Спосіб імітації сеансу навігаційних вимірювань супутникових радіонавігаційних систем

Винахід відноситься до радіотехніки, та може бути використаний для контролю та аналізу функціонування радіотехнічних засобів визначення місцеположення з використанням радіохвиль. Відомий спосіб імітації сеансу навігаційних вимірювань супутникових радіонавігаційних систем для контролю та аналізу функціонування апаратури користувача суп утникових радіонавігаційних систем реалізований, наприклад, в імітаторі радіосигналів супутникової радіонавігаційної системи GPS CAST-1000 виробництва CAST Navigation, США, та в імітаторі радіосигналів супутникової радіонавігаційної системи ГЛОНАСС STR4780 виробництва Spirent Communications, США (GPS World, May 2002, p.49). Цей спосіб включає в себе вибір дати та інтервалу часу всередині даної дати, які визначають часовий інтервал імітації сеансу навігаційних вимірювань апаратури користувача, що контролюється; вибір частотного діапазону навігаційних сигналів, що імітуються, космічних апаратів супутникової радіонавігаційної системи; завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху космічних апаратів супутникової радіонавігаційної системи; завдання вихідних величин для прогнозування зсуву шкал часу та частоти космічних апаратів суп утникової радіонавігаційної системи; завдання послідовності символів псевдовипадкових далекомірних кодів та послідовності символів навігаційної цифрової інформації, які накладають на радіосигнали космічних апаратів супутникової радіонавігаційної системи; завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху апаратури користувача супутникової радіонавігаційної системи; завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху приймальної антени апаратури користувача супутникової радіонавігаційної системи. Недоліками даного способу є: 1) виконання імітації радіосигналів лише однієї супутникової радіонавігаційної системи, що ускладнює проведення випробувань апаратури користувача комплексу суп утникових радіонавігаційних систем, в якій передбачено режим роботи одночасно з декількома супутниковими радіонавігаційними системами; 2) неможливість проведення імітації сеансу навігаційних вимірювань з урахуванням впливу релятивістських ефектів на роботу блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача при проведенні навігаційних вимірювань. Найбільш близьким до винаходу, що пропонується, технічним рішенням є спосіб імітації сеансу навігаційних вимірювань супутникових радіонавігаційних систем для контролю та аналізу функціонування апаратури користувача суп утникових радіонавігаційних систем реалізований, наприклад в імітаторі радіосигналів супутникових радіонавігаційних систем СН-3801 виробництва КБ "Н АВИС" Росія (Борсук О.А., Ермолаев А.В., Михайленко А.Л. "Аппаратура имитации сигналов СНС ГЛОНАСС// конструкторского бюро "НАВИС"". Сборник трудов Третьей Международной конференции "Планирование глобальной радионавигации", Россия, Москва, 9-11 октября, 2000г., изд. НПЦ "Интернавигация", 2000г.). Цей спосіб включає в себе вибір дати та інтервалу часу всередині даної дати, які визначають часовий інтервал імітації сеансу навігаційних вимірювань апаратури користувача, що контролюється; вибір типів суп утникових радіонавігаційних систем, сигнали яких повинні імітуватись; вибір частотного діапазону навігаційних сигналів, що імітуються, космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем; завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем; завдання вихідних величин для прогнозування зсуву шкал часу та частоти космічних апаратів супутникової радіонавігаційної системи; завдання послідовності символів псевдовипадкових далекомірних кодів та послідовності символів навігаційної цифрової інформації, які накладають на радіосигнали космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем; завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху апаратури користувача супутникових радіонавігаційних систем; завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху приймальної антени апаратури користувача суп утникових радіонавігаційних систем. Недоліком даного способу є неможливість проведення імітації сеансу навігаційних вимірювань з урахуванням впливу релятивістських ефектів на роботу блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача при проведенні навігаційних вимірювань. В основу винаходу покладена задача створення способу імітації сеансу навігаційних вимірювань суп утникових радіонавігаційних систем шляхом здійснення цифрової імітації зміни параметрів радіосигналів, що випромінюються космічними апаратами комплексу супутникових радіонавігаційних систем, з урахуванням впливу релятивістських ефектів, зумовлених власним рухом апаратури користувача в гравітаційному полі, на параметри аналогового та аналого-цифрового блоку апаратури користувача, що забезпечує усунення недоліків прототипу, а саме дозволяє провадити імітацію сеансу навігаційних вимірювань з урахуванням впливу релятивістських ефектів на роботу блоку аналогового та аналогоцифрового перетворення сигналів апаратури користувача при проведенні навігаційних вимірювань. Спосіб імітації сеансу навігаційних вимірювань супутникових радіонавігаційних систем, яким вирішується поставлена задача, включає в себе вибір дати та інтервалу часу всередині даної дати, які визначають часовий інтервал імітації сеансу навігаційних вимірювань апаратури користувача, що контролюється; вибір типів супутникових радіонавігаційних систем, сигнали яких повинні імітуватись; вибір частотного діапазону навігаційних сигналів, що імітуються, космічних апаратів суп утникових радіонавігаційних систем; завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху космічних апаратів суп утникових радіонавігаційних систем; завдання вихідних величин для прогнозування зсуву шкал часу та частоти космічних апаратів супутникової радіонавігаційної системи; завдання послідовності символів псевдовипадкових далекомірних кодів та послідовності символів навігаційної цифрової інформації, які накладають на радіосигнали космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем; завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху апаратури