57176 str011 (3)

no npotkfilo nit,! / ogólną oprobntą „oi /ywinią ><) n > >t n <i,i I % u mi III> ninklói/y decydenci zadowoleni byli, źci włożyli swój własny „wkład¹ w in/wn| '.yiinmn 1.2.1. Faza I - weryfikacja koncepcji (1973-1979)

W memorandum Sekretarza Obrony Stanów Zjednoczonych z 22 grudnia 1973 roku /utwierdzono rozpoczęcie prac nad tzw. Fazą I określaną mianom weryfikacyjnej. W części tej położono nacisk na udoskonalenie fundamentalnego elementu systemu zegara - opartego nu ( azowych lub rubidowych wzorcach. Dołożono również wszelkich starań, aby przystosował'produkcję innych podzespołów do wymagań inwestorów oraz przygotować wytwórców do /układanego popytu na te elementy. Prace nad segmentem kosmicznym powierzono firmie Kockwoll International”, która w czerwcu 1974 roku otrzymała kontrakt na wykonanie pierw-nzych prototypów, a następnie na 11 satelitów serii zwanej Blok I. Równolegle, drugi potentat zaawansowanych technologii - „General Dynamics" otrzymał kontrakt na rozwinięcie seg-mantu kontrolnego. Trzeci z głównych elementów-segment użytkowy-realizowany był przez firmę „Magnavox".

W dniu 14 lipca 1974 roku, wystrzelono satelitę TIMATION-3, który jednak w dniu startu utrzymał nazwę NTS-1, będącą skrótem pochodzącym od ang.: Navigation Technology Satel-llla NTS-1 posiadał dwa zaawansowane technicznie kwarcowe wzorce częstotliwości, które później zostały zamienione atomowymi generatorami opartymi o rubid.

Rys. 1.4. Satelita NTS-1.

NTS-1 poruszał się po orbicie kołowej (h=7.500 Mm). Przy ciężarze własnym 295 kg wytwarza! pokaźną jak na owe czasy moc - 125 W. Wyniki przeprowadzonych eksperymentów z nowymi zakresami częstotliwości: 335 MHz i 1580 MHz modulowanymi przebiegiem o częstotliwości 6 MHz, umożliwiły pomiar odległości z niespotykaną jak na te czasy dokładnością 4.7 ns (ok. 1.5 m). Przeprowadzone testy wykazały wysoką stabilność wzorca częstotliwości wynoszącą: 10-¹²/dzień. W wyniku analiz opartych o eksperymenty wykorzystujące N rS-1 skłoniono się jednak ku cezowym generatorom czasu. Dlatego kolejny satelita - NTS-2 posiadał już na swoim pokładzie dwa generatory cezowe. NTS-2, bo o nim mowa, był pierwszym 8iitoll|[|, którwgo k(jn«liHkii|n uripowlnrinln dokliirinli> koncnpujl progtnmu GPS Onnnintoi c«zowe stworzono /tmlnly apticjulnl* (Jo ubytku kosmli /nogo I wyk.i/nly podc/na prób nlnlt ność 2*10 ^u/dzlań Hozlągly plon lotu ułożony został wo współpracy / korporacją „Fioąutnt and Time Systems, Im ", któm była wykonawcą wzorców nożowych poddając Ja gruntown analizie. Ponadto mitnlltn ten, Jako pierwszy wyposażony byt w układ modulujący sygn kodem pseudoprzypadkowym bardzo zbliżonym do stosowanych współcześnie w system (CA i P). Jednakże głównym osiągnięciem w testach, które zostały przeprowadzone z NI:; było określenie możliwości śledzenia oraz zdolności do przewidywania dokładnej pozycji ant lity w przestrzeni kosmicznej. Sukcesem zakończyły się także próby z bateriami slonecznyr oraz niklowo-wodorowymi ogniwami stanowiącymi zapasowe źródło energii. Ostatni rurtell typu NTS wyposażony był ponadto w maser wodorowy i podobnie jak NTS-2, posiadał midi niki częstotliwości L1 i L2. W poniższej tabeli zestawiono dane techniczne pierwszych suto tów poprzedzających bezpośrednio program GPS wraz z wybranymi danymi technicznymi

Tab.1.1. Porównanie wybranych parametrów technicznych pierwszych modeli satelitów programów badawczych: TIMATION i GPS.

i -§ ! a . .:■■	Timation 1	Timation II	NTS-1	NT:
Data wystrzelenia	31.05.1967	30.09.1969	14.07.1974	23.06.1977
H orbity [Mm]	500	500	7.400	10.980
Inklinacja orbity [°]	70	70	125	63
Ekcentryczność orbity	0.001	0.002	0.007	0.0004
Masa [kg]	39	57	295	440
Moc baterii sł. [W]	6	18	125	400
Zakres radiowy	UHF	N/HF/UHF	UHF/L	UHF/L1, L2
Wzorzec częstotliwości	Kwarcowy	Kwarcowy	Kwarcowy Rubidowy	Kwarcowy Cezowy
Stabilność wzorca częstotliwości*	300	100	5-10	1-2

* stabilność odniesiona do:

f

PP10-'³

dzień

NT fi 1

10 1681 10 080 0 i

0 0004 400

450

UHF/i 1. I Co/owy Wodo row

0 1

Z przedstawionych tabelarycznie danych dotyczących ewolucji rozwoju techniki odlep ściowej w nawigacji satelitarnej wynika m.in., że potrzeba było 7 lat na rezygnację z z.ikn częstotliwości radiowych UHF, stosowanego w systemie Transit, 10 lat na ustalenie optym nej wysokości orbity oraz 14 lat na dopracowanie technologii wysokostabilnych wzorc częstotliwości.

Równolegle z pracami nad segmentem kosmicznym zrealizowano koncepcję Sogmwi Kontrolnego (naziemnego), który składał się ze stacji kontrolnej zlokalizowanej w bazie Powietrznych USA w Vandenberg (Kalifornia). Stacje monitorujące umieszczono równ w bazach USAF tj: Elmendorf (Alaska), Anderson (Guam). Natomiast dla komunikacji w mli radiowej satelita-Ziemia wykorzystano naziemne systemy nadawcze rozlokowane w Sti Komunikacyjnej Floty USA na Hawajach.

Jako kolejny element systemu rozpoczęto prace nad pierwszymi odbiornikami. N;ijl: dziej zaangażowaną firmą okazała się amerykańska „Magnavox”. Wraz z innymi zespoli badawczymi przeprowadziła ona w marcu 1977 roku rozległe badania na poligonie Yu Proving Ground w Arizonie. Do grudnia 1978 roku przetestowano tam różne rozwiązania nr gacji, zarówno dwu oraz trójwymiarową, włącznie z wersją różnicową - DGPS - wdrożc dopiero 12 lat później! Pierwsza część projektu - faza koncepcyjna - została ukończo Rozpoczęto kolejną fazę - rozwinięcie i testowanie. Zapoczątkował ją pierwszy start satf Bloku I.