spacecraft
orbit
gps
glonass
navigation system
Prior art date
Application number
RU2014112255/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Александрович Полушковский
Владимир Олегович Скрипачев
Анатолий Леонидович Гаврик
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") filed Critical Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы")
Priority to RU2014112255/07A priority Critical patent/RU2564450C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2564450C1 publication Critical patent/RU2564450C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: invention relates to aerospace engineering, particularly, to on-line monitoring of ionosphere with the help of spacecraft and can be used for, for example, on-line diagnostics of ionospheric disturbances required to taking appropriate safety measures for protection of economical and scientifically activities involving the application of ground, marine, air and space means. Claimed hardware-software complex comprises the units that follow. Complex for planning and interaction with the source of spacecraft and high-orbit SNS ephemerides. Mission control centre and consuming appliances. Preliminary data processing complex. Complex for computation of geometrical conditions of measurements. Complex for computation of spacecraft coordinates for high-orbit GLONASS/GPS SNS. Complex for on-line diagnostics of ionospheric disturbances with respect to SNR and development of info products and memory (archive).
EFFECT: enlarged zone of ionosphere observation, accelerated and continuous diagnostics.
7 cl, 6 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Заявленная группа изобретений относится к космической отрасли, а именно к средствам и способам оперативного мониторинга состояния ионосферы с использованием космических аппаратов (КА), и может использоваться, например, для оперативной диагностики ионосферных возмущений с целью принятия необходимых комплексных мер по повышению безопасности хозяйственной и научной деятельностей, сопряженных с применением наземных, морских, авиационных и космических средств.The claimed group of inventions relates to the space industry, namely to means and methods for operational monitoring of the state of the ionosphere using spacecraft (SC), and can be used, for example, for the operational diagnosis of ionospheric disturbances in order to take the necessary comprehensive measures to improve the safety of economic and scientific activities associated with the use of land, sea, aviation and space assets.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известен способ мониторинга ионосферы, основанный на измерении наземным стационарным приемником характеристик сигналов, принимаемых от космических аппаратов высокоорбитальной космической навигационной системы (КНС) ГЛОНАСС/GPS [1]. Недостатками такого способа являются:The prior art method for monitoring the ionosphere, based on measuring ground-based stationary receiver characteristics of signals received from spacecraft high-altitude space navigation system (SSS) GLONASS / GPS [1]. The disadvantages of this method are:

- ограничение исследуемой области ионосферы зоной радиовидимости космических аппаратов высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS из точки расположения наземного стационарного приемника навигационных сигналов;- restriction of the studied region of the ionosphere to the radio-visibility zone of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS from the point of location of the ground-based stationary receiver of navigation signals;

- невозможность наблюдения ионосферы в приполярной и полярной зонах с географической широтой более 70° в связи с особенностями баллистического построения высокоорбитальных группировок КНС.- the impossibility of observing the ionosphere in the subpolar and polar zones with a geographical latitude of more than 70 ° due to the peculiarities of the ballistic construction of high-orbital groups of the SSS.

Из уровня техники известен способ оценки состояния ионосферы, основанный на приеме и обработке наземным стационарным приемником сигналов от КА низкоорбитальной КНС [2]. Недостатками такого способа являются:The prior art method for assessing the state of the ionosphere, based on the reception and processing of ground-based stationary receiver signals from the spacecraft low-orbit SSS [2]. The disadvantages of this method are:

- ограничение исследуемой области ионосферы частью орбиты, находящейся в пределах зоны радиовидимости КА низкоорбитальной КНС из точки расположения наземного стационарного приемника сигналов;- restriction of the studied region of the ionosphere to a part of the orbit located within the radio visibility zone of the spacecraft of the low-orbit SSS from the point of location of the ground-based stationary signal receiver;

- невозможность непрерывности наблюдения ионосферы, обусловленная ограниченным числом КА низкоорбитальной КНС на орбите и, как следствие, наличием перерывов измерений (радиовидимости КА низкоорбитальной КНС) в зоне наземного пункта приема сигналов названных КА.- the impossibility of continuity of observation of the ionosphere, due to the limited number of SCs of the low-orbit SSS in orbit and, as a result, the presence of measurement interruptions (radio visibility of the SC of the low-orbit SSS) in the area of the ground-based signal receiving station of these SCs.

Известно техническое решение задачи мониторинга ионосферы [3], основанное на анализе сигналов, проходящих сквозь ионосферу от КА высокоорбитальной КНС до навигационных приемников, установленных на низкоорбитальных КА (НКА). Однако известное решение не предполагает оперативного взаимодействия с потребителями информации в части приема от них заявок на проведение измерений, а также с ЦУП в части планирования задействования бортовой аппаратуры НКА и сеансов связи для приема от них результатов измерений.A technical solution of the monitoring problem of the ionosphere [3] is known, based on the analysis of signals passing through the ionosphere from the spacecraft of the high-orbit SSS to navigation receivers installed on low-orbit spacecraft (NSC). However, the well-known solution does not imply operational interaction with consumers of information regarding the receipt of applications for measurements from them, as well as with the MCC regarding planning the use of onboard equipment of the NCA and communication sessions for receiving measurement results from them.

Названные недостатки негативно сказываются на оперативности обеспечении внешних потребителей глобальной информацией о возмущениях ионосферы.These shortcomings adversely affect the efficiency of providing external consumers with global information on ionospheric disturbances.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В целях повышения оперативности решения названных задач требуется автоматизация процессов приема от внешних потребителей заявок на планирование применения бортовой аппаратуры НКА и обработки поступающих от них данных. В целях расширения зоны диагностики ионосферы необходимо задействование некоторого множества НКА, имеющих на борту навигационные приемники сигналов от КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS.In order to improve the efficiency of solving these problems, it is necessary to automate the processes of receiving applications from external consumers for planning the use of onboard equipment of the spacecraft and processing the data received from them. In order to expand the ionosphere diagnostics zone, it is necessary to use a certain set of spacecraft with navigation receivers onboard the satellite from the high-altitude GLONASS / GPS satellite.

Вместе с тем большинство существующих НКА различного назначения оснащены бортовыми приемниками навигационных сигналов от КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS для измерения параметров собственных орбит, использование данных от которых, при условии, что радиолиния между названными КА проходит сквозь ионосферу, позволит решить задачу оперативной диагностики возмущений ионосферы в квазиглобальном масштабе и в режиме квазиреального времени. Данные, собранные бортовой аппаратурой НКА (приемники сигналов от навигационных КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS), при их нахождении вне зон радиовидимости наземных пунктов приема за один или несколько орбитальных витков полета, записываются в бортовое ЗУ и передаются на наземный пункт приема по команде центра управления полетом (ЦУП) для последующей обработки. Данные, собранные бортовой аппаратурой НКА, не содержат эфемерид о КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, что может быть восполнено от стороннего источника, например от наземного приемника сигналов КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS.At the same time, the majority of existing spacecraft for various purposes are equipped with on-board receivers of navigation signals from the spacecraft of the high-altitude GLONASS / GPS satellite station to measure the parameters of their orbits, the use of data from which, provided that the radio link between the spacecraft passes through the ionosphere, will allow solving the problem of operational diagnostics of ionospheric disturbances on a quasi-global scale and in quasi-real time mode. The data collected by the aircraft’s onboard equipment (receivers of signals from navigation satellites of high-altitude GLONASS / GPS satellite navigation stations), when they are outside the radio-visibility zones of ground-based reception points for one or more orbital flight turns, are recorded in the onboard memory and transmitted to the ground-based reception point at the command of the control center flight (MCC) for further processing. The data collected by the spacecraft’s onboard equipment do not contain ephemeris about the spacecraft of the high-altitude GNSS GLONASS / GPS satellite, which can be made up from a third-party source, for example, from the ground-based receiver of the signals of the spacecraft high-altitude GNSS GLONASS / GPS.

В целях повышения эффективности (по показателям «оперативность» и «глобальность») обеспечения потребителей результатами спутниковой диагностики ионосферы необходимо взаимосогласованное решение организационно-технических задач по трем направлениям:In order to increase efficiency (in terms of "efficiency" and "global"), providing consumers with the results of satellite diagnostics of the ionosphere requires a mutually agreed solution of organizational and technical problems in three areas:

- оперативное планирование задействования бортовой аппаратуры КА и наземных средств управления и приема данных;- operational planning for the use of spacecraft onboard equipment and ground-based control and data reception facilities;

- прием и обработка данных от КА;- receiving and processing data from the spacecraft;

- обеспечение информационного взаимодействия с ЦУП и внешними потребителями информационной продукции.- ensuring information interaction with the MCC and external consumers of information products.

Реализация такой технологии требует:The implementation of such a technology requires:

- приема и обработки заявок от внешних потребителей информации;- receiving and processing applications from external consumers of information;

- планирования задействования бортовой аппаратуры НКА различного назначения (приемников навигационных сигналов от КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS);- Planning for the use of onboard equipment of the spacecraft for various purposes (receivers of navigation signals from the spacecraft of the high-altitude GNS GLONASS / GPS);

- планирования проведения сеансов связи с НКА по приему данных в ЦУП;- planning of conducting communication sessions with the NCA to receive data in the MCC;

- прием от внешнего источника данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, например наземного стационарного двухчастотного приемника навигационных сигналов ГЛОНАСС/GPS;- receiving from an external source of data on the spacecraft ephemeris of high-altitude GLONASS / GPS satellite stations, for example, a land-based stationary two-frequency receiver of GLONASS / GPS navigation signals;

- проведения предварительной обработки данных, поступивших от бортовой аппаратуры НКА;- pre-processing of data received from the onboard equipment of the NCA;

- проведения необходимых расчетов в целях диагностики ионосферных возмущений и передачи результатов обработки внешним потребителям информации.- Carrying out the necessary calculations in order to diagnose ionospheric disturbances and transfer the results of processing information to external consumers.