користувача суп утникових радіонавігаційних систем; завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху приймальної антени апаратури користувача суп утникових радіонавігаційних систем; який відрізняється тим, що після завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху приймальної антени апаратури користувача додатково виконують формування послідовності моментів імітації дискретизації сигналів в блоці аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, з урахуванням впливу релятивістських ефектів, зумовлених власним рухом апаратури користувача в гравітаційному полі; формування послідовності моментів часу імітації приходу радіосигналів на вхід блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, шля хом доповнення послідовності моментів дискретизації додатковими відліками часу із наступним зсувом відліків часу на величину затримки радіосигналів в блоці аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача; формування послідовності моментів часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блоку апаратури користувача, шляхом доповнення послідовності моментів імітації дискретизації додатковими відліками часу із наступним зсувом відліків часу на величину затримки радіосигналів в блоці аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів та на величину затримки радіосигналів в антенному блоці апаратури користувача; визначення параметрів руху апаратури користувача, що контролюється, та параметрів руху її приймальної антени на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блока; завдання просторового розподілу діелектричної проникності, та магнітної проникності, зумовлених іоносферою, тропосферою, та завдання граничних умов для електромагнітного поля, зумовлених приймальною антеною апаратури користувача, випромінювальними антенами космічних апаратів та іншими матеріальними об'єктами; завдання параметрів електромагнітного поля на вході антенного блоку апаратури користувача, зумовленого шумовими радіосигналами від зовнішніх джерел, на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блока; здійснення визначення параметрів електромагнітного поля на вході антенного блоку апаратури користувача, зумовленого радіосигналами космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем, на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блока шляхом розв'язання рівнянь релятивістської електродинаміки суцільних середовищ з одночасним обчисленням моментів випромінювання радіосигналів та визначенням на моменти випромінювання радіосигналів параметрів руху космічних апаратів, символів цифрової інформації та псевдовипадкових далекомірних кодів, які накладають на радіосигнал, та параметрів радіосигналів на виході випромінювальних антен космічних апаратів; визначення параметрів сумарного електромагнітного поля на вході антенного блоку апаратури користувача на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блоку шляхом підсумовування параметрів електромагнітного поля, зумовленого радіосигналами космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем, та параметрів електромагнітного поля, зумовленого шумовими радіосигналами; визначення параметрів мультиплікативних та адитивних шумів антенного блоку апаратури користувача, що контролюється, які накладаються на параметри радіосигналів при проходженні ними антенного блоку, на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блоку; здійснення цифрової імітації перетворення параметрів електромагнітного поля при проходженні його через антенний блок апаратури користувача, на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів шляхом розв'язання рівнянь релятивістської електродинаміки для електричного кола антенного блока апаратури користувача, що контролюється, із одночасним накладенням на параметри електромагнітного поля мультиплікативних та адитивни х шумів антенного блоку; визначення параметрів мультиплікативних та адитивних шумів блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, що контролюється; визначення величини напруги електричного поля на вході вузла аналого-цифрового перетворення сигналів на моменти імітації дискретизації, зумовленої електромагнітним полем, що проходить через блок аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, що контролюється, шляхом розв'язання рівнянь релятивістської електродинаміки для електричних кіл аналогової частини блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення із одночасним накладанням на параметри електромагнітного поля мультиплікативних та адитивних шумів блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів; виконання квантування та кодування отриманих значень напруги електричного поля на вході вузла аналого-цифрового перетворення на моменти часу імітації дискретизації сигналів; здійснення подачі в реальному часі результатів кодування напруги на вході пристрою аналого-цифрового перетворення на вхід блоку цифрової обробки сигналів апаратури користувача. Спосіб імітації сеансу навігаційних вимірювань супутникових радіонавігаційних систем, що заявляється, у відомих джерелах інформації не виявлений, що дозволяє вважати його новим. Відмінні ознаки в своїй сукупності є необхідними і достатніми для досягнення поставленої мети, в інших відомих технічних рішеннях не виявлені, що забезпечує винаходу відповідність критерію “винахідницький рівень”. Введення нових ознак способу імітації сеансу навігаційних вимірювань супутникових радіонавігаційних систем є необхідним та достатнім для здійснення цифрової імітації зміни параметрів радіосигналів, які випромінюються супутниковими радіонавігаційними системами, з врахуванням всіх факторів, що впливають на навігаційні вимірювання. Таким чином, введення нових ознак забезпечує підвищення якості імітації сеансу навігаційних вимірювань супутникових радіонавігаційних систем та як наслідок, дозволяє здійснювати контроль та аналіз функціонування високоточної апаратури користувача, призначеної для навігації об'єктів з високою динамікою. Кожна окремо взята ознака та всі разом узяті в заданій послідовності служать для досягнення поставленої задачі. Реалізація наведеного способу дозволяє провадити в наземних умовах контроль та аналіз функціонування