Спутниковый навигационный приемник воздушного судна

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ…………………………………………………..
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….6
1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕМАТИКИ ДИПЛОМНОГО
ПРОЕКТА…………………………………………………….……………………..8
1.1 Анализ существующих спутниковых навигационных систем…….…10
1.1.1 Глобальная навигационная система GPS……………………….........10
1.1.2 Глобальная навигационная система ГЛОНАСС….……………....…12
1.2 Совместное использование систем ГЛОНАСС и GPS………………..14
1.3 Дифференциальный режим работы СРНС……………………………..17
1.3.1 Назначение и принципы работы СРНС в дифференциальном
режиме…………………………………………………………………..........17
1.3.2 Разновидности дифференциального метода………………….......….21
1.4 Технические требования к спутниковым навигационным
приемникам………………………………………………………………......21
1.5 Обобщенная структурная схема СРНС……………………………..….24
1.6 Аппаратура потребителей………………………………………….……28
2 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПРИЕМНИКА..………34
2.1 Обоснование и выбор схемы………………………………….………...34
2.2 Входная цепь………………………………….………...………………..35
2.3 Преобразователь частоты (смеситель)…………………………...…….36
2.4 Усилитель промежуточной частоты (УПЧ)……………………………37
2.5 Детектор (Д)…………………………………………….………………..37
2.6 Гетеродин…………………………………………………………...……38
3 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИЕМНИКА…………………….………..40
3.1 Входная цепь……………………………………………………….…….40
3.2 Преобразователь частоты (смеситель)……………………………...….42
3.3 Выбор элементной базы………………………………………….……...46
3.4 Усилитель промежуточной частоты (УПЧ)…………………………....49
3.5 Расчет УПЧ на ЭВМ………………………………………....…………..52
4 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ……………………….……….56
5 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ СТОИМОСТИ…………………………….62
5.1 Определение плановой себестоимости и отпускной цены на ОКР......62
6 ОХРАНА ТРУДА………………………………………………………………..70
6.1 Вредные и опасные производственные факторы, влияющие на
безопасность при эксплуатации проектируемого устройства……………70
6.2 Мероприятия по защите работников от вредных и опасных
производственных факторов ……………………………………….............71
6.3 Требования к обслуживающему персоналу при обслуживании и
регламентных работах на оборудовании находящемся под высоким
напряжением…………………………...…………………………………….72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………...76
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………77

