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
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).
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.
Наиболее рациональным путем устранения указанных недостатков и улучшения основных характеристик систем Глонасс и GPS, необходимых для расширения их функциональных возможностей, является применение дифференциального режима работы этих систем, что позволяет добиться повышения точности, надежности и эффективности радионавигационного обеспечения в рабочих зонах дифференциальных подсистем СНС.
Морские дифференциальные подсистемы СНС должны работать непрерывно и возможность получения надежных навигационных определений в реальном масштабе времени с интервалами не более 5-10 с. Погрешности определения места увеличиваются с увеличением расстояния от опорной станции и старением дифференциальных поправок, но они не должны превышать 10м в рабочей зоне с вероятностью 0,95.
Предлагаемое оснащение опорными дифференциальными станциями позволит удовлетворить не только потребности общего мореплавания, но и нужды речников, рыбаков, гидрографов и промысловиков, для которых особо важными являются районы Баренцева и Карского морей, прибрежные воды Сахалина и северная часть Каспийского моря, а также районы внутренних водных путей.
В феврале 1998 г. на мысе Шепелевский в Финском заливе была введена в опытную эксплуатацию первая российская контрольно - корректирующая станция дифференциальной подсистемы СНС.
На основе использования высокоточных средств спутниковой навигации ИМО предполагает осуществить широкое внедрение на морском флоте следующих перспективных систем судовождения: - авторулевых, обеспечивающих управление по траектории; - электронных картографических систем (ЭКС); - автоматических информационных систем (АИС). Оснащение ими морских судов предусмотрено проектом новой Главы 5 Международной Конвенции по охране человеческой жизни на море (Конвенции СОЛАС), которая действует с 2000 года.
3. Автоматическая информационная (идентификационная) система.
Особый интерес для меня среди этих средств имеет автоматическая информационная (идентификационная) система (АИС), которая предназначена:
- для обмена навигационными данными между судами при их
расхождении в море;
- для передачи данных о судне и его грузе в береговые службы (БС)
при его плавании в районах с обязательным оповещением; - для передачи с судна навигационных данных в береговую СУДС для
обеспечения более точной и надежной его проводки в зоне действия
системы.
Согласно Главе 5 Конвенции СОЛАС судовое оборудование АИС (транспондеры) внедряется как обязательное на судах вместимостью свыше 5000т, перевозящих опасные грузы, с 2000г. Одновременно идет оснащение наземным оборудованием АИС районов с обязательным оповещением - (Датские проливы, Английский канал, район Австралийского Барьерного рифа, подходы к некоторым портам США и другие районы). Национальные власти отдельных государств могут установить такое оборудование в любых районах своего побережья для контроля за судоходством в прибрежных водах страны и вводить в них зоны обязательного оповещения.
Страницы: 1, 2