Из уровня техники не известны технологии комплексного решения задач приема от внешних потребителей заявок на проведение измерений, планирования и передачи в ЦУП программы задействования бортовой аппаратуры НКА различного назначения для приема ими сигналов от высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, приема данных результатов спутниковых измерений, осуществления приема от внешнего источника данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС, например наземного стационарного двухчастотного приемника навигационных сигналов, проведения необходимых расчетов с последующей передачей потребителям информационной продукции.No technology is known from the prior art for the integrated solution of problems of receiving applications from external consumers for measuring, planning, and transmitting to the MCC programs for using onboard equipment of various spacecraft for their reception of signals from high-altitude GLONASS / GPS stations, receiving data from satellite measurements, and receiving from an external source of data on the ephemeris of spacecraft of high-orbit SSS, for example, a ground-based stationary two-frequency receiver of navigation signals, calculations with the subsequent transfer to consumers of information products.

Заявленная группа изобретений комплексно решает вышеперечисленные задачи.The claimed group of inventions comprehensively solves the above problems.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является увеличение размеров зоны наблюдения до квазиглобального, а также повышение оперативности и непрерывности диагностики возмущения ионосферы путем обеспечения возможности комплексной автоматизации процессов приема и обработки сигналов от бортовой аппаратуры НКА, принимающих сигналы от КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS при условии, что радиолиния между названными КА проходит сквозь ионосферу.The technical result of the claimed group of inventions is to increase the size of the observation zone to a quasi-global one, as well as to increase the efficiency and continuity of diagnostics of ionospheric disturbances by providing the possibility of complex automation of the processes of receiving and processing signals from onboard equipment of the spacecraft that receive signals from the SC of GLONASS / GPS high-orbit CNS, provided that the radio link between the named spacecraft passes through the ionosphere.

Заявленная группа изобретений представляет собой комплекс средств, направленных на прием и обработку данных с номинальным качеством и оптимальными затратами.The claimed group of inventions is a set of tools aimed at receiving and processing data with nominal quality and optimal costs.

Технический результат достигается тем, что: аппаратно-программный комплекс для приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников низкоорбитальных космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы, включает:The technical result is achieved in that: a hardware-software complex for receiving and complex processing of data from satellite navigation receivers of low-orbit spacecraft for the diagnosis of ionospheric disturbances, includes:

аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, центром управления полетом и внешними потребителями;hardware-software complex for planning and interaction with a ground-based data source, a flight control center and external consumers;

аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных; hardware-software complex for data preprocessing;

аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений;hardware-software complex for calculating the geometric conditions of measurements;

аппаратно-программный комплекс расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;hardware-software complex for calculating the coordinates of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;

аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей; hardware-software complex for diagnosing ionospheric disturbances by signal-to-noise ratio and developing information products for external consumers;

блок памяти-архив;memory block archive;

при этом аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, центром управления полетом и внешними потребителями выполнен с возможностью:at the same time, the hardware-software complex for planning and interaction with a ground-based data source, a flight control center and external consumers is made with the possibility of:

приема от внешних потребителей заявок на проведение измерений, их обработки и сохранения в блоке памяти-архиве;receiving applications from external consumers for measurements, their processing and storage in the memory-archive block;

планирования проведения измерений по заданной внешними потребителями области ионосферы;planning of measurements for the ionosphere region specified by external consumers;

передачи в центр управления полетом заявки на задействование бортовой аппаратуры низкоорбитальных космических аппаратов для проведения измерений;submission to the flight control center of an application for the use of on-board equipment of low-orbit spacecraft for measurements;

приема от наземного источника данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS и сохранения в блоке памяти-архиве;receiving data from the ground source of the ephemeris of the spacecraft of the high-altitude space navigation system GLONASS / GPS and storing it in the memory-archive block;

приема от центра управления полетом исходного файла данных, принятых от бортовых навигационных приемников сигналов космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, установленных на низкоорбитальных космических аппаратах различного назначения, их обработки и сохранения в блоке памяти-архиве;receiving from the flight control center the source data file received from the on-board navigation receivers of the spacecraft signals of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system installed on low-orbit spacecraft for various purposes, processing and storing them in the archive memory block;

передачи внешним потребителям выполненных по их заявкам результатов диагностики возмущений ионосферы;transmitting to external consumers the results of diagnostics of ionospheric disturbances performed on their applications;

аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных выполнен с возможностью:hardware-software complex of data preprocessing is made with the possibility of:

ввода принятого от центра управления полетом исходного файла данных от бортовых навигационных приемников сигналов космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, установленных на низкоорбитальных космических аппаратах различного назначения;inputting the source data file received from the flight control center from the on-board navigation receivers of the spacecraft signals of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system installed on low-orbit spacecraft for various purposes;

определения из исходного файла характеристик движения низкоорбитальных космических аппаратов: координаты х, у, z, векторы скорости Vx, Vy, Vz и системного tкнс времени;determination of the motion characteristics of low-orbit spacecraft from the source file: x, y, z coordinates, velocity vectors V x , V y , V z and system t time kns ;

преобразования системного tкнс времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS во всемирное UT;transforming the system t time of the spacecraft of the spacecraft of the high -orbit space navigation system GLONASS / GPS into the world UT;

определения из исходного файла принятых характеристик космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: № космического аппарата, псевдодальность, псевдофаза, соотношение сигнал/шум;determining from the source file the adopted characteristics of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system: spacecraft No., pseudorange, pseudophase, signal-to-noise ratio;

синхронизации времени файлов, принятых от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS и низкоорбитальных космических аппаратов;time synchronization of files received from the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system and low-orbit spacecraft;

фильтрации файлов по признаку корректности измерений;filtering files based on correct measurements;

сохранения результатов в блоке памяти-архиве;storing results in a memory-archive block;

аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений выполнен с возможностью:hardware-software complex for calculating the geometric conditions of measurements is made with the possibility of:

ввода исходного файла данных координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;input the source file of coordinate data for low-orbit spacecraft and the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;

расчета взаимного определения координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;calculation of the mutual determination of the coordinates of low-orbit spacecraft and the spacecraft of the high-altitude space navigation system GLONASS / GPS;

расчета координат точки преломления радиолуча от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: xb, yb, zb;calculating the coordinates of the refraction point of the radio beam from the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system: x b , y b , z b ;

расчета высоты точки преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: hb;calculating the height of the refraction point of the radio beam of the spacecraft of the high-altitude space navigation system GLONASS / GPS: h b ;

расчет угла преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: ab;calculation of the angle of refraction of the radio beam of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS: a b ;

учета допплеровского эффекта;taking into account the Doppler effect;

сохранения результатов в блоке памяти-архиве;storing results in a memory-archive block;

аппаратно-программный комплекс расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS выполнен с возможностью:hardware-software complex for calculating the coordinates of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS is made with the possibility of:

ввода исходного файла, принятого от наземного источника данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;input the source file received from a ground-based data source on the ephemeris of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system;

инициализации эфемерид космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;initialization of the ephemeris of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;

расчета момента времени от эпохи системного времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;calculation of the time from the era of system time of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;

расчета текущего значения средней аномалии;calculating the current value of the average anomaly;

расчета долготы восходящего узла орбиты космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS; calculating the longitude of the ascending node of the orbit of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;

решения уравнения Кеплера; solving the Kepler equation;

расчета аргумента широты;calculating the latitude argument;

расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат на момент проведения измерений;calculation of the coordinates of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS in the geocentric coordinate system at the time of measurement;

аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей выполнен с возможностью:a hardware-software complex for diagnosing ionospheric disturbances by signal-to-noise ratio and developing information products for external consumers is made with the possibility of:

ввода из блока памяти-архива файла исходных данных по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный космический аппарат - космический аппарат высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;input from the memory-archive block of the source data file along the radio transmission path low-orbit spacecraft - spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system;

расчета флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный космический аппарат - космический аппарат высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;calculation of fluctuations in the signal-to-noise ratio along the radio transmission path low-orbit spacecraft - a spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system;

разработки выходных информационных продуктов для потребителей; сохранения результатов в блоке памяти-архиве.development of output information products for consumers; storing results in a memory-archive block.

Аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, центром управления полетом и внешними потребителя содержит процессор, выполненный с возможностью:The hardware-software complex for planning and interacting with a ground-based data source, a flight control center, and external consumers contains a processor configured to:

приема от внешних потребителей заявок на проведение измерений и их сохранение в базе данных заявок;receiving applications from external consumers for taking measurements and storing them in the database of applications;

приема от наземного источника данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальных космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;receiving from the ground source data on the ephemeris of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;

приема от центра управления полетом данных о результатах спутниковых измерений;receiving data on the results of satellite measurements from the flight control center;

ведения базы данных заявок, измерений, баллистической информации о космическом аппарате, о бортовой аппаратуре космического аппарата, об эфемеридах и результатов планирования;maintaining a database of applications, measurements, ballistic information about the spacecraft, on-board equipment of the spacecraft, on ephemeris and planning results;

расчета предварительного плана проведения измерений и задействования бортовой аппаратуры низкоорбитального космического аппарата;calculation of a preliminary measurement plan and the use of onboard equipment of a low-orbit spacecraft;

расчета баллистического прогноза;calculation of ballistic forecast;

интерактивного планирования измерений;interactive measurement planning;

графического моделирования;graphic modeling;

формирования задания на включение бортовой аппаратуры низкоорбитального космического аппарата;the formation of a task to turn onboard equipment of a low-orbit spacecraft;

формирования сообщения внешним потребителям об обработке заявки;forming a message to external consumers about the processing of the application;

отображения результатов работы на дисплее;displaying the results of work on the display;

передачи заявки в центр управления полетом;transferring applications to the flight control center;

передачи сообщения внешним потребителям.transferring messages to external consumers.

Аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных содержит процессор, выполненный с возможностью:The hardware-software complex of data preprocessing contains a processor configured to:

ввода поступающего от центра управления полетом исходного файла данных, принятых установленными на низкоорбитальный космический аппарат различного назначения бортовыми навигационными приемниками сигналов от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;input of the source file of data received from the flight control center received by the airborne navigation receivers of signals from the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system installed on the low-orbit spacecraft for various purposes;

выделения из исходного файла характеристик движения космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: координаты z, у, z, векторы скорости Vx, Vy, Vz и системного tкнс времени;extraction from the source file of the motion characteristics of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system: coordinates z, y, z, velocity vectors V x , V y , V z and system t time kns ;

преобразования системного tкнс времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS во всемирное UT;transforming the system t time of the spacecraft of the spacecraft of the high -orbit space navigation system GLONASS / GPS into the world UT;

выделения из исходного файла принятых характеристик космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: № космического аппарата, псевдодальность, псевдофаза, соотношение сигнал/шум, флаг корректности измерений;highlighting from the source file the adopted characteristics of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system: spacecraft No., pseudorange, pseudophase, signal-to-noise ratio, flag of measurement accuracy;

синхронизации времени файлов, принятых от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS и от низкоорбитальных космических аппаратов;time synchronization of files received from the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system and from low-orbit spacecraft;

фильтрации файлов по признаку корректности измерений;filtering files based on correct measurements;

сохранения результатов в блоке памяти-архиве.storing results in a memory-archive block.

Аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений содержит процессор, выполненный с возможностью:The hardware-software complex for calculating the geometric conditions of measurements contains a processor configured to:

ввода из блока памяти-архива исходного файла - результата предварительной обработки;input from the memory block archive of the source file - the result of pre-processing;

инициализации эфемерид космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;initialization of the ephemeris of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;

расчета момента времени от эпохи системного времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;calculation of the time from the era of system time of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;

расчета текущего значения средней аномалии;calculating the current value of the average anomaly;

расчета долготы восходящего узла орбиты;calculating the longitude of the ascending orbit node;

решения уравнения Кеплера;solving the Kepler equation;

расчета аргумента широты;calculating the latitude argument;

расчета радиус-вектора;calculation of the radius vector;

расчета наклона орбиты;calculating the inclination of the orbit;

расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат;calculation of the coordinates of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS in a geocentric coordinate system;

сохранения результатов в блоке памяти-архиве.storing results in a memory-archive block.

Аппаратно-программный комплекс расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS содержит процессор, выполненный с возможностью:The hardware-software complex for calculating the coordinates of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS contains a processor configured to:

ввода исходного файла данных координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;input the source file of coordinate data for low-orbit spacecraft and the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;

расчета взаимного определения координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;calculation of the mutual determination of the coordinates of low-orbit spacecraft and the spacecraft of the high-altitude space navigation system GLONASS / GPS;

расчета координат точки преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;calculation of the coordinates of the refraction point of the radio beam of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;

расчета высоты точки преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: hb;calculating the height of the refraction point of the radio beam of the spacecraft of the high-altitude space navigation system GLONASS / GPS: h b ;

расчета преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: ab;calculating the refraction of the radio beam of a spacecraft in the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system: a b ;

учета допплеровского эффекта;taking into account the Doppler effect;

сохранения результатов в блоке памяти-архиве.storing results in a memory-archive block.

Аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей содержит процессор, выполненный с возможностью:The hardware-software complex for diagnosing ionospheric disturbances in terms of signal-to-noise ratio and developing information products for external consumers contains a processor configured to:

ввода исходного файла данных координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;input the source file of coordinate data for low-orbit spacecraft and the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;

расчета флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный космический аппарат - космический аппарат высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;calculation of fluctuations in the signal-to-noise ratio along the radio transmission path low-orbit spacecraft - a spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system;

разработки и сохранения в базе данных выходных информационных продуктов для внешних потребителей;development and storage in the database of output information products for external consumers;

уведомления оператора о выполнении заявки.notifications of the operator on the implementation of the application

Способ приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников низкоорбитальных космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы заключается в том, что осуществляют:The method of receiving and complex processing of data from satellite navigation receivers of low-orbit spacecraft for the diagnosis of ionospheric disturbances consists in the following:

прием от внешних потребителей заявок на проведение ионосферных измерений;receiving applications from external consumers for ionospheric measurements;

предварительное планирование задействования: время включения-выключения, запоминание и передача данных бортовой аппаратуры низкоорбитальных космических аппаратов (бортового приемника сигналов от космического аппарата высокоорбитальных космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS) исходя из баллистического построения группировки низкоорбитальных космических аппаратов различного назначения и разработку плана работ для центра управления полетом;preliminary engagement planning: on-off time, storing and transmitting data from the onboard equipment of low-orbit spacecraft (on-board receiver of signals from the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system) based on ballistic construction of a group of low-orbit spacecraft for various purposes and the development of a work plan for the control center flight

прием от наземного источника, например от навигационного приемника, данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальных космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;receiving from a ground source, for example, from a navigation receiver, data on the ephemeris of a spacecraft from the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system;

прием от центра управления полетом данных спутниковых измерений бортовой аппаратурой низкоорбитальных космических аппаратов;reception from the flight control center of satellite measurement data on-board equipment of low-orbit spacecraft;

комплексную обработку данных измерений, включающую: предварительную обработку данных, расчет геометрических условий, расчет координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, диагностику возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум;comprehensive processing of measurement data, including: preliminary data processing, calculation of geometric conditions, calculation of the coordinates of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system, diagnostics of ionosphere disturbances by signal-to-noise ratio;

формирование и передачу внешним потребителям сообщений о планировании и выполнении заявок и данных измерений по заранее согласованным расписанию и протоколам информационного обмена.formation and transmission to external consumers of messages about the planning and execution of applications and measurement data according to a pre-agreed schedule and information exchange protocols.

Заявленный аппаратно-программный комплекс (АПК) приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников КА для определения возмущения ионосферы реализован на основе аппаратных и программных средств, интегрированных в составе единого аппаратно-программного комплекса, состоящего из автоматизированных рабочих мест, объединенных локальной вычислительной сетью и сопрягаемых техническими средствами обмена данными с наземным источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНСГЛОНАСС/GPS, с ЦУП и внешними потребителями.The claimed hardware-software complex (AIC) for receiving and complex processing of data from satellite navigation receivers for determining the ionosphere disturbance is implemented on the basis of hardware and software integrated in a single hardware-software complex consisting of automated workstations connected by a local computer network and interfaced with technical means of data exchange with a ground-based data source on the ephemeris of high-altitude satellite KNSSLONASS / GPS, with a MCC and external data rer.

Технология реализуется посредством комплексной автоматизации процессов взаимодействия совокупности автоматизированных рабочих мест (АРМ), функционально объединенных в аппаратно-программный комплекс (АПК), выполненный на базе вычислительных средств, аппаратно и программно сопрягаемых посредством локальной вычислительной сети (ЛВС) между собой и с источниками информации - ЦУП, наземным источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, а также с системой обмена данными с внешними потребителями, при этом в качестве программного обеспечения АПК применяются: аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, ЦУП и внешними потребителями; аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных; аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений; аппаратно-программный комплекс расчета координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS; аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей; блок памяти-архив.The technology is implemented through comprehensive automation of the interaction processes of a set of automated workstations (AWS) functionally integrated into a hardware-software complex (AIC), made on the basis of computing means, hardware and software interfaced via a local area network (LAN) with each other and with information sources - MCC, a ground-based source of data on the ephemeris of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS, as well as with a data exchange system with external consumers, while as a The agro-industrial complex software is applied: hardware-software complex for planning and interaction with a ground-based data source, MCC and external consumers; hardware-software complex for data preprocessing; hardware-software complex for calculating the geometric conditions of measurements; hardware-software complex for calculating the coordinates of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS; hardware-software complex for diagnosing ionospheric disturbances by signal-to-noise ratio and developing information products for external consumers; memory block archive.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Признаки и сущность заявленной группы изобретений поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, где показано следующее.The features and essence of the claimed group of inventions are explained in the following detailed description, illustrated by drawings, where the following is shown.

