Ты здесь!

Что только они нам на Землю не передают! Ужас что творится.

Для определения позиции на земле необходимы какие-то знания о спутниках, которые приёмник хочет использовать при расчёте позиции. Например нужны их координаты, нужна информация о том, на сколько сигнал задержался в ионосфере, нужны сведения о точности «часов», установленных на спутнике и др.

Каждый спутник сообщает приёмнику о себе следующие данные:

1. Свои эфемериды – это числа, по которым можно посчитать координаты спутника в приёмнике на заданный момент времени. (Убейте меня за эти слова)
2. Некие числа, которые говорят о точности «часов» спутника. По ним можно оценить на сколько «часы» спутника отстают или спешат по отношению к часам системы (GPS или ГЛОНАСС).
3. Параметра модели ионосферной задержки. Используя эти числа, можно посчитать ионосферную задержку для сигнала.
4. Альманах на себя и другие спутники. Альманах – это числа, по которым можно грубо прикинуть, где находится спутник. Наличие альманаха помогает более быстро ловить спутники, когда они выходят из-за горизонта и сужает диапазон их поиска.
5. Временные метки, с помощью которых формируется временная шкала спутника в приёмнике.Это очень важно!

P.S. Война меня сильно затянула и измотала. Хотя, должен признать, я наткнулся на некоторое количество интересных блогов. Нашел там интересный блог про фотографию. Понравилась эта фотка (Люблю Питер). Ещё больше люблю сам снимать. К стати, я по роду деятельности программист, и ради интереса посетил вот этот сайтик. К своему удивлению ничего не нашёл про C и C++, а жалко. Было бы интересно почитать мысли блогосферы по этому поводу. Но всё равно должен сказать, что игра интересная, так как даже Апач в неё режется.

Хочется рассказать, что из себя представляет космический сегмент ГЛОНАСС. Теоретически орбитальная группировка (ОГ) включает в себя 24 спутника. Они вращаются на трёх круговых орбитах по 8 спутников на каждой. Разнос орбит составляет 120 градусов. Угловое расстояние между спутниками 45 градусов. Период обращения спутника по орбите 11 часов 15 минут 44 сек. Высота орбиты над поверхностью Земли 18840 – 19940 км. (средняя 19100 км.). Наклонение орбит 64,8 гр. +-0,3гр. Эксцентриситет орбиты 0+-0,01. Максимальные уходы спутников относительно идеального положения на орбите не превышают+-5гр. за интервал в 5 лет. Расположение спутников на орбитах выбирается таким образом, чтобы в любой точке Земли было видно не менее 4х спутников. В системе используется частотное разделение каналов «спутник-приёмник». Это значит, что каждый спутник гонит волну на своей несущей частоте. Спутники излучают в 2х диапазонах (на 2х несущих) : L1 = 1602 МГц и L2 = 1246 МГц. На жаргоне разработчиков эти частоты называются «первая» и «вторая» несущие. Шаг по частоте L1 оставляет 9/16 = 0,5625 МГц, а по частоте L2 7/16 = 0,4325 МГц. Отношение второй и первой частот равно 7/9. Для расчёта несущих частот спутников используется следующие формулы:

f1_k = L1 + K*delta_f1

и

f2_k = L2 + K*delta_f2.

Прошу прощения за дурацкое написание формул, но WordPress не поддерживает другого.

f1_k и f2_k – это несущие. delta_f1 = 9/16 = 0,5625 МГц, а f2_k = 7/16 = 0,4325 МГц. Магическая Константа К называется литерой спутника. Это просто число из допустимого диапазона. Диапазон задается в ЦУСе в несколько этапов:

1-й этап 1995-1998 г.

На этом этапе спутники ГЛОНАСС полностью прекращают передачу сигналов в диапазоне с литерами 16, 17, 18, 19, 20 (полоса 1610,6-1613,8 МГц). Литеры частот 13, 14 и 21 имеют ограниченное использование. Находящиеся в эксплуатации спутники будут использовать без ограничений литеры К = 0, 1,…,12, 22, 23, 24. Новые спутники ГЛОНАСС, запускаемые на орбиту на 1-м этапе (1995-1998 г.), будут использовать литеры частот К = 0, 12. Однако на них будет предусмотрена возможность использования литеров частоты К = (-7,…,-1).

