Радиолокациялық жүйелердегі ақпараттық технологиялар

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Радиолокациялық жүйелердегі ақпараттық технологиялар.

Радиолокация радиотолқындарды қабылдау және талдау жолымен объектілер туралы мағлұмат алуды қамтамасыз ететін, радиотехника саласы. Мағлұмат алынатын объектілерді радиолокациялық мақсаттар деп атайды. Кеңістіктің жекелеген аумақтарында мақсаттардың бар екенділігінде алынған мағлұматтар, олардың координаталары және басқа да қозғалыс параметрлері, мақсаттар саны және олардың сипаттамалары туралы мағлұматтар жиынтығы радиолокациялық ақпарат деп аталады. Радиолокациялық ақпаратты алудың техникалық жабдықтары радиолокациялық жабдықтар, радиолокациялық станциялар (РЛС), немесе радиолокаторлар деп аталады. Радиолокациялық жабдықтар мүмкіндігін кеңейту үшін оларды радиолокациялық жүйелерге, кешендерге біріктіреді, онда сонымен қатар деректерді беру және басқару жабдықтары да қамтылған.

Радиолокацияның негізгі ақпараттық тапсырмаларына мыналар жатады:

- мақсаттарды табу;

- мақсаттар координаталарын және олардың қозғалыс параметрлерін өлшеу;

- мақсаттарды шешу;

- мақсаттарды жіктеу.

Бұл тапсырмалар ақпаратты өңдеудің барлық кезеңдерінде шешіледі: бірінші, екінші және үшінші.

Радиолокацияның ақпараттық тапсырмаларының барлық жиынтығы радиолокациялық қадағалау терминімен сипатталады. Ақпараттық тапсырмалар шектелген уақытта шешіледі. Бірінші алғашқы өңдеу үшін бұл уақыт РЛС - пен бір мәрте байланысу уақытымен анықталады. Радиолокациялық жағдайдың жылдам өзгеісі деректері терудің жоғары қарқынын талап етеді.

Жұмыс жағдайының күрделенуі, бақылау сапасын көтеру қажеттілігі және радиолокациялық жабдықтар мен жүйелердің өмірщеңдігі АТ дамуын талап етеді, бұл радиолокациялық ақпарат алу үшін заманауи мүмкіндіктерді жан - жақты пайдалану үшін керек. Деректерді алу және өңдеу мүмкіндігі есептеу техникасының жабдықтарын қолдануда елеулі ұлғаяды, бұл радиолокациялық бақылауды толығырақ автоматтындыруды қамтамасыз етпек.

Спутниктік радионавигациялық жүйелер (СРЖ) және олардың негізіндегі ақпараттық технологиялары. Навигациялық тапсырмаларды шешу кезіндегі ақпарат көзі әртүрлі факторлар болуы мүмкін, олар жасанды жолмен, сондай-ақ табиғи жолмен де қалыптасуы мүмкін.

Навигациялық өлшеулер принциптері, стгналдарды өңдеудің статистикалық әдістері және басқа да техникалық шешімдер әзірленген жер үстіндегі РНЖ-лар спутниктік РНЖ жобалауда (ондағы навигациялық сигнал көздерінің жасанды серігі) (навигациялық ғарыштық аппарат HFA болып табылады) . Ғылыми техникалық негіз болып табылады. Секундына бірнеше километр жылдамдықпен қозғалатын объектінің навигациялық сигнал көзі ретінде қолдану мүмкіндігі мынаған негізделеді, HFA орбитасы және оның қозғалыс параметрлері жоғары дәлдікте болжанып, бақылана алады.

ИСЗ-ны навигациялық қолдану саласындағы алғашқы жұмыстар 1957 жылы жариялады (ИСЗ-ны алғашқы қосқан күймен бір мезгілде) .

Осы жүйелерде қолданылатын навигациялық анықтамалар әдісі интегралдық доплердық деген атауға ие болды. Бірақ бірінші кезең СРНЖ-рі жердің кез келеген нүктесіндегі (нақты уақытта нәтижелер беруді қамтитын) динамикалық объектілердің орнын жоғары дәлдәкте үздіксіз анықтау талаптарын қанағаттандырмады.

2-кезең CРHЖ-н жобалау кезінде орташа обритралады. HFA (биіктігі шамамен 2 км-дей орбиталады) таңдалады, онда HFA уақытының борттық эталондарының прецизиондық (наносекундық бірлікке дейінгі дәлдікпен) өзара синхрондылығын қамтамасыз ету жабдығы қамтылған, сонымен қатар HFA орбиталар параметрлерін жоғары дәлдікті анықтау мен болжау жабдықтарын дамытуға үлкен көңіл бөлінді.