На фиг. 1 - блок-схема заявленного АПК для приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников КА для диагностики возмущения ионосферы, где:In FIG. 1 is a block diagram of the claimed agro-industrial complex for receiving and complex processing of data from satellite navigation receivers of the spacecraft for the diagnosis of ionospheric disturbances, where:

1 - наземный источник данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS;1 - a ground-based source of data on the ephemeris of spacecraft high-altitude GNS GLONASS / GPS;

2 - центр управления полетом;2 - flight control center;

3 - внешние потребители;3 - external consumers;

4 - аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, ЦУП и внешними потребителями;4 - a hardware-software complex for planning and interaction with a ground-based data source, MCC and external consumers;

5 - аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных;5 - hardware-software complex for data preprocessing;

6 - аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий;6 - hardware-software complex for calculating geometric conditions;

7 - аппаратно-программный комплекс расчета координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;7 - hardware-software complex for calculating the coordinates of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS;

8 - аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей;8 - hardware-software complex for diagnosing ionospheric disturbances by the signal-to-noise ratio and developing information products for external consumers;

9 - блок памяти-архив.9 - memory block archive.

На фиг. 2 - алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса планирования и взаимодействия с внешними потребителями, ЦУП и наземным источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, где:In FIG. 2 - the algorithm of the functioning of the hardware-software complex for planning and interaction with external consumers, the MCC and the ground-based data source on the ephemeris of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS, where:

10 - поступление от внешних потребителей заявки на проведение измерений;10 - receipt from external consumers of an application for measurements;

11 - поступление данных об эфемеридах КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;11 - data on ephemeris of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS;

12 - поступление данных о результатах спутниковых измерений;12 - data on the results of satellite measurements;

13 - база данных (БД) заявок;13 - database (DB) of applications;

14 - ведение баз данных; 14 - database maintenance;

15 - БД измерений;15 - measurement database;

16 - БД об эфемеридах КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;16 - DB about the ephemeris of the spacecraft high-altitude SSS GLONASS / GPS;

17 - расчет предварительного плана проведения измерений и задействования бортовой аппаратуры НКА;17 - calculation of the preliminary plan for the measurement and use of onboard equipment of the NCA;

18 - баллистический прогноз;18 - ballistic forecast;

19 - интерактивное планирование измерений;19 - interactive measurement planning;

20 - графическое моделирование;20 - graphical modeling;

21 - баллистическая БД о НКА;21 - ballistic database of the NCA;

22 - формирование задания на включение бортовой аппаратуры НКА;22 - the formation of the task to turn on the onboard equipment of the NCA;

23 - БД о бортовой аппаратуре НКА;23 - DB about the onboard equipment of the NKA;

24 - БД результатов планирования;24 - DB planning results;

25 - формирование сообщений внешним потребителям об обработке заявки;25 - generation of messages to external consumers about the processing of the application;

26 - дисплей;26 - display;

27 - передача задания в ЦУП;27 - job transfer to the MCC;

28 - передача сообщения внешним потребителям.28 - message transfer to external consumers.

На фиг. 3 - алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса предварительной обработки данных, где:In FIG. 3 - the algorithm of the functioning of the hardware-software complex data preprocessing, where:

29 - ввод принятого от ЦУП исходного файла данных от установленных на НКА различного назначения бортовых навигационных приемников сигналов от КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;29 - input of the source data file received from the MCC from the airborne navigation receivers of signals from the high-altitude satellite GLONASS / GPS installed on the spacecraft;

30 - выделение из исходного файла характеристик движения КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (координаты x, у, z, векторы скорости Vx, Vy, Vz) и системного tкнс времени;30 - selection from the source file of the motion characteristics of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS (coordinates x, y, z, velocity vectors V x , V y , V z ) and system t kns time;

31 - преобразование системного tкнс времени КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS во всемирное UT;31 - conversion of the system t CNS time of the spacecraft of the high- orbit SPS GLONASS / GPS to the universal UT;

32 - выделение из исходного файла характеристик, принятых КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (№ КА, псевдодальность, псевдофаза, соотношение сигнал/шум, флаг корректности измерений);32 - selection from the source file of the characteristics adopted by the SC of the high-orbit SPS GLONASS / GPS (SC number, pseudorange, pseudophase, signal-to-noise ratio, measurement correctness flag);

33 - синхронизация времени файлов, принятых от КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS и от НКА;33 - time synchronization of files received from the SC of the high-orbit SPS GLONASS / GPS and from the spacecraft;

34 - фильтрация файлов по признаку корректности измерений;34 - file filtering based on the correctness of measurements;

35 - сохранение результатов в блоке памяти-архиве;35 - saving the results in the memory-archive block;

На фиг. 4 - алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса расчета геометрических условий измерений, где:In FIG. 4 - the functioning algorithm of the hardware-software complex for calculating the geometric conditions of measurements, where:

36 - ввод исходного файла данных координат НКА и КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;36 - input of the source file of coordinate data of the spacecraft and spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS;

37 - расчет взаимного определения координат НКА и КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;37 - calculation of the mutual determination of the coordinates of the spacecraft and spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS;

38 - расчет координат точки преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;38 - calculation of the coordinates of the refraction point of the radio beam of a spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS;

39 - расчет высоты точки преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (hb);39 - calculation of the height of the refraction point of the radio beam of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS (h b );

40 - расчет преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (ab);40 - calculation of the refraction of the radio beam of a spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS (a b );

41 - учет допплеровского эффекта;41 - accounting for the Doppler effect;

42 - сохранение результатов в блоке памяти-архиве;42 - saving the results in the memory-archive block;

На фиг. 5 - алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса расчета координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, где:In FIG. 5 - the functioning algorithm of the hardware-software complex for calculating the coordinates of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS, where:

43 - ввод из архива исходного файла - результата предварительной обработки;43 - input from the archive of the source file - the result of the preliminary processing;

44 - инициализация эфемерид КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;44 - initialization of the ephemeris of the spacecraft high-altitude SSC GLONASS / GPS;

45 - расчет момента времени от эпохи системного времени КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;45 - calculation of the time from the era of the system time of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS;

46 - расчет текущего значения средней аномалии;46 - calculation of the current value of the average anomaly;

47 - расчет долготы восходящего узла орбиты;47 - calculation of the longitude of the ascending node of the orbit;

48 - решение уравнения Кеплера;48 - solution of the Kepler equation;

49 - расчет аргумента широты;49 - calculation of the latitude argument;

50 - расчет радиус-вектора;50 - calculation of the radius vector;

51 - расчет наклона орбиты;51 - calculation of the inclination of the orbit;

52 - расчет координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат на момент проведения измерений;52 - calculation of the coordinates of the SC of the high-orbit SPS GLONASS / GPS in the geocentric coordinate system at the time of measurement;

53 - сохранение результатов в блоке памяти-архиве.53 - saving the results in the memory-archive block.

На фиг. 6 - алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей, где:In FIG. 6 is an algorithm for the operation of a hardware-software complex for diagnosing ionospheric disturbances by signal-to-noise ratio and developing information products for external consumers, where:

54 - ввод исходного файла данных координат НКА и КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;54 - input of the initial file of coordinate data of the spacecraft and spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS;

55 - расчет флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания НКА - КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS;55 - calculation of signal-to-noise ratio fluctuations along the radio transmission path of the spacecraft - spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit station;

56 - разработка и сохранение в БД выходных информационных продуктов для внешних потребителей;56 - development and storage in the database of output information products for external consumers;

57 - БД информационных продуктов;57 - database of information products;

58 - уведомление оператора о выполнении заявки.58 - notification of the operator about the implementation of the application.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Принцип работы заявленной группы изобретений заключается в следующем.The principle of operation of the claimed group of inventions is as follows.

Аппаратно-программный комплекс (АПК) - (см. фиг. 1) состоит из:Hardware-software complex (AIC) - (see. Fig. 1) consists of:

аппаратно-программного комплекса планирования и взаимодействия с наземным источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, ЦУП и внешними потребителями, осуществляющего прием от внешних потребителей (3) заявок на проведение измерений и их обработку, планирование выполнения измерений по заданной внешними потребителями области ионосферы, передачу в ЦУП (2) задания на задействование бортовой аппаратуры низкоорбитальных КА для проведения измерений, прием от ЦУП исходного файла данных от бортовых навигационных приемников сигналов КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, установленных на НКА различного назначения, прием данных от наземного источника данных (1) об эфемеридах КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS с последующим сохранением результатов обработки в виде файлов в блоке памяти-архиве (9) и передачи сообщений внешним потребителям;a hardware-software complex for planning and interacting with a ground-based data source about the ephemeris of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS, the MCC and external consumers, receiving requests from outside consumers (3) for taking measurements and processing them, planning for making measurements for the ionosphere specified by external consumers , transfer to the MCC (2) a task to use the onboard equipment of low-orbit spacecraft for measurements, receiving from the MCC the source data file from the on-board navigation receiver of the signals of the SC of the high-orbit SPS GLONASS / GPS installed on the spacecraft of various purposes, the reception of data from the ground-based data source (1) on the ephemeris of the SCs of the high-orbit SPS GLONASS / GPS with subsequent storage of the processing results in the form of files in the memory-archive block (9) and transmission Messages to external consumers

аппаратно-программного комплекса предварительной обработки данных (5), осуществляющего совместно с данными об эфемеридах КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, принятыми от наземного источника данных (1) аппаратно-программным комплексом планирования (4), предварительную обработку данных спутниковых измерений, принятых от ЦУП аппаратно-программным комплексом планирования (4), с последующим сохранением результатов обработки в виде файлов в блоке памяти-архиве (9);hardware-software complex for preliminary data processing (5), which, together with data on ephemeris of the spacecraft of the high-orbit SSS GLONASS / GPS, received from a ground-based data source (1) with a hardware-software planning complex (4), preprocesses satellite measurement data received from the MCC hardware-software complex planning (4), followed by saving the processing results in the form of files in the memory-archive block (9);