високоточної апаратури користувача суп утникових радіонавігаційних систем, призначеної для навігації об'єктів з високою динамікою. Додатковим результатом способу імітації, що пропонується, сеансу навігаційних вимірювань суп утникових радіонавігаційних систем є те, що його реалізація дозволяє провадити контроль та аналіз функціонування апаратури користувача, що розроблюється, на етапі створення макетноекспериментального зразка без виготовлення діючого макету блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, що розробляється. Це зумовлено тим, що навігаційні вимірювання виконуються саме в блоці цифрової обробки сигналів апаратури користувача суп утникових радіонавігаційних систем. Ще однією властивістю способу, що пропонується, є те, що він дозволяє враховува ти зміни в структурі радіосигналів космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем без модифікації апаратної частини імітатора сеансу навігаційних вимірювань. Про важливість даної властивості говорить хоча б той факт, що за нашого часу планується зміна структури радіосигналів космічних апаратів супутникової радіонавігаційної системи GPS. Сутність винаходу полягає в наступному. Згідно із способом імітації сеансу навігаційних вимірювань суп утникових радіонавігаційних систем, що пропонується, виконують вибір дати та інтервалу часу всередині даної дати, які визначають часовий інтервал імітації сеансу навігаційних вимірювань апаратури користувача, що контролюється. Цей інтервал використовують для того, щоб імітація сеансу навігаційних вимірювань максимально відображала реальні умови навігаційних вимірювань на даному інтервалі часу; вибір типів супутникових радіонавігаційних систем, сигнали яких повинні імітуватись. Цю операцію виконують, щоб врахувати особливості побудови апаратури користувача, що контролюється; вибір частотного діапазону сигналів космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем. Цю операцію виконують, щоб врахувати особливості побудови апаратури користувача, що контролюється; завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем. Ці параметри використовують для того, щоб вра хувати вплив на параметри сигналів, що випромінюються космічними апаратами, при їх надходженні на вхід приймальної антени апаратури користувача взаємного положення космічних апаратів та апаратури користувача, що контролюється; завдання вихідних величин для прогнозування зсуву шкал часу та частоти космічних апаратів суп утникових радіонавігаційних систем. Ці параметри використовують для того, щоб врахувати вплив на параметри сигналів, що випромінюються космічними апаратами, зміщень шкал часу та частоти космічних апаратів; завдання послідовності символів псевдовипадкових далекомірних кодів та послідовності символів навігаційної цифрової інформації, які накладають на радіосигнали космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем. Символи навігаційної цифрової інформації використовуються апаратурою користувача, що контролюється, для того, щоб виділити інформацію, необхідну для визначення місцеположення та зміщення шкал часу та частоти космічних апаратів суп утникових радіонавігаційних систем, а символи псевдовипадкових далекомірних кодів використовуються для того, щоб визначати час поширення радіосигналів. Ці послідовності формують так, щоб вони збігалися з реальними послідовностями символів, які передаються космічними апаратами на інтервалі імітації сеансу навігаційних вимірювань; завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху апаратури користувача суп утникових радіонавігаційних систем. Ці параметри використовують для обчислення просторового положення приймальної антени апаратури користувача, а також при імітації впливу на параметри аналогового та аналого-цифрового блоку апаратури користувача релятивістських ефектів, зумовлених власним рухом апаратури користувача; завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху приймальної антени апаратури користувача суп утникових радіонавігаційних систем, що контролюється. Ці параметри використовують для врахування впливу на параметри радіосигналів, які приймає антена апаратури користувача, взаємного положення приймальної антени апаратури користувача та космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем який відрізняється тим, що після завдання вихідних величин для прогнозування параметрів руху приймальної антени апаратури користувача додатково виконують формування послідовності моментів імітації дискретизації сигналів в блоці аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, з урахуванням впливу релятивістських ефектів, зумовлених власним рухом апаратури користувача в гравітаційному полі. Цю послідовність використовують для того, щоб задати моменти часу, на які потрібно виконувати імітацію квантування та кодування рівнів радіосигналів на виході блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів з наступною подачею їх на вхід блоку цифрової обробки сигналів для забезпечення можливості контролю та аналізу функціонування апаратури користувача; формування послідовності моментів часу імітації приходу радіосигналів на вхід блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, шля хом доповнення послідовності моментів дискретизації додатковими відліками часу із наступним зсувом відліків часу на величину затримки радіосигналів в блоці аналогового та аналогоцифрового перетворення сигналів апаратури користувача. Ці моменти часу використовують як початкові дані при проведенні цифрової імітації перетворення електромагнітного поля при проходженні його через блок аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, що контролюється; формування послідовності моментів часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блоку апаратури користувача, шляхом доповнення послідовності моментів імітації дискретизації додатковими відліками часу із наступним зсувом відліків часу на величину затримки радіосигналів в блоці аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів та на величину затримки радіосигналів в антенному блоці апаратури користувача. Цю послідовність використовують для того, щоб задати моменти часу, на які визначають параметри електромагнітного