Обобщенная структура спутниковой навигационной системы. Форма (form). Форма володіє властивостями вікна Windows

Форма (form). Форма володіє властивостями вікна Windows. На формі розташовують усі інші компоненти (елементи керування), такі як кнопки, текстові поля, малюнки, списки тощо. Форма має власний набір властивостей: заголовок (Caption), назву (Name), колір (Соlоr), розміри (Height; — висота, Width; — ширина), відступ від лівої межі екрана до форми (Left), відступ від верхньої межі (Тор), шрифт (Font), ВоrderStyle — можливість змінювати чи не змінювати розміри вікна форми на етапі виконання програми-проекту тощо. Розміри компонента і відступи задаються пікселями.

Заголовок (Саption) для форми придумує користувач відповідно до змісту задачі. Він відображається у рядку заголовка вікна. Заголовок не слід путати з назвою (Name). Назва — це системна назва об'єкта. Її можна міняти, але це робити не рекомендується. Колір форми користувач добирає за допомогою інспектора об'єктів із запропонованого списку кольорів. З кольорами можна експериментувати. З шрифтами також варто експериментувати, щоб підібрати шрифт, його розмір та колір до вподоби.

Текстове поле (Label) — це об'єкт, за допомогою якого на форму можна нанести різноманітні написи, тексти. Він має такі властивості: заголовок (Сарtion), назву (Name), колір (Соlог), розмір (Неіght; Width), доступність (Еnаble), видимість (Visible) тощо. Кожний новий об'єкт типу Label матиме свою системну назву: label1, 1аbе12, lаbеlЗ і т. ін.

Доступність (Enabled) може набувати значення true або false. Значення false робить чорний текст сірим. Цікавою властивістю є видимість (Visible). її значення false робитиме поле невидимим.

Картинка (image) — компонент, призначений для вставляння картинок у форму. Окрім перерахованих вище властивостей він має ще властивість Ріcture, яка дає змогу вибрати у файловій системі деякий графічний файл (наприклад, у форматі bmp) і відобразити його на формі. Важливою властивістю картинки є Stretch. Її значення true забезпечує заповнення ділянки потрібного розміру відповідним зображенням.

Для об’єкта-форми можна задавати стандартні події Для цього потрібно виконати такий алгоритм: вибрати об’єкт, перейти на закладку Events у вікні інспектора об’єктів, вибрати одну зі стандартних подій (Onclik - у випадку клацання мишею на формі, OnClose – у випадку закривання форми, OnDblClik – у випадку подвійного клацанн лівою кнопкою миші на формі тощо), двічі клацнути на назві події – відкривається програмний модуль з заготовкою відповідної процедури, яку необхідно заповнити командами згідно з метою роботи.

Обобщенная структура спутниковой навигационной системы

Спутниковые навигационные системы GPS и ГЛОНАСС создавались исходя из определенных требований, соответствующих их прямому назначению. Подразумевалась их глобальность; независимость от метеорологических условий, рельефа местности, степени подвижности объекта; непрерывность работы и круглосуточная доступность; помехозащищенность; компактность аппаратуры потребителя и др.

Гражданские применения СНС, развившиеся уже после разработки концепции систем ГЛОНАСС и GPS, особенно такие, как управление гражданским воздушным движением, навигацией судов, спасательные работы, предъявляют к СНС повышенные требования в плане доступности, целостности и непрерывности обслуживания. Дадим определения этим важным терминам:

• доступность (готовность) - степень вероятности работоспособности снс перед ее применением и в процессе применения;

• целостность - степень вероятности выявления отказа системы в течение заданного времени или быстрее;

• непрерывность обслуживания - степень вероятности сохранения непрерывной работоспособности системы на заданном промежутке времени.

Под заданным промежутком времени, как правило, подразумевается отрезок времени, наиболее важный с практической точки зрения.

В СНС GPS и ГЛОНАСС высокие эксплуатационные характеристики на структурном уровне достигаются путем совместного функционирования трех основных сегментов:

• космического сегмента;

• сегмента управления;

• сегмента потребителей.

Кроме основных сегментов существует такое функциональное дополнение, как дифференциальная подсистема (DGPS), и ряд вспомогательных элементов: специальные каналы наземной и кос­ мической связи, средства вывода спутников на орбиту и т.п.

Основу концепции СНС GPS и ГЛОНАСС составили независимостьи беззапросностьнавигационных определений. Независимость подразумевает определение искомых навигационных данных непосредственно в аппаратуре потребителя. Это несколько усложняет потребительское оборудование, но при современном уровне развития электроники подобное усложнение уже не имеет значения. Беззапросность системы означает, что все вычисления в аппаратуре потребителя вычисляются только на основе пассивно принятых сигналов от НКА с заранее точно известными орбитальными координатами. В свою очередь, отсутствие необходимости передавать запрос от потребителя к НКА позволяет сделать оборудование потребителя весьма компактным и экономичным.

