12.07.2015 Views

Stacje RIMS - Centrum Badań Kosmicznych PAN

Stacje RIMS - Centrum Badań Kosmicznych PAN

Stacje RIMS - Centrum Badań Kosmicznych PAN

SHOW MORE
SHOW LESS
  • No tags were found...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Prace nad projektem GNSS-1 zostały rozpoczęty w 1995 roku izostały opracowany przez specjalistów z ICAO/GNSS (ang.International Civil Aviation Organization / Global NavigationSatellite System). Założeniem projektu było stworzenie systemuEGNOS (ang. European Geostationary Navigation OverlayService) należącego do grupy systemów SBAS (ang. SatelliteBased Augmentation System), który korzysta z sygnałówemitowanych przez satelity systemu GPS oraz GLONASS.Patronat nad projektem objęły: ESA (Europejska Agencja Kosmiczna), Komisja Europejska (KE), EUROKONTROL (Europejska Organizacja dla BezpieczeństwaNawigacji Powietrznej).


Założenia systemu EGNOS• ciągłość• dostępność• wiarygodność


Architektura system EGNOSSegmentprzestrzennySegmentużytkownikaSegmentnaziemny


Na segment naziemny EGNOS-askładają się:- 34 stacje <strong>RIMS</strong> (ang. Ranging and IntegrityMonitoring Stations),- 4 centra kontrolne MCC (ang. Mission ControlCenters),- 6 stacji NLES (ang. Navigation Land Earth Stations).- Sieć EWAN (ang. EGNOS Wide Area Network).- Narzędzia wspierające (ang. Support Facilities).


<strong>Stacje</strong> <strong>RIMS</strong> składają się z:- elementu odbiorczego składającego się z anteny orazodrobinka, który ma za zadanie odbiór sygnałów z satelitówsystemów GPS/GLONASS, a także odbiór sygnałówemitowanych przez satelity geostacjonarne systemu EGNOS,- atomowego zegara, który służy w celu uniezależnienia sięod czasu podawanego przez satelity nawigacyjne,- głównego komputera,- sieci FEE (ang. Front End Equipment), która poprzezodpowiednie urządzenia podłącza się do sieci łącznościowejcałego EGNOS-a.


Материалы международной научной конференции. Хоста, Сочи, 25-29 августа 2009 г.Рис. 8. Временная развёртка химического соединения.Существует ещё одно измерительное средство под названием SADAF-08LC. Он имеетодин датчик на основе вольфрама и два лазерных зонда для двух объектов,переключаемые поочерёдно. Изменение сопротивления вольфрама преобразуется визменение частоты, а далее всё идёт по идеологии ТСМ-030 с выделением разностиотсчётов и передачей данных в компьютер. Внешний вид прибора показан на рис. 9.Рис. 9. Торсимер SADAF-008LC.При подготовке системы преобразования торсионного сигнала в электрический былслучайно зарегистрирован артефакт, который по времени совпадает с фактом гибелиамериканского челнока «Колумбия». На рис. 10а, 10б, 10в, 10г показана группазаписей изменения неизвестного сигнала в формате фазового портрета.130


Stacja <strong>RIMS</strong> w CBK <strong>PAN</strong>, WarszawaOsłona przeciwzakłóceniowaAntena


Stacja <strong>RIMS</strong> w CBK <strong>PAN</strong>, WarszawaOdbiornik kanału A, B orazelement łączący stacje <strong>RIMS</strong>-WRS do systemu EGNOSZasilacz awaryjny (UPS)


Centra kontrolne MCCZadania:- zarządzanie i kontrola całego systemu EGNOS,- rola "łącznika" dla innych części systemu (połączenie zinnymi elementami systemu jest realizowane za pomocą sieciEWAN (ang. EGNOS Wide Area Network)),- przetwarzanie danych otrzymanych z pozostałychkomponentów,- weryfikacja otrzymanych danych,- archiwizacja otrzymanych danych.


Każde z centrów MCC zawieranastępujące jednostki składowe:- CCF (ang. Central Control Facility),- CPF (ang. Central Processing Facility).


Jednostki CCF realizują następującefunkcje:- kontrolowanie segmentu naziemnego EGONS-a,- zarządzanie segmentem naziemnym EGNOS-a orazkonfiguracja jego oprogramowania,- monitorowanie czynności wykonywanych przez systemEGNOS,- archiwizacja danych przepływających przez sieć EWAN,- sporządzanie raportów z pracy komponentów segmentunaziemnego EGNOS-a.