Жерсеріктік радионавигациялық жүйелердің

геодезиядағы маңызы

Координаталарды анықтаудың жерсеріктік технологияларының геодезиядағы маңызы. Геодезияда ЖРНЖ-ні пайдалану артықшылықтары:

геодезиялық торап пункттері арасында тура көрінуді қамтамасыз етуге арналған сыртқы сигналдарды құрудың қажеттігі жоқ;
базистік қабырғалардың ұзындығы мен геодезиялық тірек торап қабырғалары шексіз;
ауа райы жағдайы мен уақытқа тәуелсіз;
жерге жақын тұрақсыз атмосфералық қабатты өлшеу дәлдігіне әсердің болмауы;
ара қашықтықты біржақты өлшеу әдісін пайдалану;
қозғалыста координаталарды жоғарғы дәлдікпен анықтау мүмкіндігі;
пландық және биіктік тораптарды құру мүмкіндігі;
координаталарды анықтау бойынша жұмыстарды автоматтандырудың жоғарғы дәрежесі.

ЖРНЖ-ні геодезияда қолдану - геодезиялық мәселелерді шешудің дәстүрлі әдістерімен салыстырғанда, еңбек өнімділігі мен оның тиімділігін жоғарылатады да, өлшеу дәлдігі артады.

Жерсеріктік радионавигациялық жүйелерді құру

принциптері

ЖРНЖ-нің құрылымдық сызбанұсқасы - космодром, ғарыштық сектор, тұтынушы секторы, бақылау мен басқару секторынан тұрады (1-сурет) . Осындай құрылым, жерсерігінен жердегі пунктке дейінгі ара қашықтықты өлшеудің біржақты әдісін іске асыруға бағытталған. Бұл жағдайда жүйе - жердің навигациялық жасанды серіктерінің навигациялық радиосигнал беруші аппараты мен тұтынушы секторының қабылдағышынан тұрады.

Космодром - ЖНЖС-нің жеткізгіш зымыран арқылы жүйені құру кезінде берілген орбиталарға шығарылуын қамтамасыз етеді. Қазіргі заманғы ЖНЖС-нің ресурстары шамамен 10 жылды құрайды және ол қозғалтқыш отын қорының мөлшеріне тәуелді. Сол арқылы орбитаның берілген уақытқа дейінгі кезеңдік түзетуін жүргізеді. ЖНЖС есептеу орбитасынан, Жердің гравитациялық өрісі және басқа планеталардың, атмосфераның кедергісінен басқа да қалыпсыз факторларының әсерінен шығады.

Ғарыштық сектор белгілі мөлшердегі ЖНЖС-ден тұрады. ЖНЖС жиынтығын - шоқ жұлдыз деп атайды. ЖРНЖнің жұмыс істету идеологиясына сәйкес, ЖНЖС координаталары белгілі тірек нүктесі қызметін атқарып, кеңістіктік қиылыстыру бойынша Жер бетіндегі пункттер координаталарын анықтауды жүзеге асырады. ЖНЖС бортына радионавигациялық аппаратура орнатылады. Ол жер серігі мен жердегі бақылау пункттері арасындағы қашықтықты есептеуге қажет радиосигналдардың Жерге берілуін жүзеге асырады. Сонымен қатар, әрбір ЖНЖС-ден жерсерігі эфемеридалары, борт сағатының уақыт шкаласының түзетулері, альманах - барлық ЖНЖС шоқжұлдыздары жөніндегі ақпараттан құралған навигациялық деректер беріледі. Жер серігінде жұмыс істеуге қажет радионавигациялық аппаратурадан бөлек, кеңістіктік бағытталуды, жер серігін баллистикалық өлшеуді, басқаруды, энергиямен қоректендіруді, т. б. қамтамасыз ететін жабдықтар бар.

ЖРНЖ-нің көп функциялы міндеті, ғарыш секторын құру ерекшеліктерін анықтайды (2-сурет) . ЖНЖС орбитасының биіктігі шамамен 20 000 км болуы тиіс, ол әрбір жер серігінен радиокөрінушіліктің сипатын ғаламдық тұрғыда қамтамасыз етеді. Мұндай биіктіктегі ЖНЖС-нің айналу кезеңі шамамен 12 сағат құрайды. Орбита биіктігі ЖНЖС-нің айналу кезеңі, жұлдызды тәуліктің жартысына тең болатындай етіп іріктеліп алынған. Осының әсерінен, жұлдызды тәулікте бір рет әрбір ЖНЖС жер бетінің бірдей нүктесінен өтеді. Әрбір орбитадағы жер серіктері 1, 5 сағат аралығында жүреді және экваторды 22, 50С бойлық бойынша жылжып, қиып өтеді. ЖНЖС-нің мұндай қозғалу құрылымы әрбір жер серігін тәулігіне 1 рет жүйенің бақылау-өлшеу пунктінен, оның жұмысын бақылау мақсатында қадағалауға мүмкіндік береді.