поля, зумовленого радіосигналами космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем, вході антенного блоку. Параметри електромагнітного поля використовують як початкові дані при проведенні цифрової імітації перетворення параметрів електромагнітного поля при його проходженні через антенний блок апаратури користувача, що контролюється; визначення параметрів руху апаратури користувача, що контролюється, та параметрів руху її приймальної антени на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блока. Ці параметри використовують, щоб визначити область простору, в якій провадять розрахунки по визначенню параметрів радіосигналів, що приймаються; завдання просторового розподілу діелектричної проникності, та магнітної проникності, зумовлених іоносферою, тропосферою, та завдання граничних умов для електромагнітного поля, зумовлених приймальною антеною апаратури користувача, випромінювальними антенами космічних апаратів та іншими матеріальними об'єктами. Ці дані використовують при проведенні імітації сеансу навігаційних вимірювань для того, щоб врахувати вплив тропосфери та іоносфери на зміну параметрів радіосигналів при їх поширенні від космічних апаратів до приймальної антени апаратури користувача, що контролюється, а також, щоб врахувати влив на навігаційні вимірювання наявності перешкод в зоні поширення радіосигналів та наявності відбиваючих поверхонь в області розташування приймальної антени апаратури користувача; визначення параметрів електромагнітного поля на вході антенного блоку апаратури користувача, зумовленого шумовими радіосигналами від зовнішніх джерел, на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блока. Ці параметри використовують для того, щоб вра хувати можливість потрапляння на вхід приймальної антени радіосигналів від сторонніх джерел як природного, наприклад Сонця та Місяця, так і штучного походження. Завдання параметрів шумових радіосигналів від сторонніх джерел можна виконати, наприклад, наступним чином. Попередньо виконують вимірювання параметрів реального шумового сигналу з наступним записом результатів вимірювання на довготривалий носій інформації. Для формування шумового радіосигналу використовують записані на довготривалому носії інформації параметри реального шумового радіосигналу; здійснення визначення параметрів електромагнітного поля на вході антенного блоку апаратури користувача, зумовленого радіосигналами космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем, на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блока шляхом розв'язання рівнянь релятивістської електродинаміки суцільних середовищ з одночасним обчисленням моментів випромінювання радіосигналів та визначенням на моменти випромінювання радіосигналів параметрів руху космічних апаратів, символів цифрової інформації та псевдовипадкових далекомірних кодів, які накладають на радіосигнал, та параметрів радіосигналів на виході випромінювальних антен космічних апаратів. Результати цифрової імітації використовують в якості початкових даних для проведення цифрової імітації зміни параметрів радіосигналів при проходженні ними антенного блоку апаратури користувача. Розв'язання рівнянь релятивістської електродинаміки суцільних середовищ, тобто рівнянь електродинаміки суцільних середовищ, записаних з урахуванням положень загальної теорії відносності, дозволяє автоматично врахувати вплив релятивістських ефектів, обумовлених наявністю гравітаційного поля, рухом середовища поширення радіосигналів, рухом космічних апаратів та рухом апаратури користувача на параметри електромагнітного поля в області розташування приймальної антени апаратури користувача, а також дозволяє автоматично врахувати вплив дисперсності іоносфери на такі параметри радіосигналів, як фазова та групова швидкість; визначення параметрів сумарного електромагнітного поля на вході антенного блоку апаратури користувача на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блоку шляхом підсумовування параметрів електромагнітного поля, зумовленого радіосигналами космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем, та параметрів електромагнітного поля, зумовленого шумовими радіосигналами. Ці параметри використовують, щоб відтворити вплив на параметри електромагнітного поля на вході антенного блоку апаратури користувача, що контролюється, шумового радіовипромінювання від сторонніх джерел; визначення параметрів мультиплікативних та адитивних шумів антенного блоку апаратури користувача, що контролюється, які накладаються на параметри радіосигналів при проходженні ними антенного блоку, на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блоку. Ці параметри використовують для того, щоб відтворити вплив на параметри електромагнітного поля, що проходить через антенний блок апаратури користувача, що контролюється, власних шумів антенного блоку. Параметри мультиплікативних та адитивних шумів антенного блоку апаратури користувача, що контролюється, можуть бути отримані, наприклад на основі експериментальних досліджень антенного блоку з наступним записом параметрів шумових сигналів на довготривалий носій інформації. Для визначення параметрів шумів під час імітації сеансу вимірювань використовують записані на довготривалому носії інформації параметри реальних шумових сигналів; здійснення цифрової імітації перетворення параметрів електромагнітного поля при проходженні його через антенний блок апаратури користувача, на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів шляхом розв'язання рівнянь релятивістської електродинаміки для електричного кола антенного блока апаратури користувача, що контролюється, із одночасним накладенням на параметри електромагнітного поля мультиплікативних та адитивних шумів антенного блоку. Результати цифрової імітації використовують в якості початкових даних для проведення цифрової імітації зміни параметрів електромагнітного поля при його проходженні через блок аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів. Розв'язання рівнянь релятивістської електродинаміки для електричного кола антенного блока апаратури користувача, тобто рівнянь електродинаміки для електричного кола антенного блока апаратури користувача, записаних з ура