аппаратно-программного комплекса расчета геометрических условий измерений (6), осуществляющего ввод исходного файла данных координат НКА и КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет взаимного определения координат НКА и КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет координат точки преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (xb, yb, zb), расчет высоты точки преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (hb), расчет угла преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (ab), устранение допплеровского эффекта с последующим сохранением результатов обработки в виде файлов в блоке памяти-архиве (9);hardware-software complex for calculating the geometric conditions of measurements (6), which enters the source file of the coordinates of the spacecraft and the spacecraft of the high-altitude GNSS GLONASS / GPS, calculates the mutual determination of the coordinates of the spacecraft and the spacecraft of the high-altitude space station GLONASS / GPS, calculates the coordinates of the refraction point of the radio beam of the spacecraft of the high-altitude space station GLONASS / GPS (x b , y b , z b ), calculation of the refraction point height of the radio beam of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS (h b ), calculation of the refraction angle of the radio beam of the spacecraft the satellite of high-orbit SPS GLONASS / GPS (a b ), elimination of the Doppler effect and then saving the processing results as files in the memory-archive block (9);

аппаратно-программного комплекса расчета координат КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS (7), осуществляющего инициализацию эфемерид КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет момента времени от эпохи системного времени КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет текущего значения средней аномалии; расчет долготы восходящего узла орбиты, решение уравнения Кеплера, расчет аргумента широты, расчет координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат с последующим сохранением результатов обработки в виде файлов в блоке памяти-архиве (9);a hardware-software complex for calculating the coordinates of the spacecraft of the high-altitude GNS GLONASS / GPS (7), initializing the ephemeris of the spacecraft of the high-altitude GNS GLONASS / GPS, calculating the time instant from the era of the system time of the spacecraft of high-altitude GNS GLONASS / GPS, calculating the current value of the average anomaly; calculating the longitude of the ascending node of the orbit, solving the Kepler equation, calculating the latitude argument, calculating the coordinates of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit station in a geocentric coordinate system, followed by saving the processing results as files in a memory-archive unit (9);

аппаратно-программного комплекса диагностики возмущений ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей (8), осуществляющего ввод из блока памяти-архива файла исходных данных по трассе радиопросвечивания НКА - КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания НКА - КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, разработку выходных информационных продуктов для внешних потребителей с последующим сохранением результатов обработки в виде файлов в блоке памяти-архиве (9) и уведомления оператора о выполнении заявки.hardware-software complex for diagnostics of ionospheric disturbances by signal-to-noise ratio and development of information products for external consumers (8), inputting from the memory-archive block a file of initial data along the radio transmission path of the spacecraft - spacecraft of high-altitude GNSS GLONASS / GPS, calculation of fluctuations of the signal / noise along the NRA - KA high-orbit SPS GLONASS / GPS radio transmission path, development of output information products for external consumers, followed by saving the processing results as a file s in the memory-archive block (9) and notifications of the operator about the fulfillment of the application.

Алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса планирования и взаимодействия с внешними потребителями, наземным источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS и ЦУП (см. фиг. 2) заключается в следующем. При поступлении заявки (10) от внешних потребителей (3) в согласованных форматах на планирование и проведение спутниковых измерений заданной области ионосферы после ее обработки и сохранения (14) в базе данных заявок (13) производится расчет предварительного плана проведения измерений и плана задействования бортовой аппаратуры НКА (17). Производится интерактивное планирование измерений (19), для расчета которого используются программа графического моделирования (20) и программа баллистического прогноза (18) на основе данных о характеристиках орбит всех КА, содержащихся в баллистической БД о КА (21) и данных о бортовой аппаратуре НКА, содержащихся в БД о бортовой аппаратуре КА (23). Сформированные результаты расчета интерактивного планирования являются основой для формирования задания (22) на задействование бортовой аппаратуры НКА, сохраняемого в базе данных результатов планирования (24). Задание в форме заявки передается (27) в ЦУП (2). Формируется (25) и передается (28) сообщение внешним потребителям об обработке заявки. При этом результаты графического моделирования проведения измерений (20), результаты сформированных задания на включение бортовой аппаратуры (22) и сообщения внешним потребителям (25) отображаются на дисплее ПЭВМ (26). При поступлении данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS (11) после их обработки (14) они сохраняются в базе данных об эфемеридах (16). При поступлении данных о результатах спутниковых измерений (12) после их распаковки (14) они сохраняются в базе данных измерений (15).The functioning algorithm of the hardware-software complex for planning and interacting with external consumers, a ground-based source of data on the ephemeris of the high-orbit space stations GLONASS / GPS and MCC (see Fig. 2) is as follows. Upon receipt of an application (10) from external consumers (3) in agreed formats for planning and conducting satellite measurements of a given region of the ionosphere after processing and storing it (14) in the application database (13), a preliminary measurement plan and a plan for using on-board equipment are calculated NKA (17). Interactive measurement planning is carried out (19), for the calculation of which a graphical modeling program (20) and a ballistic forecasting program (18) are used on the basis of data on the characteristics of the orbits of all spacecraft contained in the ballistic database of spacecraft (21) and data on the spacecraft’s onboard equipment, contained in the database on the spacecraft onboard equipment (23). The generated results of the calculation of interactive planning are the basis for the formation of the task (22) to use the onboard equipment of the spacecraft, which is stored in the database of planning results (24). The task in the application form is transferred (27) to the MCC (2). A message is generated (25) and transmitted (28) to external consumers about the processing of the application. At the same time, the results of graphical modeling of measurements (20), the results of the generated task to turn on-board equipment (22), and messages to external consumers (25) are displayed on the PC display (26). Upon receipt of data on the ephemeris of spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS (11) after their processing (14), they are stored in the database on ephemeris (16). Upon receipt of data on the results of satellite measurements (12) after unpacking (14), they are stored in the measurement database (15).

Алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса предварительной обработки спутниковых данных, поступивших от ЦУП, принятых наземным комплексом приема (см. фиг. 3), заключается в том, что последовательно осуществляется: ввод (29) принятого аппаратно-программным комплексом планирования и взаимодействия с внешними потребителями, наземным источником данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS и ЦУП (4) от ЦУП (2) исходного файла данных от бортовых навигационных приемников сигналов КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, установленных на НКА различного назначения. Из исходного файла выделяются (30) характеристики движения НКА (координаты х, у, z, векторы скорости Vx, Vy, Vz) и системного tкнс времени. Осуществляется (31) преобразование системного tкнс времени КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS во всемирное UT. Из исходного файла выделяются (32) характеристики принятых КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS (№ КА, псевдодальность, псевдофаза, соотношение сигнал/шум, флаг корректности измерений). Осуществляется (33) синхронизация времени файлов, принятых от КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS и НКА. Производится (34) фильтрация файлов по признаку корректности измерений и сохранение (35) результатов в блоке памяти-архиве.The functioning algorithm of the hardware-software complex for preliminary processing of satellite data received from the MCC received by the ground-based reception complex (see Fig. 3) consists in the following: input (29) of the planning and interaction with external consumers received by the hardware-software complex , a ground-based source of data on the ephemeris of the spacecraft of the high-altitude GNSS GLONASS / GPS and the control center (4) from the control center (2) of the source data file from the on-board navigation receivers of the signals of the spacecraft the high-altitude satellite of the GLONASS / GPS, tanovlennykh on the NCA for various purposes. From the source file (30) the characteristics of the motion of the spacecraft (x, y, z coordinates, velocity vectors V x , V y , V z ) and the system t kns time are extracted . (31) The system t CNS time of the spacecraft of the GLONASS / GPS high- orbit CNS is converted to the universal UT. From the source file (32) the characteristics of the received satellites of the high-orbit GLONASS / GPS satellite stations are selected (spacecraft number, pseudorange, pseudophase, signal-to-noise ratio, measurement correctness flag). The (33) time synchronization of the files received from the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS and the spacecraft is carried out. The files are filtered (34) based on the correctness of the measurements and (35) the results are saved in the memory-archive block.

Алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса расчета геометрических условий измерений (см. фиг. 4) заключается в том, что последовательно осуществляется ввод (36) исходного файла данных координат НКА и КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет (37) взаимного определения координат НКА и КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет (38) координат точки преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет (39) высоты точки преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (hb), расчет (40) угла преломления радиолуча КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (ab), учет (41) допплеровского эффекта, сохранение (42) результатов в блоке памяти-архиве.The functioning algorithm of the hardware-software complex for calculating the geometric conditions of measurements (see Fig. 4) consists in sequentially inputting (36) the source file of the coordinate data of the spacecraft and spacecraft of the high-orbit space station GLONASS / GPS, calculation (37) of mutual determination of the coordinates of the spacecraft and SC of high-orbital SPS GLONASS / GPS, calculation (38) of coordinates of the refraction point of a radio beam SC of high-orbital SPS GLONASS / GPS, calculation (39) of the height of the refraction point of a radio beam SC of high-orbit SPS GLONASS / GPS (h b ), calculation (40) of the angle of refraction of a radio beam GLAASS / GPS high-orbital spacecraft (a b ), accounting for (41) the Doppler effect, storing (42) the results in a memory-archive block.

Алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса расчета координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS (см. фиг. 5) заключается в том, что последовательно осуществляется ввод (43) из архива исходного файла - результата предварительной обработки, инициализация (44) эфемерид КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет (45) момента времени от эпохи системного времени КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет (46) текущего значения средней аномалии, расчет (47) долготы восходящего узла орбиты, решение (48) уравнения Кеплера, расчет (49) аргумента широты, расчет (50) радиус-вектора, расчет (51) наклона орбиты, расчет (52) координат КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат и сохранение (53) результатов в блоке памяти-архиве.The functioning algorithm of the hardware-software complex for calculating the coordinates of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS (see Fig. 5) consists in sequentially entering (43) from the archive the source file — the result of the preliminary processing, initializing (44) the ephemeris of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS, calculation (45) of the time instant from the epoch of the system time of the spacecraft of the high-orbit SPS GLONASS / GPS, calculation (46) of the current value of the average anomaly, calculation (47) of the longitude of the ascending node of the orbit, solution (48) of the Kepler equation, calculation (49) nt latitude, calculation (50) of the radius vector, calculation (51) of the inclination of the orbit, calculation (52) of the coordinates of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit station in the geocentric coordinate system, and storing (53) the results in the memory-archive block.

Алгоритм функционирования аппаратно-программного комплекса диагностики возмущения ионосферы (см. фиг. 6) заключается в том, что последовательно осуществляется ввод (54) исходного файла данных координат НКА и КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, расчет (55) флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный КА - КА высокоорбитальной КНС ГЛОНАСС/GPS, разработка и сохранение (56)в БД (57) выходных информационных продуктов для внешних потребителей, уведомление (58) оператора о выполнении заявки. При этом формирование выходной информационной продукции для внешних потребителей заключается в выборе из БД (57) конечных продуктов результатов измерений в соответствие с заявками внешних потребителей по заданным районам, хранящимися в БД (13) заявок, формировании информационных пакетов для внешних потребителей с записью а БД и уведомления оператора о готовности выполнения заявки.The functioning algorithm of the hardware-software complex for diagnosing the ionosphere disturbance (see Fig. 6) consists in the fact that (54) the source file of the coordinate and spacecraft coordinates data of the GLONASS / GPS high-orbit CNS is inputted, calculation (55) of signal-to-noise ratio fluctuations by low-orbit spacecraft - spacecraft of the high-orbit satellite station GLONASS / GPS, development and storage (56) in the database (57) of output information products for external consumers, notification (58) of the operator about the fulfillment of the application. At the same time, the formation of output information products for external consumers consists in the selection from the database (57) of the final products of the measurement results in accordance with the applications of external consumers for the specified areas stored in the database (13) of applications, the formation of information packages for external consumers with a record and notifications of the operator about the readiness of the application

Программное обеспечение (ПО) в составе АПК функционирует в среде ОС Windows.The software (software) within the agro-industrial complex operates in the Windows OS environment.

Повышение оперативности решения задачи обеспечения внешних потребителей данными диагностики ионосферы достигается за счет комплексной автоматизация процессов:Improving the efficiency of solving the problem of providing external consumers with ionospheric diagnostic data is achieved through integrated automation of processes:

автоматизированного получения от внешних потребителей заявок на проведение измерений, формирования и отправки им сообщения о включении заявки в план работы с уточнением координат зоны измерений по результатам баллистического расчета и анализа возможностей НКА;automated receipt of applications from external consumers for measurements, the formation and sending them a message about the inclusion of the application in the work plan with the refinement of the coordinates of the measurement zone based on the results of ballistic calculation and analysis of the capabilities of the spacecraft;

автоматизированного расчета границ возможных районов измерений по баллистическим данным взаимного расположения НКА и КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS и характеристикам измерительной аппаратуры;automated calculation of the boundaries of possible measurement areas according to ballistic data of the relative positions of the spacecraft and spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit SPS and the characteristics of the measuring equipment;

автоматизированной отправки в ЦУП рассчитанного предварительного задания на включение бортовой аппаратуры НКА;automated dispatch to the MCC of the calculated preliminary task for the inclusion of the onboard equipment of the NCA;

автоматизированного формирования и отображения на АРМ задач по получению из архива (по готовности) исходных данных, а также их обработке и разработке выходных информационных продуктов для внешних потребителей;automated generation and display on AWP of tasks for obtaining initial data from the archive (when ready), as well as for their processing and development of output information products for external consumers;

автоматизированных предварительной и тематической обработок данных, принятых от наземного источника данных об эфемеридах КА высокоорбитальных КНСГЛОНАСС/GPS и данных измерений, поступивших от ЦУП;automated preliminary and thematic processing of data received from a ground-based source of data on the ephemeris of spacecraft high-altitude KNSSLONASS / GPS and measurement data received from the MCC;

автоматизированной разработки выходных информационных продуктов для внешних потребителей.automated development of output information products for external consumers.

Повышение эффективности обеспечения внешних потребителей результатами спутниковой диагностики ионосферы достигается за счет реализации возможности совмещения в одном АПК взаимосогласованного решения организационно-технических задач по трем направлениям:Improving the efficiency of providing external consumers with the results of satellite diagnostics of the ionosphere is achieved by realizing the possibility of combining in one agro-industrial complex mutually agreed solutions to organizational and technical problems in three directions:

оперативное планирование задействования бортовой аппаратуры НКА и наземных средств;operational planning for the use of onboard equipment of the spacecraft and ground facilities;

прием и обработка результатов измерений;reception and processing of measurement results;

обеспечение информационного взаимодействия с ЦУП и внешними потребителями информационной продукции.ensuring information interaction with the MCC and external consumers of information products.

Таким образом заявленная группа изобретений решает задачу увеличения размеров зоны наблюдения до квазиглобального, а также повышение оперативности и непрерывности диагностики возмущения ионосферы путем обеспечения возможности комплексной автоматизации процессов приема и обработки сигналов от бортовой аппаратуры низкоорбитальных КА, принимающих сигналы от КА высокоорбитальных КНС ГЛОНАСС/GPS при условии, что радиолиния между названными КА проходит сквозь ионосферу. Thus, the claimed group of inventions solves the problem of increasing the size of the observation zone to a quasiglobal one, as well as increasing the efficiency and continuity of diagnostics of ionospheric disturbances by providing the possibility of complex automation of the processes of receiving and processing signals from onboard equipment of low-orbit spacecraft receiving signals from high-altitude GLONASS / GPS spacecraft on condition that the radio link between the named spacecraft passes through the ionosphere.

Источники информацииInformation sources

1. Афраймович Э.Л. Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. - Иркутск: ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2006. - 480 с. 1. Afraimovich E.L. Perevalova N.P. GPS monitoring of the upper atmosphere of the Earth. - Irkutsk: State Research Center RVH VSNTS SB RAMS, 2006. - 480 p.

2. Куницын В.Е., Терещенко Д.Е., Андреева Е.С. Радиотомография ионосферы. - ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 336 с. 2. Kunitsyn V.E., Tereshchenko D.E., Andreeva E.S. Radiotomography of the ionosphere. - FIZMATLIT, 2007 .-- 336 p.

3. Яковлев О.И., Павельев А.Г., Матюгов С.С. Спутниковый мониторинг Земли: Радиозатменный мониторинг атмосферы и ионосферы. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010. - 208 с. 3. Yakovlev O. I., Paveliev A. G., Matyugov S. S. Earth satellite monitoring: Radio occultation monitoring of the atmosphere and ionosphere. - M.: Book House "LIBROCOM", 2010. - 208 p.

Claims (7)