Белгілі бір жерді анықтаудың қажетті дәлдігіне сигналдарды бір мезгілде кем дегенде 4 ЖНЖС-ден қабылдау кезінде жетеді. Сондықтан, шоқжұлдыздағы жерсерігінің саны кем дегенде 24 болуы қажет. Сонымен қатар, белгілі бір жерді анықтау дәлдігіне ЖНЖС-нің орналасу геометриясы да әсер етеді. Олар барлық аспан сферасы бойынша біртекті орналасуы тиіс. Ол үшін жер серіктерінің жазықтықтары бір-біріне қатысты бірнеше орбиталарда біртекті орналасады.

NAVSTAR жер серігінің жүйесі (Navigation Satellite Timing and Ranging, США) . Жер серігінің радионавигациялық жүйеде 24 GPS жердің навигациялық жасанды серіктерінің (соның ішінде үшеуі резервте) бір-бірінен 600-пен әрқайсысында 3-4 жер серігі бойынша жылжытылған 6 шеңбер маңындағы орбиталарда орналасады.

GPS-тің жердің навигациялық жасанды серіктері орбиталарының биіктігі, шамамен 20 200 км-ді құрайды. Айналу мерзімі 11 сағат 57 минут 58, 3 сек. Соңғы буын жер серігінің массасы 1044 кг. Қазіргі таңда орбитада екінші және үшінші буынның тең бөлінген 29 жер серігі орналасуда.

ГЛОНАСС жер серігінің жүйесі (ғаламдық навигациялық спутниктік жүйе, Ресей) . ГЛОНАСС жүйесінің серіктері үш орбита жазықтарында, әрқайсысы 8 данадан, экватор жазықтығына 64, 80-қа көлбеу бұрышпен орналасады. Шеңберлі орбитаның биіктігі 19 100 км. Ал жер айналасындағы серіктердің айналу периоды - 11сағ 15мин 44 сек. Жер серігінің массасы 1415 кг. Жұмыс істеу мерзімі 3, 5 жыл. Жүйедегі жердің навигациялық жасанды серіктерінің (ЖНЖС) жобалау саны - 24 жер серігі. 1982 жылдан бастап 74 ЖНЖС жіберіліп, қазіргі уақытта 18 жер серігі жұмыс істейді.

Осылай ГЛОНАСС жер серігінің радионавигациялық жүйесі қазіргі уақытта даму сатысында. Сонымен қатар, берілген жүйе жер серігінің әрекет етуші шоқжұлдызы, GPS жүйесінің ЖНЖС-мен бір қолданылады. Ол екі жүйенің де ЖНЖС сигналдарын қабылдауға есептелген пайдаланушы аппаратурасы (GPS қабылдағыштары) арқылы позициялаудың қолайлы жағдайын құруға мүмкіндік береді.

Барлық үш жүйенің ЖНЖС-нің радионавигациялық сигналдарын қабылдауға есептелген тұтынушы аппаратурасын құру, геодезиялық және навигациялық мәселелерді шешу және нәтижелердің дәлдігін жоғарылатуға сенімділік туғызады.

2005 жылдан бастап, Еуропа ғарыш агенттігінің СРНЖ-сі - Galileo ғарыштық сегменті өрістеді. Навигациялық ЖЖС орбиталарының биіктігі мен олардың сандарын арттырады. Сондай-ақ, басқа факторлар Жердің кез келген нүктесінде, ауарайының кез келген және барлық уақытында нүкте орнын анықтау үшін СРНЖ-нің қамту әрекетін ғаламдық деңгейде ЖНСЖ-нің қажетті мөлшерінің радиокөрінушілігін қамтамасыз етті.

Осы кезде жаңа жүйелерде нүкте координаталарын анықтау дәлдігін күрт жоғарылатуға, сондай-ақ навигациялық мәселелердің бүкіл кешенін нақты уақыт аралығында шешуге мүмкіндік туады. Бұл ЖРНЖ деректерін тұтынушылар санының едәуір өсуіне алып келді. Навигациядан бөлек, координаталарды анықтау дәлдігін жоғарылату, жер серігінің технологияларын геодезияда, геодинамикада, топографияда, жерді алыстан зондтауда, геоақпараттық технологияларда, т. б. пайдалануға мүмкіндік береді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.