хуванням положень загальної теорії відносності, дозволяє автоматично врахувати вплив релятивістських ефектів, обумовлених наявністю гравітаційного поля та рухом апаратури користувача на параметри електромагнітного поля, що проходить через антенний блок апаратури користувача; визначення параметрів мультиплікативних та адитивних шумів блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, що контролюється. Ці параметри використовують для того, щоб відтворити вплив на параметри електромагнітного поля, що проходить через електричні кола блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, що контролюється, власних шумів блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів. Параметри мультиплікативних та адитивних шумів блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, що контролюється, можуть бути отримані, наприклад на основі експериментальних досліджень блоку аналогового та аналогоцифрового перетворення сигналів з наступним записом параметрів шумових сигналів на довготривалий носій інформації. Для визначення параметрів шумів під час імітації сеансу вимірювань використовують записані на довготривалому носії інформації параметри реальнихшумових сигналів; визначення величини напруги електричного поля на вході вузла аналого-цифрового перетворення сигналів на моменти імітації дискретизації, зумовленої електромагнітним полем, що проходить через блок аналогового та аналогоцифрового перетворення сигналів апаратури користувача, що контролюється, шляхом розв'язання рівнянь релятивістської електродинаміки для електричних кіл аналогової частини блоку аналогового та аналогоцифрового перетворення із одночасним накладанням на параметри електромагнітного поля мультиплікативних та адитивних шумів блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів. Результати цифрової імітації використовують в якості вихідних даних для проведення імітації квантування та кодування рівнів напруги, які виконуються в пристрої аналого-цифрового перетворення блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів. Розв'язання рівнянь релятивістської електродинаміки для електричних кіл аналогової частини блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення, тобто рівнянь електродинаміки для електричних кіл аналогової частини блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення, записаних з урахуванням положень загальної теорії відносності, дозволяє автоматично врахувати вплив релятивістських ефектів, обумовлених наявністю гравітаційного поля та рухом апаратури користувача, на параметри електричних кіл аналогової частини блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення, а отже автоматично враховує вплив релятивістських ефектів на параметри електромагнітного поля при його проходженні через блок аналогового та в аналогоцифрового перетворення сигналів апаратури користувача; виконання квантування та кодування отриманих значень напруги електричного поля на вході вузла аналого-цифрового перетворення на моменти часу імітації дискретизації сигналів. Результати кодування рівнів радіосигналів використовують в якості вхідних даних, які подають в реальному часі на вхід блоку цифрової обробки сигналів апаратури користувача для проведення контролю та аналізу функціонування цієї апаратури; здійснення подачі в реальному часі результатів кодування напруги на вході пристрою аналого-цифрового перетворення на вхід блоку цифрової обробки сигналів апаратури користувача. При виконанні цієї операції виконують контроль та аналіз функціонування апаратури користувача, що контролюється. Проведення імітації зміни параметрів радіосигналів у відповідності із способом імітації сеансу навігаційних вимірювань, що пропонується, забезпечує отримання результатів кодування рівнів радіосигналів відносно системи відліку, зв'язаної з апаратурою користувача, що контролюється. Отже, розгляд роботи блоку цифрової обробки сигналів апаратури користувача, що контролюється, провадиться в локальній системі відліку, зв'язаної з апаратурою користувача, що контролюється. В цій системі відліку всі параметри апаратури користувача, що контролюється, зокрема частота її опорного генератора, збігаються із номінальними значеннями. Оскільки в блоці цифрової обробки сигналів не провадиться перетворення радіосигналів супутникових радіонавігаційних систем, а виконується лише обробка кодованих рівнів радіосигналів, що передаються з блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів, то релятивістські ефекти, одним з основних проявів яких буде зміна частоти опорного генератора апаратури користувача, що контролюється, відносно нерухомого спостерігача, не впливають на роботу блоку цифрової обробки сигналів апаратури користувача, що контролюється. Таким чином, в результатах кодування рівнів радіосигналів, які сформовані у відповідності із способом імітації сеансу навігаційних вимірювань, що пропонується, крім таких факторів, як вплив тропосфери, іоносфери, наявності поверхонь відбиття та затінень, в повному обсязі враховані всі релятивістські ефекти, які впливають на параметри радіосигналів, що забезпечує підвищення якості імітації сеансу навігаційних вимірювань та дозволяє провадити контроль та аналіз функціонування високоточної апаратури користувача, призначеної для навігації об'єктів з високою динамікою. Нижче пояснюється принцип проведення імітації сеансу навігаційних вимірювань у відповідності із способом, що пропонується, та обґрунтовуються його істотні відмінні ознаки. Вибирають дату та інтервал часу всередині даної дати, які визначають часовий інтервал імітації сеансу навігаційних вимірювань апаратури користувача, що контролюється. Вибирають типи супутникових радіонавігаційних систем, сигнали яких повинні імітуватись та визначають частотний діапазон сигналів космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем, в якому виконуватиме вимірювання апаратура користувача. У вибраний інтервал часу за допомогою допоміжної апаратури користувача суп утникових радіонавігаційних систем виконують прийом та обробку сигналів космічних апаратів вибраного набору суп утникових радіонавігаційних систем у вибраному частотному діапазоні. Внаслідок обробки сигналів виділяють