2-й этап 1998-2005 г.

На этом этапе находящиеся в эксплуатации спутники ГЛОНАСС будут использовать без ограничений литеры частот: К = 0,…,12. Литер частоты К = 13 будет использоваться ограниченно.

3-й этап с 2005 г.

На этом этапе все находящиеся в эксплуатации спутники ГЛОНАСС будут использовать литеры частот К = (-7,…,+6), причём литеры +5 и +6 будут использоваться лишь как технологические и ограниченные периоды времени (например, при восполнении орбитальной группировки).

Что Вы узнали:

1. Что представляет из себя орбитальная группировка ГЛОНАСС.
2. На каких частотах излучают спутники ГЛОНАСС.
3. Частотный план в 3 этапа

P.S. Всегда хотел побольше узнать о маркетинге, поэтому начал читать вот этот блог. А натолкнула меня на это война.

Подсадил меня тут Padlik
на войнушку блогеров. Блогер из меня, конечно, не ахти какой, как Падлик пишет, но с его помощью, надеюсь, преуспею на этом поприще. К стати, зарегиться можно тут. Всем удачи.

Прежде чем рассказывать про передачу информации со спутников, хочу немного понудить про то, как вообще происходит передача. Примерно так.

При передаче всегда есть передатчик и приёмник. На расстояние информация передаётся путём радиоволн. Радиоволна – это гармоническое колебание, например, описываемое функцией sin(x). Важным является выбор частоты в системе передачи. Её значение зависит от многих факторов. И мы обсуждать не будем (пока). Вот математическая модель гармонического колебания:

S(t) = A*sin(2pi*f*t + phi)

A – амплитуда колебания
pi = 3.14159265

f – частота колебания
t – время
phi – читается «фи», начальная фаза колебания. Путь для простоты будет phi =0.

Вот конечное уравнение колебания S(t) = A*sin(2pi*f*t). Думаю пока все понятно. Для наглядности вот график этой функции с обозначениями:

На графике А = 2. f = 10 Hz. t = 0 до 2 сек.

В радиотехнике эту частоту f принято называть несущей частотой, или просто несущей, потому что она переносит информацию. Представьте себе, что передача происходит в пустом пространстве, где нет других источников всевозможного излучения. Есть один сигнал – его и излучаем. В этом случае нет проблем. А что делать, если у нас есть много передатчиков и один приёмник? Как сделать так, чтобы приёмник знал от какого передатчика принимает сигнал? Вариантов много, но расскажу про самые используемые. Приёмник, передатчик и среда распространения сигнала называется каналом связи. В случае, когда передатчиков больше одного, то используется разделение каналов.

Для примера рассмотрим систему: приёмник, 3 передатчика.

1. Все передатчики излучают один и тот же сигнал. В этом случае приёмник будет принимать все 3 сигнала (сумму сигналов) и не сможет разобрать от какого из приёмников пришел сигнал. С точки зрения приёмника, передатчик, как бы, одни. Мы не сможем выделить информацию от каждого из передатчиков.
2. Есть вариант, когда каждый передатчик будет излучать одинаковый сигнал, но на своей частоте, скажем передатчик 1 излучает на частоте 100 МГц , передатчик 2 – 150 МГц, передатчик 3 – 200 МГц. В этом случае приёмник должен просто принимать сигналы на разных частотах и сама частота и является идентификатором того, с какого передатчика был послан сигнал. Этот метод называется частотным разделением каналов. Один из самых древних, надо сказать, и любимых в СССР. Житейский пример: есть бочка, в которую из 3х разных мест надо налить воды. В этом случае будет 3 разных желоба из этих трёх мест. И мы знаем что течёт, ориентируясь на жёлоб, то есть жёлоб является уникальным признаком, того откуда вода пришла.
3. Есть другой вариант. Все передатчики изучают на одной частоте, НО перед началом очередной посылки они посылают, скажем, уникальные код. Приёмник его принимает и знает, что это сигнал от конкретного передатчика (в действительности немного не так). Этот метод называется кодовым разделение каналов. Житейский пример: та же бочка. В этом случае жёлоб один, но по нему текут жидкости разной плотности, чтобы они не смешивались. На приёмном конце мы по плотности жидкости определим, откуда она.