Космический сегмент

Точность местоопределения и стабильность функционирования СНС в большой степени зависит от взаимного орбитального расположения спутников и параметров их сигналов. Как правило, требуется, чтобы в зоне видимости потребителя находились не менее 3 - 5 НКА. На практике орбитальная структура строится таким образом, что для большинства потребителей постоянно видны более 6 НКА и потребитель имеет возможность выбирать оптимальное созвездие по определенному алгоритму, заложенному в вычислитель приемника. Кроме действующих НКА, завершенная СНС имеет в своем составе несколько резервных спутников, которые могут быть оперативно введены для замены вышедших из строя либо для увеличения степени покрытия определенного региона. Действующие НКА могут быть перегруппированы (в ограниченных пределах) по команде с наземной станции управления. Действующие в настоящее время средневысотные орбиты с высотой около 20 ООО км позволяют принимать сигналы каждого НКА почти на половине поверхности Земли, что обеспечивает непрерывность радионавигационного поля и достаточную избыточность при выборе оптимального созвездия НКА. Системы GPS и ГЛОНАСС часто называют сетевыми СНС, поскольку принципиальное значение для их функционирования имеет взаимная синхронизация НКА по орбитальным координатам и параметрам излучаемых сигналов, т.е. объединение группы НКА в сеть.

Основное назначение НКА - формирование и излучение сигналов, необходимых для решения потребителем задачи позиционирования и контроля исправности самого НКА. В состав стандартного НКА входят: радиопередающее оборудование для передачи навигационного сигнала и телеметрической информации; радиоприемное оборудование для приема команд наземного комплекса управления; антенны; бортовая ЭВМ; бортовой эталон времени и частоты; солнечные батареи; аккумуляторные батареи; системы ориентации на орбите и т.д. Современные НКА могут нести сопутствующее оборудование, такое как детекторы для обнаружения наземных ядерных взрывов и элементы систем боевого управления.

Излучаемые НКА сигналы содержат дальномерную и служебную составляющие. Дальномерная составляющая используется потре­ бителями непосредственно для определения навигационных пара­ метров - дальности до НКА, вектора скорости потребителя, его пространственной ориентации и т.п. Служебная составляющая со­ держит информацию о координатах спутников, шкале времени, век­ торах скоростей НКА, исправности и т.д. В основном служебная информация готовится командно-измерительным комплексом и за­ кладывается в бортовую память НКА во время сеанса связи. И лишь незначительная ее часть формируется бортовой аппаратурой. Процедура переноса служебной информации из командного комплекса в память бортовой ЭВМ часто называется загрузкой данных.

Дальномерная составляющая содержит компоненты стандартной и высокой точности. Стандартная точность измерений доступна всем потребителям, а высокая - только авторизованным, т.е. имеющим разрешение военных контролирующих органов. Разграничение доступа достигается путем кодирования сигналов высокой точности.

В условиях военных действий возможны попытки как постановки преднамеренных помех с целью подавления сигнала снс (джаминг, jammng), так и попытки навязывания (спуфинг, spoofing), т.е.

подмены сигнала и ввода в приемную аппаратуру противника заведомо ложной информации при помощи сторонних передатчиков.

Сегмент управления

Сегмент управления состоит из главной станции, совмещенной с вычислительным центром; группы контрольно-измерительных станций (КИС), связанных с главной станцией и между собой кана­ лами связи; наземного эталона времени и частоты. Контрольно­ измерительные станции стараются размещать как можно равно­ мернее по поверхности Земли, сообразуясь с геополитическими факторами и экономической целесообразностью. Координаты КИС (фазового центра антенны) определены в трех измерениях с мак­ симально доступной точностью. При пролете НКА в зоне видимости КИС, она осуществляет наблюдение за спутником, принимает нави­ гационные сигналы, осуществляет первичную обработку информа­ ции и производит обмен данными с главной станцией. На главной станции происходит сбор информации от всех КИС, ее математи­ ческая обработка и вычисление различных координатных и коррек­ тирующих данных, подлежащих загрузке в бортовую ЭВМ НКА.

Данные, подлежащие загрузке, подразделяются на оперативные, обновляемые при каждом сеансе связи, и долговременные. В случае возникновения нештатной ситуации возможно проведение внеплановых сеансов связи и загрузки данных при условии нахож­ дения НКА в зоне видимости одной из КИС.

Наземный эталон времени и частоты имеет более высокую точ­

ность, чем бортовые эталоны и предназначен для синхронизации всех процессов, происходящих в сне и коррекции бортовых эталонов.

Сочетание независимости и беззапросности придает СНС неограниченную пропускную способность - произвольное число потребителей может использовать сигналы СНС в любой момент времени.