послідовність символів навігаційної цифрової інформації та визначають послідовність символів псевдовипадкових далекомірних кодів, які передавалися навігаційними сигналами космічних апаратів суп утникових радіонавігаційних систем. За інформацією, що міститься в навігаційної цифрової інформації, переданій космічними апаратами, формують вихідні величини для прогнозування параметрів руху космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем, а також формують вихідні величини для прогнозування зсуву шкал часу та частоти цих космічних апаратів. На вибраний інтервал часу імітації сеансу навігаційних вимірювань задають вихідні величини для прогнозування параметрів руху апаратури користувача, що контролюється, та задають вихідних величин для прогнозування параметрів руху її приймальної антени, тобто задають параметри, за допомогою яких можна змоделювати рух апаратури користувача та просторову орієнтацію її приймальної антени на цьому інтервалі. В межах вибраного інтервалу часу виконують формування послідовності моментів імітації дискретизації сигналів в блоці аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача. Формування цієї послідовності моментів часу можна виконати, наприклад, наступним чином. Перший момент часу вибирають таким, що співпадає з початком інтервалу часу імітації сеансу навігаційних вимірювань. На цей момент часу виконують прогноз місцеположення апаратури користувача та визначають параметри гравітаційного поля та параметри руху апаратури користувача. На основі цих величин обчислюють релятивістські поправки в шкали часу та частоти апаратури користувача, які формуються опорним генератором апаратури користувача. Наступний момент часу послідовності, що формується, визначається шляхом додавання до даного моменту часу величини інтервалу дискретизації сигналів, та додаванням релятивістської поправки. Ця процедура використовується для визначення всіх моментів часу послідовності часових відліків, що формується. Після того, як сформована послідовність моментів часу імітації дискретизації сигналів в блоці аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, виконують формування послідовності моментів часу імітації приходу радіосигналів на вхід блоку аналогового та аналогоцифрового перетворення сигналів та виконують формування послідовності моментів часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блоку апаратури користувача. Ці послідовності формують шля хом доповнення послідовності моментів дискретизації додатковими відліками часу із наступним зсувом відліків часу на величину затримки радіосигналів в блоці аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів та в антенному блоці апаратури користувача. Додаткові моменти часу вибирають таким чином, щоб забезпечити достатню кількість початкових даних для проведення цифрової імітації перетворення параметрів електромагнітного поля, що проходить через антенний блок та блок аналогового та аналогоцифрового перетворення сигналів апаратури користувача. На моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блока виконують визначення параметрів руху апаратури користувача, що контролюється, та параметрів руху її приймальної антени, а також задають просторовий розподіл діелектричної проникності та магнітної проникності зумовлених іоносферою та тропосферою, та задають граничні умови для електромагнітного поля, зумовлені приймальною антеною апаратури користувача, випромінювальними антенами космічних апаратів та іншими матеріальними об'єктами. При визначенні просторового розподілу діелектричної проникності, магнітної проникності, питомої провідності, поверхневих та вільних зарядів та струмів враховують місцеположення апаратури користувача у цей момент часу, положення Сонця, наявність відбиваючих поверхонь в зоні прийому сигналів, а також наявність завад в зоні поширення радіосигналів від космічних апаратів суп утникових радіонавігаційних систем. На інтервалі часу імітації сеансу навігаційних вимірювань виконують визначення складу джерел шумових радіосигналів, які можуть впливати на навігаційні вимірювання на цьому проміжку часу. До зовнішніх джерел шумових радіосигналів відносяться Сонце, Місяць, атмосфера Землі, радіогалактики, а також джерела випромінювання штучного походження. На кожний момент часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блоку визначають, які джерела шумових радіосигналів будуть впливати на вимірювання в цей момент часу. Для цього визначають просторову орієнтацію приймальної антени апаратури користувача та визначають положення кожного джерела шумових радіосигналів відносно діаграми напрямків приймальної антени. На інтервалі часу імітації сеансу навігаційних вимірювань для кожного джерела шумових радіосигналів виконують вимірювання параметрів електромагнітного поля на вході антенного блоку апаратури користувача, зумовленого його випромінюванням, та оцінюють такі параметри випромінювання, як рівень шумів, їх спектральні та поляризаційні характеристики. На основі отриманих в результаті вимірювань спектральних характеристик шумових сигналів на кожен момент часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блоку апаратури користувача виконують оцінку параметрів електромагнітного поля, зумовленого шумовими радіосигналами, на вході антенного блоку апаратури користувача з наступним записом отриманих параметрів на довготривалий носій інформації. Для кожного космічного апарата супутникових радіонавігаційних систем на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блоку апаратури користувача здійснюють визначення параметрів електромагнітного поля на вході антенного блоку апаратури користувача, зумовленого радіосигналами цього космічного апарата. Визначення параметрів електромагнітного поля на вході антенного блоку апаратури користувача для даного космічного апарата супутникових радіонавігаційних систем може бути виконано наступним чином. Використовуючи наближення геометричної оптики за умови відсутності тропосфери та іоносфери, визначають наближене значення моменту випромінювання радіосигналу та визначають місцеположення космічного апарату на цей момент часу. Виконують уточнення часу випромінювання сигналу з урахуванням наявності