Есть и другие варианты разделения каналов, но они нам в данном контексте не интересны.

Что мы узнали:

1. Вся информация передаётся на расстояние с помощью гармонических колебаний.
2. Частота этого колебания, на которой происходит передача, называется несущей частотой.
3. Для наличия в системе более одного передатчика нужно обеспечить возможность приёмнику знать от какого из передатчиков получен сигнал. То есть нужно обеспечить многоканальность.
4. Для обеспечения многоканальности служат методы разделения каналов.
5. Есть Частотное Разделение Каналов (ЧРК). В английском – FDMA (Frequency Division Multiple Access).
6. Есть Кодовое Разделение Каналов (КРК). В английском – CDMA(Code Division Multiple Access).

P.S. Для пытливых умов будет продолжение с описанием этих способов более подробно.

Структура системы GPS во многом сходна со структурой ГЛОНАСС. Нашёл на американском сайте описание структуры и перевёл с добавлением того, что знаю сам.

1. Космический сегмент – орбитальная группировка из таких вот спутников.
2. Контрольный сегмент. Состоит из станций слежения по всему миру. Центр управления системой (ЦУС, Master Control facility) находится на аэровоздушной базе Schriever (формально это Falcon AFB) в Колорадо (Colorado). Станции измеряют дальномерные сигналы со всех спутников. Эти сигналы являются частью модели орбитального движения спутника. На основе модели получаются точные орбитальные параметры движения спутника и уход его шкалы времени относительно шкалы системы. Все эти параметры потом загружаются на спутник по радио каналу в ЦУС.
3. Сегмент пользователей (или потребителей).

Собственно все! В связи с тем, что система тоже военная, то информации мало. Если у когото есть более подробные источники, то милости просим!

Читал опять «Взгляд». Стать я про антитеррористическую систему слежения за транспортом, если что. Ввести хотят, но никто ничего не знает и всё, типа, секретно. Вот пишут:

«Как поясняют специалисты, если ГИБДД применяет систему «Поток» автономно и мобильно, то для целей, поставленных НАК, придется объединять сканирующие компьютеры в единую централизованную сеть. Для этого придется более активно, чем в случае с ГИБДД, задействовать различные каналы связи: спутниковый, оптический, Интернет, GPS – в зависимости от того, какой из них наиболее доступен в данный момент в той или иной местности. «

Когда вдруг GPS (система глобального позиционирования, если что) стала каналом связи??? Опять говорят лиж бы сказать. В системе, конечно, есть спутники, но не для связи.

Читал «Взгляд». Случайно обнаружил странный (для России нормальный) факт:

В статье пишут (ссылаясь на Иванова), что ГЛОНАСС приёмники будут продаваться к концу 2007 года. А в этой статье, говорится, что они уже будут в конце 2008 года. Между публикациями прошёл почти год. Интересно, через год, опять скажут, что через год будут готовы через год?!

«За державу обидно»

Вычитал в газете «Взгляд» статью, что систему ГЛОНАСС хотят опробовать в Калуге. Что собственно меня смутило?

Да ВСЕ!!!

Первое: цитируют первого замглавы ФГУП «Российского НИИ космического приборостроения» Вячеслава Безбородова. Это солидный институт, и в своё время я там бывал не раз. Но как язык поворачивает говорить, то что он говорит?

«программа по мониторингу из космоса работы всех важнейших составляющих жизнеобеспечения города, в том числе транспортной инфраструктуры, землепользования, и мониторинга потенциально опасных предприятий» – Как они собираются со спутника, который просто излучает навигационный сигнал и телеметрию, что-то мониторить? ГЛОНАССовский спутник и знать ничего не знает о Калуге. Ещё раз пишу, что связь со спутником – дело очень дорогое, особенно с ГЛОНАССовским и делать это могут у нас только военные. Если уж и мониторить что-то, то используя спутники на околоземных орбитах. Эти системы очень дороги и у нас их, на сколько мне известно, их очень мало.

