Спутниковые системы обеспечения безопасности мореплавания

          Филиал ФГОУ – ВПО

МГА имени Адмирала Ф.Ф. Ушакова

Реферат

по дисциплине: Введение в специальность

на тему:

«Спутниковые системы обеспечения безопасности мореплавания»

       Исполнил курсант

111 группы Онещюк И.Н.

      Проверил преподаватель

Иванов В.А.

г. Ростов – на – Дону

  2005г.

  СОДЕРЖАНИЕ                         

Введение……………………………………………………………………...3

1.           Из истории развития отечественной спутниковой радионавигационной системы…………………………………………………………………….......4

2.     Основные требования к глобальной навигационной спутниковой системе..5

3.     Автоматическая информационная (идентификационная) система………….8

4.     Система местоопределения, использующая специализированную спутниковую радионавигационную систему………………………………...10

5.     Система местоопределения, использующая геостационарные спутники связи…………………………………………………………………………….12

6.     Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС-М………….14

7.     Система Глобального Позиционирования (GPS)……………………………15

8.     Заключение……………………………………………………………………..16

9.     Глоссарий……………………………………………………………………….18

10.            Литература……………………………………………………………………..19

                                          Введение.

Надежное навигационноинформационное обеспечение судов имеет важное значение для безопасности их плавания, эффективной эксплуатации и предотвращения экологических бедствий. Специфика работы морского, речного и рыбопромыслового флотов определяет необходимость применения таких средств радионавигации и радиосвязи, которые с минимумом затрат обеспечили бы удовлетворение современных и перспективных требований, предъявляемых потребителями в любом районе Земного шара.
  

В данном реферате рассматриваются спутниковые системы, обеспечивающие безопасность мореплавания - автоматическая информационная (идентификационная) система   (АИС), спутниковая радионавигационная система NAVSTAR (Navigation System using Timing And Ranging), GPS (Global Positioning System), "Глонасс" (Россия), а также перспективы развития ГЛОНАСС как Единой глобальной системы координатно-временного обеспечения (ЕС КВО).

1. Из истории развития отечественной спутниковой радионавигационной системы.

Развитие отечественной спутниковой радионавигационной системы (СРНС) ГЛОНАСС имеет уже практически сорокалетнюю историю, начало которой положено, как чаще всего считают, запуском 4 октября 1957г. в Советском Союзе первого в истории человечества искусственного спутника Земли (ИСЗ).

Научные основы низкоорбитальных СРНС были существенно развиты в процессе выполнения исследований по теме "Спутник" (1958—1959 гг.). Основное внимание при этом уделялось вопросам повышения точности навигационных определений, обеспечения глобальности, круглосуточности применения и независимости от погодных условий.

Проведенные работы позволили перейти в 1963г. к опытно-конструкторским работам над первой отечественной низкоорбитальной системой, получившей в дальнейшем название "Цикада".

В 1979г. была сдана в эксплуатацию навигационная система 1-го поколения "Цикада" в составе 4-х навигационных спутников (НС), выведенных на круговые орбиты высотой 1000 км, наклонением 83° и равномерным распределением плоскостей орбит вдоль экватора. Она позволяет потребителю в среднем через каждые полтора-два часа входить в радиоконтакт с одним из НС и определять плановые координаты своего места при продолжительности навигационного сеанса до 5 - 6 мин.

Была отработана специальная схема проведения измерений параметров орбит средствами наземно-комплексного управления, разработаны методики прогнозирования.

Проведены работы по уточнению координат измерительных средств. В результате точность передаваемых в составе навигационного сигнала собственных эфемерид была повышена практически на порядок и составляет в настоящее время на интервале суточного прогноза величину » 70 - 80м, а среднеквадратическая погрешность определения морскими судами своего местоположения уменьшилась до 80 - 100м.

·        ЭФЕМЕРИДЫ (в астрономии) - координаты небесных светил, параметры орбит спутников  и другие переменные астрономические величины, вычисленные для ряда последовательных моментов времени и сведенные в таблицы.

Для оснащения широкого класса морских потребителей разработаны и серийно изготавливаются комплектации приемоиндикаторной аппаратуры "Шхуна" и "Челн". В дальнейшем спутники системы "Цикада" были дооборудованы приемной измерительной аппаратурой обнаружения терпящих бедствие объектов, которые оснащаются специальными радиобуями, излучающими сигналы бедствия на частотах 121 и 406 Мгц. Эти сигналы принимаются спутниками системы "Цикада" и ретранслируются на специальные наземные станции, где производится вычисление точных координат аварийных объектов (судов, самолетов и др.).