Główne funkcje jednostek CPF:- generują one poprawki WAD (ang. Wide Area Differential) iprzystosowują je do postaci przystępnej dla użytkownikakońcowego, który znajduje się w zasięgu działania systemu,- monitorowanie i zapewnianie wiarygodności poprawek WAD,która jest weryfikowana poprzez obliczanie pozycji pozastosowaniu poprawek systemu EGNOS.


Zadania:<strong>Stacje</strong> NLES- wysyłanie wiadomości WAD (ang. Wide Area Differential) dosatelitów geostacjonarnych, w celu ich dalszego rozsyłania,- odbieranie sygnału nadawanego przez satelity geostacjonarne,w celu ich dalszego przesłania do jednostek CPF, poprzez siećEWAN,- zarówno wysyłanie sygnału tworzonego przez EGNOS-a, jakrównież jego późniejsze odbieranie sprawia, że stacje NLES sąrównież uczestnikiem sprawdzania wiarygodności całegosystemu EGNOS.


Sieć EWANDo zadań jakie postawiono przed siecią EWAN, należy łączenieodległych geograficznie elementów naziemnych systemu EGNOSw jedną funkcjonalną całość,Sieć EWAN jest monitorowana poprzez SST (ang. SystemSupervision Team). SST jest systemem umiejscowionym w MCC.Dzięki niemu można zdalnie monitorować i zarządzać, niektórymikomponentami systemu EGNOS.Protokoły, które są używane przez sieć EWAN:- UDP/IP- TCP/IP- SNMP


Narzędzia wspierające- Performance Access Check out Facility (PACF). Jest tojednostka odpowiedzialna za bezawaryjne działanie ifunkcjonowanie systemu. Wśród zadań, które wykonujejednostka PACF można wyróżnić m.in. analizę występującychbłędów, zapobieganie tym błędom w celu wyeliminowania ichna przyszłość, konserwację systemu.- Application Specific Qualification Facility (ASQF). Zadania jakiepostawiono przed tą komórką to tworzenie oraz dostarczenieśrodków technicznych, które pozwolą na weryfikację czyaplikacje opierające swoje działanie na systemie EGNOSdziałają w pełni poprawnie i wiarygodnie.


Rozmieszczenie elementówsegmentu naziemnego EGNOS-a


Segment przestrzennyNa segment przestrzenny systemu EGNOS składają trzy satelitygeostacjonarne:- Inmarsat III AOR-E (15,5 º W),- Inmarsat III IOR (64,5 º E),- Artemis (21,5 º E),które transmitują do użytkowników systemu EGNOS, danedostarczone z segmentu naziemnego za pomocą stacji NLES.


Obszar Ziemi, jaki obejmują swoimzasięgiem satelity geostacjonarne,systemu EGNOS


Segment użytkownikaNa segment użytkownika składają się wszelkie nawigacyjneodbiorniki GPS/GLONASS, które mają wbudowaną funkcjęwspółpracy z systemem EGNOS.Opcja EGNOS


Signal in Space (SIS) – sygnałemitowany przez system EGNOSSygnał ten został zdefiniowany poprzez standardy minimalnychosiągów operacyjnych (ang. Minimum Operational PerformanceStandards - MOPS).Standard określa m.in. następujące parametry sygnału:- przepustowość ograniczona do 250 bitów na sekundę (bps),- prawdopodobieństwo otrzymania błędnej informacji (ang.Hazardously Misleading Information - HMI) poniżej10 −7- czas, po którym użytkownik zostanie poinformowany o brakuwiarygodności otrzymywanych informacji musi być mniejsze niż6 sekund,- dostępność sygnału systemu, musi być wyższa niż 99.9%.


Sygnał rozsyłany przez system EGNOS składa się z różnegotypu wiadomości. Poszczególne wiadomości zawierają w sobiejeden lub więcej parametrów. W większości wiadomościzawarte są poprawki.Podczas jednego cyklu GPS jest transmitowana tylko jednawiadomość.W związku z tym:- częstotliwość dostarczania niektórych parametrów jestwiększa niż innych,- użytkownik końcowy odbiera sygnał EGNOSA przez kilkasekund. Dzięki temu uzyskuje on pełną listę parametrówkorygujących sygnał systemów nawigacyjnych.


