75265 str033 (3)

3.2.3. Radiowo systomy nndnwc/o

Rndlowo systomy nadawczo stanowią untopy ivi i „,‘iolntlllo Atlanta" o średnicy ok. 10 m, emitujące sygnały telemetryczne w pnśrnlo u pi/y wykoi/yslonlu zaawansowanych radiowych technik detekcji I korekcji błędów transmisji. Ich apnrnlura nadawcza (firmy Harris Corporation) ze względów bezpieczeństwa została /dublowana. Poza wymienionymi stacjami monitorującymi, na przylądku Canaveral w Eastorn Launch Site zlokalizowano dodatkowy system nadawczy, służący telemetrii związanej z wprowadzaniem nowych satelitów na orbitę. Ponadto, w przypadkach awaryjnych możliwość takiej transmisji danych posiada MCS.

Rys. 3.4. Strefy pokrycia radiowych systemów nadawczych GPS.

Każdy z satelitów systemu mógtby odbierać dane wypracowane przez segment kontrolny średnio 3 razy dziennie (co ok. 8 godzin), lecz praktyka wykazała, że jedno uzupełnienie na dobę jost całkowicie wystarczające. Wiąże się to z dopuszczalnymi błędami chodu zegarów Milolltnmych i ich wpływem na błąd wyznaczenia pozycji użytkownika. W miarę udoskonalania kolejnych wersji satelitów, a w szczególności ich wzorców częstotliwości, czas ten będzie niewątpliwie ulegał ciągłemu wydłużeniu. Przed wysłaniem danych do satelity, dane korekcyjne otrzymane z MCS są nagrywane na pamięć stałą, po czym trzykrotnie wysyła się je do satelitów /upewniając w ten sposób wysoką wiarygodność przekazu.

3,3. Segment kosmiczny 3.3.1. Konstelacja

Segment kosmiczny jest najbardziej eksponowanym elementem systemów satelitarnych. 3< h jo utrzymanie pochłania większość kosztów eksploatacyjnych systemu nawigacyjnego, stąd li iż rozwój technologiczny decyduje o jakości całościowo postrzeganej struktury. Zasadnicze lunkcje segmentu kosmicznego to:

/O

>- transmisja wyuiuilów imwlunry)nyrh do użytkowników nynlnmu,

>    odbiór I pizalwut/nnlo Informacji pochodziy o| .• nn||m<inlu kontrolnego,

>    przetwarzanie) danych w oparolu o własną npmnluiy pokładową

Segment kosmiczny systemu GPS składu się z 24 satelitów rozmieszczonych na n/t ściu orbitach kołowych (po 4 satelity na każdej orbicie). Poszczególne płaszczyzny orbltaln oznaczono literami A, B, C, D, E, F. Z płaszczyzną równika tworzą one kąt 55° inkllnac| orbity (rys. 3.5). Orbita satelity GPS jest niemal kołowa, bowiem jej ekscentryczność jest mnlejsz niż 0.02. Promień orbity wynosi 26 561.75 km. Przy założeniu promienia Ziemi na równik równego 6378.137 km, wysokość orbity nad nią jest równa około 20 183.6 kilometrów. Prędko: liniowa satelity wynosi v =    '^r - 3.8704 ktn • s“‘, a czas jednego obiegu Ziemi jest równy puk

wie doby gwiazdowej, czyli 11 h 57 min. 58,3 s. odpowiadając jednocześnie prędkości kątowi wynoszącej w = 2 • 7.29211-10^-5 rad • s¹. Należy jednak pamiętać, iż ze względu na nleznnc. ną różnicę między dobą zegarową a gwiazdową (w której czasie satelita wykona dwa polu okrążenia Ziemi) aby dostrzec satelitę kolejnego dnia pod tą samą wysokością topocentiyczm należy przeprowadzić obserwację o 236 sekund wcześniej niż w dniu poprzednim tJąd I' położenie satelitów w stosunku do obserwatora dokonującego dobowych obserwacji nie I ><," 1/ stałe, lecz ulegnie powolnemu przemieszczeniu wynikającemu ze wspomnianych różnic c/imi

Rys. 3.5. Nominalna konstelacja satelitów systemu GPS [Januszewski J., 2002],

Na każdej z orbit dwa spośród czterech satelitów są wyraźnie „bliżej siebie" co oznacz że tworzą ze środkiem orbity kąt pomiędzy 30-32 stopni (argument szerokości). Dla trzni pozostałych kąty te wynoszą po ok. 110 stopni. Nie są to wartości stałe, bowiem wahają • pomiędzy 92 a 131 stopni (tab. 3.1). Tak znaczny zakres ich zmian wynika z koniecznof bieżącego przesuwania satelitów w ramach orbit. Dotyczy to charakterystyk związany: z niezawodnościowymi cechami systemu (prezentowanymi w rozdziale II). Oczywiście najbt dziej prawdopodobnymi statystycznie są awarie pojedynczego satelity, stąd też rozmieszczi u satelitów GPS minimalizuje skutki takiej właśnie sytuacji.