середовища поширення радіосигналів - тропосфери та іоносфери. Для уточненого значення часу випромінювання визначають такі параметри навігаційного сигналу космічного апарату, як символ псевдодалекомірного коду та символ цифрової інформації, які накладаються на сигнал в цей момент часу, а також визначають фазу несучої сигналу на цей момент часу. На основі цих даних визначають параметри електромагнітного поля - вектор напруженості електричного поля та вектор індукції магнітного поля на виході антени космічного апарату. Ці параметри використовуються в якості початкових даних при розв'язанні рівнянь релятивістської електродинаміки суцільних середовищ, тобто рівнянь електродинаміки суцільних середовищ, записаних з урахування вимог загальної теорії відносності. При складанні цих рівнянь враховуються просторовий розподіл діелектричної проникності, та магнітної проникності, зумовлених іоносферою, тропосферою, граничні умови для електромагнітного поля, зумовлені приймальною антеною апаратури користувача, випромінювальними антенами космічних апаратів та іншими матеріальними об'єктами, а також розподіл гравітаційного потенціалу в зоні поширення радіосигналів. Розв'язання рівнянь релятивістської електродинаміки суцільних середовищ виконується з використанням числових методів розв'язання диференціальних рівнянь в частинних похідних. В наслідок розв'язання цих рівнянь визначають параметри електромагнітного поля, зумовленого радіосигналами даного космічного апарата, в області розташування приймальної антени апаратури користувача. Після того, як визначені параметри електромагнітного поля для всіх космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем, визначають параметри сумарного електромагнітного поля в області розташування приймальної антени, шляхом підсумовування параметрів електромагнітного поля, зумовленого радіосигналами космічних апаратів суп утникових радіонавігаційних систем, та параметрів електромагнітного поля, зумовленого шумовими радіосигналами. Виконують вимірювання параметрів мультиплікативних та адитивни х шумів антенного блоку апаратури користувача, що контролюється, які накладаються на параметри радіосигналів при проходженні ними антенного блоку. Ці параметри вимірюють при максимальному відтворенні умов, в яких планується використовува ти навігаційну апаратури, тобто при відтворенні вологості, тиску, температури, радіаційного опромінення тощо, які очікують в місці перебування апаратури користувача при проведенні навігаційних вимірювань. Внаслідок виконання вимірювань оцінюють такі параметри мультиплікативних та адитивних шумів антенного блоку, як рівень шумів та їх спектральні характеристики. На основі отриманих в результаті вимірювань спектральних характеристик шумових сигналів на кожен момент часу імітації приходу радіосигналів на вхід блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача виконують оцінку параметрів електромагнітного поля, зумовленого шумовими радіосигналами, на виході антенного блоку апаратури користувача з наступним записом отриманих параметрів на довготривалий носій інформації. На моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів виконують цифрову імітацію перетворення параметрів електромагнітного поля при проходженні його через антенний блок апаратури користувача. Для проведення цифрової імітації, параметри електромагнітного поля на вході антенного блоку апаратури користувача, обчислені на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід антенного блоку, переводять в систему відліку, зв'язану із користувачем. Ці параметри використовуються в якості початкових даних при розв'язанні рівнянь електродинаміки для електричних кіл антенного блока апаратури користувача, записаних в системі відліку, зв'язаною із апаратурою користувача з урахуванням положень загальної теорії відносності. Розв'язання рівнянь релятивістської електродинаміки для електричних кіл антенного блока виконується з використанням числових методів розв'язання диференціальних рівнянь в частинних похідних. Внаслідок розв'язання цих рівнянь визначають параметри електромагнітного поля на виході антенного блока апаратури користувача на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів. Після того, як отримані оцінки параметрів електромагнітного поля, на них накладають мультиплікативні та адитивні шуми антенного блока, записані на довгостроковому носії, інформації, і таким чином отримують послідовність параметрів сумарного електромагнітного поля на вході блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів. Виконують вимірювання параметрів мультиплікативних та адитивних шумів блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, що контролюється, які накладаються на параметри радіосигналів при проходженні ними цього блоку. Ці параметри вимірюють при максимальному відтворенні умов, в яких планується використовувати навігаційну апаратуру, тобто при відтворенні вологості, тиску, температури, радіаційного опромінення тощо, які очікують в місці перебування апаратури користувача при проведенні навігаційних вимірювань. Внаслідок виконання вимірювань оцінюють такі параметри мультиплікативних та адитивних шумів антенного блоку, як рівень шумів та їх спектральні характеристики. На основі отриманих в результаті вимірювань спектральних характеристик шумових сигналів на кожен момент часу імітації дискретизації сигналів в блоці аналогового та аналогоцифрового перетворення сигналів апаратури користувача виконують оцінку параметрів електромагнітного поля, зумовленого шумовими радіосигналами, на виході блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів з наступним записом отриманих параметрів на довготривалий носій інформації. На моменти часу імітації дискретизації сигналів в блоці аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів виконують цифрову імітацію перетворення параметрів електромагнітного поля при проходженні його через блок аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача. Ци фрова імітація виконується наступним чином. Параметри електромагнітного поля на вході блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, обчислені на моменти часу імітації приходу радіосигналів на вхід