Wiarygodność system EGNOSWiarygodność EGNOS-a określają trzy parametry:- wartość do zgłoszenia alarmu (ang. Alarm Limit lub ang. AlertLimit),- czas do zgłoszenia alarmu (ang. Time to Alarm lub ang. Timeto Alert),- trzecim parametrem określającym wiarygodność sygnałusystemu jest prawdopodobieństwo nie wykrycia dwóchpowyżej opisanych zdarzeń.


Obszar bezpieczny i zagrożony dla wyznaczanejpozycji po zastosowaniu sygnału EGNOSA


Związki pomiędzy parametrami określającymiwiarygodność systemu EGNOS


Związki pomiędzy parametrami określającymidostępność systemu EGNOS


Związki jakie muszą zostać spełnione dla otrzymaniaHazardously Misleading Information - HMI


Systemy wspomagania satelitarnego(ang. Satellite Based AugmentationSystems – SBAS).Porozumieniu MOPS (ang. Minimum Operational PerformanceStandards) zapewnia, że emitowane sygnały przez poszczególnesystemu wspomagania satelitarnego mają identyczną strukturę


EGNOS: European Geostationary Navigation Overlay ServiceWAAS: US Wide Area Augmentation SystemMSAS: Japanese MTSAT Satellite Augmentation SystemCWAAS: Candian WAASSNAS: Chinese Satellite Navigation Augmentation SystemGAGAN: GPS and GEO Augmented Navigation


Rozwój systemu EGNOSKrok 1 Krok 2EGNOS V2.1w 2006EGNOS V2.2w 2007/8EGNOS V2.3w 2008/9EGNOS V3w 2010/11


EGNOS V2.1- stworzenie serwera danych systemu EGNOS (ang. EGNOS DataServer), który umożliwi dostęp do danych systemu w czasierzeczywistym, poprzez inne media np. Internet (SISNET), RTCM,RDS itp.,- rozszerzenie systemu EGNOS na kraje Basenu MorzaŚródziemnomorskiego,- sprawdzenie technologii wykorzystywanych w systemie EGNOS,zarówno sprzętowych jak i kwestii oprogramowania przed faząoperacyjnego uruchomienia systemu.


EGNOS V2.2- koncepcja regionalnychmodułów rozszerzającychdziałanie systemu (ang.Regional Extensiom Module–REM),- rozszerzenie systemu na kontynent afrykański,- usługa ESA LIVE, której zadanie będzie dostarczenieinformacji o różnego rodzaju klęskach żywiołowych poprzezusługi oferowane przez EGNOS-a.


EGNOS V2.3- wprowadzanie wiadomości w standardzie L5 oraz nadawanie jejprzez satelity geostacjonarne,- rozbudowa odbiorników <strong>RIMS</strong>, w celu odbierania nowychsygnałów systemu GPS L1/L5, systemu GALILEO orazzmodernizowanego rosyjskiego systemu GLONASS.


EGNOS V3- praca operacyjna systemu EGNOS na częstotliwości L5systemu GPS, na podstawie danych uzyskiwanych z systemuGALILEO oraz zmodernizowanego GLONASSA,- robocze prace na stworzeniem wielo konstelacyjnego systemuregionalnego (ang. Multi-constellation Regional System - MRS).Schemat MRS


Zabezpieczenia systemu EGNOSEGNOS jest systemem z zamkniętą pętlą. Dane, które wcześniejzostały wytworzone przez system, są następnie wykorzystywanedo modyfikacji sygnału podczas następnej transmisji.W systemie EGNOS można wyróżnić:- zewnętrzną pętlę (ang. Outer Loop ),- długą pętlę (ang. Long Loop),- pętla zwrotna CPF – NLES (ang. CPF – NLES feedback loop).


Schemat przebiegu pętli zewnętrznej, ang. OuterLoop


Schemat przebiegu pętli długiej, ang. Long Loop


Schemat przebiegu pętli zwrotnej CPF – NLES


PodsumowanieSystem EGNOS jest system wspomagającym obecnie istniejące,wojskowe systemy nawigacyjne. Jego zadania oraz rozwój sąściśle określone, jednakże w celu spełnienia wszystkichwymogów, a szczególnie tych dotyczących bezpieczeństwasystemu, a także bezpieczeństwa informacji jakie będąprzekazywane użytkownikowi końcowemu, musi przejść fazętestów, co ma miejsce w obecnym czasie. Gdy już jednaksystem wejdzie w fazę operacyjną, dane jakie będzie można zniego uzyskać, pozwolą na lepsze i szersze wykorzystanieobecnych systemów nawigacji satelitarnej.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!