Дальше: «Если раньше, до введения системы, водитель мог слить какое-то количество бензина или использовать транспортное средство не по целевому назначению, то теперь сделать это невозможно, так как движение транспортного средства отслеживается со спутника», – подчеркнул представитель транспортной службы. То, что выделено – это полны, мягко говоря, бред. Про бензин: если только у авто не стоит датчик, что из бака бензин сливают, то никак об этом не узнать (если есть датчик, то по GSM каналу можно передать информацию об этом). Про не целевое использование: да узнать можно, но ещё раз говорю, что НЕ ЧЕРЕЗ спутник (НКА). В автомобиле стоит навигационный приёмник, он, используя принимаемый со спутника сигнал, определят свои координаты и передаёт их (скорее всего по GSM каналу) в ценр обработки. Вот таким образом можно узнать об не целевом использовании. Ну и где тут движение, отслеживаемое со спутника?!

P.S. ГЛОНАСС то ещё не скоро будет. А вот приёмники, скорее всего, буду по GPS позицию считать. Интересно, они хоть российские будут?

Теперь у меня есть персональная страница на Я.ру — bitomaxsp!

Это новый сервис Яндекса, который сейчас проходит ограниченное тестирование и регистрация в нём пока доступна только по приглашениям.

Пришло время рассказать про структуру системы ГЛОНАСС. Возможно, даже в подробностях. Как я говорил, любая ГНСС состоит из 3х частей:

1. Космический сегмент – Орбитальная группировка (ОГ) НКА
2. Наземный сегмент (самое главное в любой системе)
3. Сегмент потребителей

Рассмотрим эти три группы подробнее для системы ГЛОНАСС.

Орбитальная группировка (ОГ) НКА.

Как я уже писал – это все НКА принадлежащие системе ГЛОНАСС и летающие в космосе.

Наземный сегмент.

Самое главное в любой системе на мой взгляд. Его можно разделить на 3 части:

• Средства выведения спутников на заданную орбиту;
• НКУ – наземный комплекс управления;
• Комплекс формирования навигационной информации;

Средства выведения спутников на заданную орбиту. Это космодромы, полигонные измерительные комплексы, плавучие измерительные комплексы и другие измерительные комплексы, расположенные на территории станы.

НКУ. В него входят командно-измерительные системы по всей территории нашей страны . Центр управления полётами. Баллистический центр. НКУ выполняет следующие задачи:

• проведение измерений траектории движения спутников с целью определения, прогнозирования и непрерывного уточнения орбит всех НКА в ОГ;
• передача массивов служебной информации в память бортовых компьютеров всех НКА и контроль зав прохождением информации;
• контроль работы бортовых систем НКА и диагностика их состояния по принимаемой телеметрической информации;
• управление полётом НКА и работой их бортовых систем;
• планирование работы технических средств НКА, автоматизированная обработка и передача информации между элементами НКУ

Комплекс формирования навигационной информации. Состоит из системы управления, измерения и контроля (СУИК), аппаратуры контроля навигационного поля и центра управления системой.

Основные задачи комплекса:

• формирование массивов служебной информации;
• контроль информации в навигационных сообщениях спутников;
• контроль характеристик навигационного поля;
• и другие задачи.

Сегмент потребителей.

Это всё множество навигационных приёмников, использующих данную навигационную системы для местоопределения. С точки зрения спутников и наземного сегмента количество потребителей не может быть ограниченно. И нельзя сказать, например, сколько потребителей в данный момент времени использую систему ГЛОНАСС. По большому счету, система ничего не знает о потребителях, кроме того что они есть. Принято классифицировать аппаратуру потребителя по типу среды использования следующим образом:

• Авиационные приёмники
• Морские приёмники
• Космические приёмники
• Сухопутные приёмники
• Другие приёмники

При описании я использовал некоторые термины, которые не вводил ранее. Значение их я объясню позже.