блоку аналогового та аналого-цифровогоперетворення сигналів використовуються в якості початкових даних при розв'язанні рівнянь електродинаміки для електричних кіл блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача, записаних в системі відліку, зв'язаною із апаратурою користувача з урахуванням положень загальної теорії відносності. Розв'язання рівнянь релятивістської електродинаміки для електричних кіл блока аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів виконується з використанням числових методів розв'язання диференціальних рівнянь в частинних похідних. Внаслідок розв'язання цих рівнянь визначають параметри електромагнітного поля на вході пристрою аналогоцифрового перетворення сигналів блока аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача на моменти часу імітації дискретизації. Після того, як отримані оцінки параметрів електромагнітного поля, на них накладають мультиплікативні та адитивні шуми блока аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів, записані на довгостроковому носії інформації, і на основі цих параметрів отримують послідовність значень напруги електричного поля на вході пристрою аналогоцифрового перетворення сигналів блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача. Виконують квантування та кодування отриманих значень напруги електричного поля на вході пристрою аналого-цифрового перетворення на моменти часу імітації дискретизації сигналів. Для виконання цієї операції на кожен момент часу імітації дискретизації формують набір еталонних значень напруги електричного поля. Поточна величина напруги порівнюється із еталонними значеннями напруги електричного поля для даного моменту часу і за результатами порівняння виконується квантування та кодування напруги електричного поля. Виконують зчитування результатів кодування напруги електричного поля на вході пристрою аналогоцифрового перетворення з довготривалого носія інформації і їх подачу в реальному часі на вхід блоку цифрової обробки сигналів апаратури користувача. При виконанні цієї операції виконують контроль та аналіз функціонування апаратури користувача, що контролюється. Спосіб імітації сеансу навігаційних вимірювань, що пропонується, може бути реалізований, наприклад наступним чином. Створюється автоматизоване робоче місце в складі спеціалізованого обчислювального пристрою, довготривалого носія інформації, апаратури користувача супутникових радіонавігаційних систем, що контролюється, допоміжної апаратури користувача суп утникових радіонавігаційних систем та пристрою з'єднання, призначеного для забезпечення взаємодії довготривалого носія інформації з блоком цифрової обробки сигналів апаратури користувача, що контролюється. Контроль та аналіз функціонування апаратури користувача здійснюється в три етапи. На першому етапі провадять підготовку для проведення імітації сеансу навігаційних вимірювань апаратури користувача супутникових радіонавігаційних систем, що контролюється. Для цього за допомогою допоміжної апаратури користувача здійснюють прийом та обробку радіосигналів космічних апаратів супутникових радіонавігаційних систем. В наслідок цієї обробки для кожного космічного апарату виділяють послідовності символів навігаційної цифрової інформації та послідовності символів псевдовипадкових далекомірних кодів. За інформацією, що міститься в навігаційній цифровій інформації, визначають параметри руху та параметри зсуву шкал часу та частоти космічних апаратів суп утникових радіонавігаційних систем. Додатково, на першому етапі виконують вимірювання параметрів шумових радіосигналів від зовнішніх джерел, а також параметрів адитивних та мультиплікативних шумів антенного блоку та блоку аналогового та аналого-цифрового перетворення апаратури користувача, що контролюється, з одночасним записом результатів вимірювання на довготривалий носій інформації. На другому етапі в спеціалізованому обчислювальному пристрої провадять цифрову імітацію сеансу навігаційних вимірювань, в результаті якої отримують квантовані значення напруги електричного поля на вході пристрою аналого-цифрового перетворення блоку, які записують на довготривалий носій інформації. На третьому етапі провадять контроль та аналіз функціонування апаратури користувача, що контролюється, шляхом подачі в реальному часі результатів кодування рівнів напруги електричного поля з довготривалого носія інформації через пристрій з'єднання на вхід блоку ци фрової обробки сигналів апаратури користувача, що контролюється. Найбільш складним для апаратної реалізації способу імітації сеансу навігаційних вимірювань є виконання третього етапу, а саме здійснення подачі результатів кодування рівнів радіосигналів в реальному часі з довготривалого носія інформації через пристрій з'єднання на вхід блоку цифрової обробки сигналів. В більшості типів апаратури користувача, яка використовується за нашого часу, в блоці аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів апаратури користувача провадять 2-х розрядне кодування рівнів радіосигналів, які і подаються на вхід блоку цифрової обробки сигналів з частотою порядку шести мегагерц. Отже, пристрій з'єднання повинен забезпечувати передачу результатів 2-х розрядного кодування рівнів радіосигналів, записаних на довготривалому носії інформації, з довготривалого носія інформації на вхід блоку цифрової обробки сигналів з темпом шість мегагерц. Фірмою ADLinc Technology Inc. за нашого часу виготовляється 32-канальна високошвидкісна плата дискретного вводу-виводу РСІ 7300А, яка дозволяє передавати 32-х розрядні відліки з частотою 80 мегагерц. Таким чином, пристрій з'єднання, збудований на основі даної плати, цілком спроможний забезпечити передачу 2-х розрядних відліків з частотою 6МГц із довготривалого носія інформації на вхід блоку цифрової обробки сигналів апаратури користувача, що контролюється. Більше того, очевидно пристрій з'єднання, збудований на основі даної плати, дозволить провадити за даним способом контроль та аналіз функціонування апаратури користувача, в блоці аналогового та аналого-цифрового перетворення сигналів якої застосовуються більш висока частота дискретизації та більш висока розрядність кодування рівнів радіосигналів.