1. Аппаратно-программный комплекс для приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников низкоорбитальных космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы, включает:
аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия наземным источником данных, центром управления полетом и внешними потребителями;
аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных;
аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений;
аппаратно-программный комплекс расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей;
блок памяти-архив;
при этом аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, центром управления полетом и внешними потребителями выполнен с возможностью:
приема от внешних потребителей заявок на проведение измерений, их обработки и сохранения в блоке памяти-архиве;
планирования проведения измерений по заданной внешними потребителями области ионосферы;
передачи в центр управления полетом заявки на задействование бортовой аппаратуры низкоорбитальных космических аппаратов для проведения измерений;
приема от наземного источника данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS и сохранения в блоке памяти-архиве;
приема от центра управления полетом исходного файла данных, принятых от бортовых навигационных приемников сигналов космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, установленных на низкоорбитальных космических аппаратах различного назначения, их обработки и сохранения в блоке памяти-архиве;
передачи внешним потребителям выполненных по их заявкам результатов диагностики возмущений ионосферы;
аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных выполнен с возможностью:
ввода принятого от центра управления полетом исходного файла данных от бортовых навигационных приемников сигналов космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, установленных на низкоорбитальных космических аппаратах различного назначения;
определения из исходного файла характеристик движения низкоорбитальных космических аппаратов: координаты х, у, z, векторы скорости Vx, Vy, Vz и системного tкнс времени;
преобразования системного tкнс времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS во всемирное UT;
определения из исходного файла принятых характеристик космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: № космического аппарата, псевдодальность, псевдофаза, соотношение сигнал/шум;
синхронизации времени файлов, принятых от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS и низкоорбитальных космических аппаратов;
фильтрации файлов по признаку корректности измерений;
сохранения результатов в блоке памяти-архиве;
аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений выполнен с возможностью:
ввода исходного файла данных координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета взаимного определения координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета координат точки преломления радиолуча от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: xb, yb, zb;
расчета высоты точки преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: hb;
расчета угла преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: ab;
учета допплеровского эффекта;
сохранения результатов в блоке памяти-архиве;
аппаратно-программный комплекс расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS выполнен с возможностью:
ввода исходного файла, принятого от наземного источника данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
инициализации эфемерид космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета момента времени от эпохи системного времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета текущего значения средней аномалии;
расчета долготы восходящего узла орбиты космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
решения уравнения Кеплера;
расчета аргумента широты;
расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат на момент проведения измерений;
аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей выполнен с возможностью:
ввода из блока памяти-архива файла исходных данных по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный космический аппарат - космический аппарат высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный космический аппарат - космический аппарат высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
разработки выходных информационных продуктов для потребителей;
сохранения результатов в блоке памяти-архиве.1. The hardware-software complex for receiving and complex processing of data from satellite navigation receivers of low-orbit spacecraft for the diagnosis of ionospheric disturbances, includes:
hardware-software complex for planning and interaction with a ground-based data source, a flight control center and external consumers;
hardware-software complex for data preprocessing;
hardware-software complex for calculating the geometric conditions of measurements;
hardware-software complex for calculating the coordinates of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;
hardware-software complex for diagnosing ionospheric disturbances by signal-to-noise ratio and developing information products for external consumers;
memory block archive;
at the same time, the hardware-software complex for planning and interaction with a ground-based data source, a flight control center and external consumers is made with the possibility of:
receiving applications from external consumers for measurements, their processing and storage in the memory-archive block;
planning of measurements for the ionosphere region specified by external consumers;
submission to the flight control center of an application for the use of on-board equipment of low-orbit spacecraft for measurements;
receiving data from the ground source of the ephemeris of the spacecraft of the high-altitude space navigation system GLONASS / GPS and storing it in the memory-archive block;
receiving from the flight control center the source data file received from the on-board navigation receivers of the spacecraft signals of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system installed on low-orbit spacecraft for various purposes, processing and storing them in the archive memory block;
transmitting to external consumers the results of diagnostics of ionospheric disturbances performed on their applications;
the hardware-software complex of data preprocessing is made with the possibility of:
inputting the source data file received from the flight control center from the on-board navigation receivers of the spacecraft signals of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system installed on low-orbit spacecraft for various purposes;
determination of the motion characteristics of low-orbit spacecraft from the source file: x, y, z coordinates, velocity vectors V x , V y , V z and system t time kns ;
transforming the system t time of the spacecraft of the spacecraft of the high -orbit space navigation system GLONASS / GPS into the world UT;
determining from the source file the adopted characteristics of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system: spacecraft No., pseudorange, pseudophase, signal-to-noise ratio;
time synchronization of files received from the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system and low-orbit spacecraft;
filtering files based on correct measurements;
storing results in a memory-archive block;
hardware-software complex for calculating the geometric conditions of measurements is made with the possibility of:
input the source file of coordinate data for low-orbit spacecraft and the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;
calculation of the mutual determination of the coordinates of low-orbit spacecraft and the spacecraft of the high-altitude space navigation system GLONASS / GPS;
calculating the coordinates of the refraction point of the radio beam from the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system: x b , y b , z b ;
calculating the height of the refraction point of the radio beam of the spacecraft of the high-altitude space navigation system GLONASS / GPS: h b ;
calculating the angle of refraction of the radio beam of a spacecraft in the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system: a b ;
taking into account the Doppler effect;
storing results in a memory-archive block;
hardware-software complex for calculating the coordinates of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS is made with the possibility of:
input the source file received from a ground-based data source on the ephemeris of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system;
initialization of the ephemeris of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;
calculation of the time from the era of system time of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;
calculating the current value of the average anomaly;
calculating the longitude of the ascending node of the orbit of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;
solving the Kepler equation;
calculating the latitude argument;
calculation of the coordinates of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS in the geocentric coordinate system at the time of measurement;
a hardware-software complex for diagnosing ionospheric disturbances by signal-to-noise ratio and developing information products for external consumers is made with the possibility of:
input from the memory-archive block of the source data file along the radio transmission path low-orbit spacecraft - spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system;
calculation of fluctuations in the signal-to-noise ratio along the radio transmission path low-orbit spacecraft - a spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system;
development of output information products for consumers;
storing results in a memory-archive block. 2. Устройство по п. 1, в котором аппаратно-программный комплекс планирования и взаимодействия с наземным источником данных, центром управления полетом и внешними потребителями содержит процессор, выполненный с возможностью:
приема от внешних потребителей заявок на проведение измерений и их сохранение в базе данных заявок;
приема от наземного источника данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальных космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
приема от центра управления полетом данных о результатах спутниковых измерений;
ведения базы данных заявок, измерений, баллистической информации о космическом аппарате, о бортовой аппаратуре космического аппарата, об эфемеридах и результатов планирования;
расчета предварительного плана проведения измерений и задействования бортовой аппаратуры низкоорбитального космического аппарата;
расчета баллистического прогноза;
интерактивного планирования измерений;
графического моделирования;
формирования задания на включение бортовой аппаратуры низкоорбитального космического аппарата;
формирования сообщения внешним потребителям об обработке заявки;
отображения результатов работы на дисплее;
передачи заявки в центр управления полетом;
передачи сообщения внешним потребителям.2. The device according to claim 1, in which the hardware-software complex for planning and interacting with a ground-based data source, a flight control center and external consumers comprises a processor configured to:
receiving applications from external consumers for taking measurements and storing them in the database of applications;
receiving from the ground source data on the ephemeris of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;
receiving data on the results of satellite measurements from the flight control center;
maintaining a database of applications, measurements, ballistic information about the spacecraft, on-board equipment of the spacecraft, on ephemeris and planning results;
calculation of a preliminary measurement plan and the use of onboard equipment of a low-orbit spacecraft;
calculation of ballistic forecast;
interactive measurement planning;
graphic modeling;
the formation of a task to turn onboard equipment of a low-orbit spacecraft;
forming a message to external consumers about the processing of the application;
displaying the results of work on the display;
transferring applications to the flight control center;
transferring messages to external consumers. 3. Устройство по п. 1, в котором аппаратно-программный комплекс предварительной обработки данных содержит процессор, выполненный с возможностью:
ввода поступающего от центра управления полетом исходного файла данных, принятых установленными на низкоорбитальный космический аппарат различного назначения бортовыми навигационными приемниками сигналов от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
выделения из исходного файла характеристик движения космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: координаты х, у, z, векторы скорости Vx, Vy, Vz и системного tкнс времени;
преобразования системного tкнс времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS во всемирное UT;
выделения из исходного файла принятых характеристик космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: № космического аппарата, псевдодальность, псевдофаза, соотношение сигнал/шум, флаг корректности измерений;
синхронизации времени файлов, принятых от космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS и от низкоорбитальных космических аппаратов;
фильтрации файлов по признаку корректности измерений;
сохранения результатов в блоке памяти-архиве.3. The device according to claim 1, in which the hardware-software complex for data preprocessing comprises a processor configured to:
input of the source file of data received from the flight control center received by the airborne navigation receivers of signals from the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system installed on the low-orbit spacecraft for various purposes;
extraction from the source file of the motion characteristics of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system: x, y, z coordinates, velocity vectors V x , V y , V z and system t time kns ;
transforming the system t time of the spacecraft of the spacecraft of the high -orbit space navigation system GLONASS / GPS into the world UT;
highlighting from the source file the adopted characteristics of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system: spacecraft No., pseudorange, pseudophase, signal-to-noise ratio, flag of measurement accuracy;
time synchronization of files received from the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system and from low-orbit spacecraft;
filtering files based on correct measurements;
storing results in a memory-archive block. 4. Устройство по п. 1, в котором аппаратно-программный комплекс расчета геометрических условий измерений содержит процессор, выполненный с возможностью:
ввода из блока памяти-архива исходного файла - результата предварительной обработки;
инициализации эфемерид космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета момента времени от эпохи системного времени космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета текущего значения средней аномалии;
расчета долготы восходящего узла орбиты;
решения уравнения Кеплера;
расчета аргумента широты;
расчета радиус-вектора;
расчета наклона орбиты;
расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS в геоцентрической системе координат;
сохранения результатов в блоке памяти-архиве.4. The device according to p. 1, in which the hardware-software complex for calculating the geometric conditions of measurements contains a processor configured to:
input from the memory block archive of the source file - the result of pre-processing;
initialization of the ephemeris of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;
calculation of the time from the era of system time of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;
calculating the current value of the average anomaly;
calculating the longitude of the ascending orbit node;
solving the Kepler equation;
calculating the latitude argument;
calculation of the radius vector;
calculating the inclination of the orbit;
calculation of the coordinates of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS in a geocentric coordinate system;
storing results in a memory-archive block. 5. Устройство по п. 1, в котором аппаратно-программный комплекс расчета координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS содержит процессор, выполненный с возможностью:
ввода исходного файла данных координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета взаимного определения координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета координат точки преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета высоты точки преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: hb,
расчета преломления радиолуча космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS: ab;
учета допплеровского эффекта;
сохранения результатов в блоке памяти-архиве.5. The device according to claim 1, in which the hardware-software complex for calculating the coordinates of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system comprises a processor configured to:
input the source file of coordinate data for low-orbit spacecraft and the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;
calculation of the mutual determination of the coordinates of low-orbit spacecraft and the spacecraft of the high-altitude space navigation system GLONASS / GPS;
calculation of the coordinates of the refraction point of the radio beam of the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;
calculating the height of the refraction point of the radio beam of the spacecraft of the high-altitude space navigation system GLONASS / GPS: h b ,
calculating the refraction of the radio beam of a spacecraft in the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system: a b ;
taking into account the Doppler effect;
storing results in a memory-archive block. 6. Устройство по п. 1, в котором аппаратно-программный комплекс диагностики возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум и разработки информационных продуктов для внешних потребителей содержит процессор, выполненный с возможностью:
ввода исходного файла данных координат низкоорбитальных космических аппаратов и космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
расчета флуктуаций отношения сигнал/шум по трассе радиопросвечивания низкоорбитальный космический аппарат - космический аппарат высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
разработки и сохранения в базе данных выходных информационных продуктов для внешних потребителей;
уведомления оператора о выполнении заявки.6. The device according to claim 1, in which the hardware-software complex for diagnosing ionospheric disturbances in terms of signal-to-noise ratio and developing information products for external consumers comprises a processor configured to:
input the source file of coordinate data for low-orbit spacecraft and the spacecraft of the high-orbit space navigation system GLONASS / GPS;
calculation of fluctuations in the signal-to-noise ratio along the radio transmission path low-orbit spacecraft - a spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system;
development and storage in the database of output information products for external consumers;
notifications of the operator on the implementation of the application. 7. Способ приема и комплексной обработки данных от спутниковых навигационных приемников низкоорбитальных космических аппаратов для диагностики возмущения ионосферы, заключается в том, что осуществляют:
прием от внешних потребителей заявок на проведение ионосферных измерений;
предварительное планирование задействования: время включения-выключения, запоминание и передача данных бортовой аппаратуры низкоорбитальных космических аппаратов (бортового приемника сигналов от космического аппарата высокоорбитальных космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS) исходя из баллистического построения группировки низкоорбитальных космических аппаратов различного назначения и разработку плана работ для центра управления полетом;
прием от наземного источника, например от навигационного приемника, данных об эфемеридах космического аппарата высокоорбитальных космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS;
прием от центра управления полетом данных спутниковых измерений бортовой аппаратурой низкоорбитальных космических аппаратов;
комплексную обработку данных измерений, включающую: предварительную обработку данных, расчет геометрических условий, расчет координат космического аппарата высокоорбитальной космической навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, диагностику возмущения ионосферы по соотношению сигнал/шум;
формирование и передачу внешним потребителям сообщений о планировании и выполнении заявок и данных измерений по заранее согласованным расписанию и протоколам информационного обмена. 7. The method of receiving and complex processing of data from satellite navigation receivers of low-orbit spacecraft for the diagnosis of ionospheric disturbances consists in the following:
receiving applications from external consumers for ionospheric measurements;
preliminary engagement planning: on-off time, storing and transmitting data from the onboard equipment of low-orbit spacecraft (on-board receiver of signals from the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system) based on ballistic construction of a group of low-orbit spacecraft for various purposes and the development of a work plan for the control center flight
receiving from a ground source, for example, from a navigation receiver, data on the ephemeris of a spacecraft from the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system;
reception from the flight control center of satellite measurement data on-board equipment of low-orbit spacecraft;
comprehensive processing of measurement data, including: preliminary data processing, calculation of geometric conditions, calculation of the coordinates of the spacecraft of the GLONASS / GPS high-orbit space navigation system, diagnostics of ionosphere disturbances by signal-to-noise ratio;
formation and transmission to external consumers of messages about the planning and execution of applications and measurement data according to a pre-agreed schedule and information exchange protocols.
RU2014112255/07A 2014-03-31 2014-03-31 Method of reception and complex processing of data from satellite navigation receivers of spacecraft for diagnostics of ionosphere disturbance diagnostics and hardware-software complex to this end RU2564450C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014112255/07A RU2564450C1 (en) 2014-03-31 2014-03-31 Method of reception and complex processing of data from satellite navigation receivers of spacecraft for diagnostics of ionosphere disturbance diagnostics and hardware-software complex to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014112255/07A RU2564450C1 (en) 2014-03-31 2014-03-31 Method of reception and complex processing of data from satellite navigation receivers of spacecraft for diagnostics of ionosphere disturbance diagnostics and hardware-software complex to this end