Дооснащенные аппаратурой обнаружения терпящих бедствие спутники "Цикада" образуют системы "Коспас". Совместно с американо-франко-канадской системой "Сарсат" они образуют единую службу поиска и спасения, на счету которой уже несколько тысяч спасенных жизней.

Успешная эксплуатация низкоорбитальных спутниковых навигационных систем морскими потребителями привлекла широкое внимание к спутниковой навигации. Возникла необходимость создания универсальной навигационной системы, удовлетворяющей требованиям всех потенциальных потребителей: авиации, морского флота, наземных транспортных средств и космических кораблей.

В 1995 г. было завершено развертывание СРНС ГЛОНАСС до ее штатного состава (24 НС). В настоящее время предпринимаются большие усилия по поддержанию группировки. Разработаны самолетная аппаратура АСН-16, СНС-85, АСН-21, наземная аппаратура АСН-15 (РИРВ), морская аппаратура "Шкипер" и "Репер" (РНИИ КП) и др.

Основным заказчиком и ответственным за испытания и управление системами являются Военно-космические силы РФ.

2. Основные требования к глобальной навигационной спутниковой системе.

Резолюции ИМО А.815(19) 1995 года установила требования к перспективной глобальной навигационной спутниковой системе (ГНСС) для обеспечения безопасности мореплавания и эффективного и надежного использования ее координатно-временной информации при плавании во всех районах мирового океана, включая узости, подходы к портам, реки и портовые воды (см. таблицу).

Таблица. Перечень минимальных требований морских потребителей к ГНСС

                     Параметры                                                          Требование

Точность системыв определении местоположения
принимающей антенны:
- Абсолютная точность;                                                                 - 10 м (95%)
- Повторяемая точность;                                                               - 14 м (95%)

Целостность системы:
- время предупреждения о нарушении работы системы;                 10 сек
- пороговое значение нарушения:                                                   25 м (величина
                                                                                                      ухудшения точности)

Доступность службы:                                                                  99,8% (за 30 дней работы)
- пороговое значение качества работы:                                          непреднамеренные
                                                                                                       перерывы не должны
                                                                                                             превышать 3 сек.

Надежность службы                                                                   99,97% (за 1 год работы)

Зона действия службы                                                               глобальная

Частота обновления обсервации системы                               по крайней мере 
                                                                                                               каждые 2 сек.

Пропускная способность службы                                              неограниченная   

   В настоящее время наиболее полно удовлетворяют требованиям к навигационному обеспечению cудоходства СНС GPS и Глонасс при использовании в штатном и дифференциальном режимах работы. Основными достоинствами этих систем при использовании сигналов стандартной точности в штатном режиме работы являются глобальность рабочей зоны, высокие доступность, точность и надежность при непрерывности навигационных определений, а в дифференциальном режиме - возможность повышения точности и надежности навигационных определений в рабочей зоне дифференциальной подсистемы. Погрешности определения местоположения СНС Глонасс и GPS при использовании сигналов стандартной точности в штатном режиме не превышают соответственно 45м и 100м, а в дифференциальном режиме - 10м с вероятностью 95%. Исходя из перспективных возможностей СНС, связанных с совместным использованием систем Глонасс и GPS, а также вводом в эксплуатацию функциональных дополнений СНС, обеспечивающих улучшение основных характеристик СНС за счет реализации дифференциального режима и специальных систем контроля работоспособности СНС и оперативной передачи данных о целостности, указанные системы смогут удовлетворить основные требования морских потребителей к будущей глобальной навигационной спутниковой системе. 
  

 Находящиеся в эксплуатации спутниковые навигационные системы Глонасс и GPS в 1996 г. были одобрены ИМО в качестве компонентов Всемирной радионавигационной системы. При одобрении систем Глонасс и GPS ИМО отметила недостатки:

·        неспособность каждой из них обеспечить в штатном режиме точность, необходимую для безопасной навигации судов на подходах к портам и в других водах, в которых свобода маневрирования ограничена.

·        другой отмеченный недостаток этих систем связан с их неспособностью в данное время обеспечивать оперативное оповещение потребителей о нарушениях в работе систем или их элементов, которые происходят пока довольно  часто.

Страницы: 1, 2