3.3. Космические сегменты систем
3.3.1. Космический сегмент GPS
Космический сегмент GPS состоит из созвездия спутников (орбитальная группировка) и космодрома, с которого они запускаются. Основные функции спутников заключаются в следующем:
Орбитальная группировка GPS состоит из 24 спутников на почти круговых орбитах с радиусом 26 560 км, периодом около 12 часов и почти постоянными трассами. Спутники размещаются на шести орбитальных плоскостях с наклонением 55°, на четырех рабочих точках (слотах), неравномерно распределенных на каждой орбите (рис. 3.3). Идентификация спутников может производиться по номеру запуска в системе GPS (SVN номер), по номеру псевдошумовой последовательности PRN, по номеру в каталоге NASA, по международному номеру, а также по положению в созвездии. В последнем случае используется двухсимвольный код: буква (от А до F) означает орбитальную плоскость, а цифра - номер спутника на плоскости (от 1 до 4 в полном созвездии). В каждой орбитальной плоскости имеются запасные слоты, для которых припасены обозначения А5, В5 и т.д. (рис. 3.4). В системе может находиться на орбитах созвездие до 30 спутников. На рис. 3.4 показана схема расположения спутников на орбитальных плоскостях, составленная на основании альманаха системы.
Орбита - траектория, по которой движется небесное тело относительно центрального тела.
Два тела, движущиеся в пространстве под действием силы притяжения, всегда находятся в одной и той же плоскости; траектория тела 2 относительно тела 1 является плоской кривой и называется орбитой.
У всех спутников подспутниковая точка движется по поверхности Земли, при этом подспутниковая точка движется по траектории, которая называется подспутниковой трассой
Используемые в GPS коды представляют собой бинарные коды, то есть последовательность из единиц и нулей (двухуровневый сигнал). Они имеют характеристики случайного естественного шума, но в отличие от последнего, легко контролируются и воспроизводятся средствами электроники. Использование математического алгоритма или особого оборудования, называемого tapped feedback registers - ленточными регистрами с обратной связью, позволяет генерировать последовательности, которые не повторяются после некоторого выбранного интервала времени. Поэтому их называют псевдо-случайным шумом или псевдошумовыми последовательностями (Pseudo Random Noice - PRN). Каждому спутнику NAVSTAR соответствует своя уникальная последовательность PRN
Проектное созвездие спутников GPS состояло из 24 спутников. С 1995 г. число активных спутников превышало эту цифру. По состоянию на 1 июля 2007 г. группировка спутников GPS на орбите состояла их 30 объектов (по данным сайта http://www.navcen.uscg.gov).