Весь текст будет доступен после покупки

Развитие радионавигационных средств на протяжении всей истории их существования неизменно связано с расширением области применения и усложнением задач, возлагавшихся на них и, прежде всего, с возрастанием требований к их дальности действия и точности. К настоящему времени в арсенале радионавигационной техники существует множество систем, отличающихся между собой дальностью действия и точностью, что предопределяет различие их в принципах действия. Кардинальное решение задач обеспечения навигации подвижных объектов обеспечила возможность вывода на орбиту вокруг Земли искусственных спутников, что ознаменовало появление нового направления в радионавигации – спутниковых радионавигационных систем (СРНС).
Поэтому объектом исследования в дипломной работе является система навигации воздушного судна, а предметом исследования является спутниковый радионавигационный приемник GPS.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
– произвести техническое обоснование тематики дипломного проекта;
– выполнить обоснование схемных решений бортового устройство корректирующей информации GPS;
– разработать обоснование и выбор схемы электрической принципиальной бортового устройство корректирующей информации;
– произвести обоснование, выбор и расчет основных показателей надежности предлагаемого устройства корректирующей информации GPS.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕМАТИКИ
ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
1.1 Анализ существующих спутниковых навигационных систем
1.1.1 Глобальная навигационная система GPS
Спутниковая навигационная система GPS (Global Positioning System) предназначена для определения координат и скорости движения объектов. В системе используется псевдодальномерный метод измерения, для которого справедливы уравнения:
(1.1)
При псевдодальномерном методе имеются расхождения шкал часов на ВС и ИСЗ, в результате чего при определении временных интервалов между моментами излучения сигналов с борта ИСЗ и моментом их приема на ВС возникают систематические ошибки. Поэтому измеряемые дальности (псевдодальности) будут отличаться от истинных на величину, пропорциональную , где – расхождение шкал времени на борту ВС и ИСЗ. При реализации псевдодальномерного метода на борту ВС необходимо иметь информацию о поправке к бортовой шкале времени.
Спутниковая система навигации GPS состоит из космической части и аппаратуры потребителей. В космическую часть входит сеть ИСЗ и командно-измерительный комплекс (КИК). После полного развертывания система имеет 24 космических аппарата (КА), равномерно расположенных на трех круговых орбитах с углом наклона 630. Период обращения КА составляет 12 часов, высота полета над поверхностью Земли – 20183 км. При такой конфигурации орбит в каждой точке Земного шара будут в среднем видны 9 КА, как минимум 6 КА. КИК имеет в своем составе 4 контрольные станции (КС), корректирующую и главную станцию управления. КС следят за КА, определяют их координаты, регистрируют условия прохождения радиоволн. Эти данные передаются на главную станцию управления, где производится статистическая обработка данных, вычисляются и прогнозируются эфемериды КА с учетом влияния Солнца, Луны и аномалий гравитационного поля Земли. Далее вся эта информация через корректирующую станцию передается на КА и вводится в его бортовую ЭВМ для формирования навигационных данных, предназначенных потребителям.
Связь между навигационным спутником и ВС осуществляется по двум радиолиниям на частотах = 1575.42 МГц и = 1227.6 МГц.
Несущие частоты модулируются двумя двоичными последовательностями, каждая из которых образована путем суммирования по модулю 2 псевдослучайного дальномерного кода и передаваемых системных данных, называемых навигационной информацией. При передаче дальномерных кодов используют кодовое разделение радиосигналов.
Навигационные данные включают в себя: эфемериды КА, системное время, характеристики шкалы времени КА, сообщение о состоянии КА. Навигационный спутник излучает сигнал такой мощности, что при наихудших для потребителя условиях уровень принимаемого сигнала должен быть не менее 100 – 166 дБВт в зависимости от передаваемых кодов.
Бортовое оборудование ВС принимает сигналы от КА, демодулирует их, декодирует, а затем определяет координаты и скорость ВС.
Средняя квадратическая погрешность измерения координат ВС, обусловленная всей совокупностью причин, для 90% времени измерений приблизительно равна 10 м, а для 50% времени – менее 5 м.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Сетевые спутниковые радионавигационные системы/Под ред. В.С. Шебшаевича. - 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1993;
2 Спутниковые системы навигации и связи для УВД: Учебное пособие: - М.: МГТУ ГА, 2002;
3 Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС/Под ред. Харисова В.Н., Перова А.И., Болдина В.А. – М.: ИПРЖР, 1998;
4 Ю.А. Соловьев «Системы спутниковой навигации», М.: Эко-трэндз, 2000;
5 Резисторы: Справочник, В.В. Дубровский и др.; Под ред. Четверткова и В.М. Терехова. – 2-е изд., перераб. и дополн. - М.: Радио и связь, 1991;
6 В.Г. Устименко, О.В. Шабров Системы радионавигации. Мн.: БГУИР, 2001;
7 Диксон Р.К. Широкополосные системы: Пер. с англ. / Под ред. В.И. Журавлева. М.: Связь – 1979;
8 Разработка структурной схемы радиоприёмного устройства: Учебное пособие по курсовому проектированию. Сидоров В. М. – М.: типография ВЗЭИС, 1988;
9 Проектирование радиоприёмных устройств: Учебное пособие для вузов под редакцией А.П. Сиверса – М.: Советское радио, 1976;
10 Радиоприёмные устройства: Учебник для вузов под редакцией Н.Н.Фомина – М.: Радио и связь, 1996;
11 Радиоприемные устройства: О.В.Головин – М.: Высшая Школа, 1997;

Весь текст будет доступен после покупки