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2564450C1 true RU2564450C1 (en) 2015-10-10

Family

ID=54289481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014112255/07A RU2564450C1 (en) 2014-03-31 2014-03-31 Method of reception and complex processing of data from satellite navigation receivers of spacecraft for diagnostics of ionosphere disturbance diagnostics and hardware-software complex to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2564450C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2849209A1 (en) * 2002-12-19 2004-06-25 Agence Spatiale Europeenne Nomad e.g. land vehicle, position locating method for GPS, involves applying ionospheric corrections, during resolution of frequency ambiguity, based on ionospheric model calculated by fixed terrestrial reference station
WO2006121023A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-16 Sueo Sugimoto Global positioning device, and global positioning system
RU2349513C2 (en) * 2007-04-13 2009-03-20 Валерий Александрович Меньшиков International aerospace automated system for monitoring of global geophysical events and prediction of natural and anthropogenic disasters (iasasm)
RU2421753C1 (en) * 2010-02-19 2011-06-20 Владимир Михайлович Смирнов Method of determining ionosphere characteristics and device for realising said method
RU2465729C2 (en) * 2010-12-07 2012-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" International global monitoring aerospace system (igmas)
RU2486544C2 (en) * 2010-10-22 2013-06-27 Всеволод Борисович Иванов Method of determining consumer coordinates in glonass/gps systems and apparatus for realising said method
US20140085135A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 Richard Wayne DeVaul Balloon-Based Positioning System and Method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2849209A1 (en) * 2002-12-19 2004-06-25 Agence Spatiale Europeenne Nomad e.g. land vehicle, position locating method for GPS, involves applying ionospheric corrections, during resolution of frequency ambiguity, based on ionospheric model calculated by fixed terrestrial reference station
WO2006121023A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-16 Sueo Sugimoto Global positioning device, and global positioning system
RU2349513C2 (en) * 2007-04-13 2009-03-20 Валерий Александрович Меньшиков International aerospace automated system for monitoring of global geophysical events and prediction of natural and anthropogenic disasters (iasasm)
RU2421753C1 (en) * 2010-02-19 2011-06-20 Владимир Михайлович Смирнов Method of determining ionosphere characteristics and device for realising said method
RU2486544C2 (en) * 2010-10-22 2013-06-27 Всеволод Борисович Иванов Method of determining consumer coordinates in glonass/gps systems and apparatus for realising said method
RU2465729C2 (en) * 2010-12-07 2012-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" International global monitoring aerospace system (igmas)
US20140085135A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 Richard Wayne DeVaul Balloon-Based Positioning System and Method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АФРАЙМОВИЧ Э.Л. и др. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. Иркутск, ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2006, 480 с. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhu et al. GNSS position integrity in urban environments: A review of literature
Joerger et al. Analysis of Iridium‐augmented GPS for floating carrier phase positioning
Walter et al. Worldwide vertical guidance of aircraft based on modernized GPS and new integrity augmentations
CN101776762B (en) Completeness monitoring method, device and system based on multi-foundation enhancement system
CN101395443B (en) Hybrid positioning method and device
CN106525081B (en) Portable inspectiont caliberating device and method for satellite navigation landing system
Specht et al. Accuracy of the GPS Positioning System in the Context of Increasing the Number of Satellites in the Constellation
US20220018971A1 (en) Accuracy of a gnss receiver that has a non-directional antenna
CN105116423B (en) ARAIM ground monitorings station completeness monitoring method and device
CN112033441B (en) Linkage formation integrity monitoring method used under BDS/MEMS combined navigation
US9377306B2 (en) Device and method for prediction on the ground of characteristics of the position of an aircraft along a path
CN101839986B (en) Satellite navigation monitoring method and system based on LAAS (Local Area Augmentation System) and WAAS (Wide Area Augmentation System)
WO2023167899A1 (en) System and method for fusing sensor and satellite measurements for positioning determination
Specht Experimental studies on the relationship between HDOP and position error in the GPS system
Nowak The Proposal to “Snapshot” RAIM method for GNSS vessel receivers working in poor space segment geometry
RU2564450C1 (en) Method of reception and complex processing of data from satellite navigation receivers of spacecraft for diagnostics of ionosphere disturbance diagnostics and hardware-software complex to this end
CN104950316B (en) Method, device and system for detecting consistency of broadcast ephemeris data
RU2440595C1 (en) Method and apparatus for controlling pilot-navigation system
Lee et al. Gnss fault monitoring using android devices
Alsip et al. The coast guard's differential GPS program
Colombo Real-time, wide-area, precise kinematic positioning using data from internet NTRIP streams
Kharchenko et al. Experimental estimation of GNSS performances at the national aviation university
El-Mowafy et al. Positioning integrity, availability and precision for journey planning and navigation using GNSS integrated with low-cost sensors
Datta-Barua Ionospheric threats to the integrity of airborne GPS users
KR101780123B1 (en) Earthquake Monitoring Device and Method Using GNSS