Passage (satellite)

Le système du PASSAGE , également connu sous le nom de NAVSAT (pour système de satellite de navigation de marine de ), était le système de navigation satellite du premier à employer du point de vue fonctionnement. Le système a été principalement employé par la marine des USA de pour fournir des informations précises d'endroit aux sous-marins de missile balistique de et a été également employé comme système de navigation général par la marine, aussi bien que l'examen hydrographique et géodésique.

Histoire

Le système a été développé par le laboratoire de physique appliquée de de l'Université John Hopkins JHU-APL pour la marine des USA. Les premiers essais réussis du système ont été faits en 1960. Les satellites (connus sous le nom d'OSCAR ou satellites de NOVA ) utilisés dans le système ont été placés dans les orbites polaires de bas à une altitude d'environ 600 milles marins (1.100 kilomètres), avec une période orbitale d'environ 106 minutes. Une constellation cinq satellites a été exigée pour fournir l'assurance globale raisonnable. Tandis que le système était opérationnel, au moins &ndash de dix satellites ; une pièce de rechange pour chaque satellite dans le &ndash de base de constellation ; ont été habituellement maintenus dans l'orbite.

Les orbites des satellites de PASSAGE ont été choisies pour couvrir la terre entière, et leurs orbites croiser-au-dessus des poteaux et étaient " ; écarter l'out" ; à l'équateur. Puisque seulement un était habituellement évident à un moment donné, des difficultés pourraient être faites seulement quand un des satellites était au-dessus de l'horizon. À l'équateur ce retard entre les difficultés a pu avoir lieu jusqu'à plusieurs heures. Aux latitudes moyennes le retard était plus typique une heure ou deux. Pour son rôle prévu comme système de mise à jour pour le lancement de SLBM LE PASSAGE a fonctionné très bien, puisque les sous-marins ont pris des difficultés périodiques pour remettre à zéro leur système d'orientation à inertie , mais le PASSAGE a manqué de la capacité de fournir des mesures à grande vitesse et en temps réel de position.

Des améliorations postérieures, le système a fourni à l'exactitude de passe simple d'approximativement 200 mètres, et a également fourni la synchronisation à approximativement 50 micro-secondes. Les satellites de PASSAGE ont également annoncé les messages chiffrés, bien que c'ait été une fonction secondaire.

Le principe de base de fonctionnement du PASSAGE est semblable au système employé par les émetteurs Emergency de repère de à moins que leur émetteur soit au sol et le récepteur est en orbite. Des détails sur le signal sont expédiés directement aux stations au sol, qui produisent alors d'une difficulté sur l'émetteur using un processus semblable au PASSAGE.

Le système de transport a été rendu désuet par le système de localisation mondial , et a cessé le service de navigation en 1991. Les améliorations de l'électronique ont permis au système de GPS de prendre effectivement plusieurs difficultés immédiatement, de ce fait considérablement réduisant la complexité de déduire une position. En outre le système de GPS utilise beaucoup plus de satellites qu'ont été employés avec le PASSAGE, permettant le système capable être employé continuellement, tandis que le PASSAGE a fourni une difficulté seulement chaque heure ou davantage.

Après 1991, les satellites ont été maintenus en service en tant que « boîtes aux lettres » capable de supporter l'espace et pour le système de surveillance ionosphérique de la marine.

Description

Les signaux convoyeurs de fréquence ultra-haute de l'émission deux de satellites de système de transport qui ont fourni les entailles précises de temps (toutes les deux minutes), plus le satellite six satellisent des éléments et satellisent des variables de perturbation. Les corrections d'éphéméride et d'horloge d'orbite ont été téléchargées deux fois chaque jour à chaque satellite d'une stations de cheminement et d'injection de la marine de quatre. Cette information d'émission a permis à un récepteur moulu de calculer l'endroit du satellite à un point quelconque à temps. L'utilisation de deux porteurs a permis aux récepteurs moulus de réduire des erreurs de navigation provoquées par la réfraction ionosphérique. Le système de transport a également fourni le premier service mondial de time-keeping, permettant à des personnes partout de synchroniser leurs horloges avec l'exactitude de 50 micro-secondes.

L'information critique qui a permis au récepteur de calculer l'endroit était une courbe de fréquence unique provoquée par l'effet de Doppler . L'effet de Doppler a causé une compression apparente de la longueur d'onde du porteur pendant que le satellite approchait le récepteur, et de l'étirage des longueurs d'onde pendant que le satellite reculait. Le vaisseau spatial a voyagé à environ 17.000 M/H, qui pourraient augmenter ou diminuent le signal convoyeur reçu près pas moins de 10 kilohertz. Cette courbe de Doppler était unique pour chaque endroit dans le champ de vision du satellite. Par exemple, la rotation de la terre a fait éloigner le récepteur moulu vers ou de l'orbite du satellite, créant un effet Doppler dissymétrique pour l'approche et la récession, permettant au récepteur de déterminer si elle était est ou à l'ouest de la voie moulue au nord-sud du satellite.

Le calcul de l'endroit optimal de récepteur n'était pas un exercice insignifiant. Le logiciel de navigation a employé le mouvement du satellite pour calculer une courbe « d'essai » de Doppler, basée sur un premier endroit « d'essai » pour le récepteur. Le logiciel exécuterait alors une courbe des moindres carrés du adaptée pour chaque section de deux-minute de la courbe de Doppler, déplaçant périodiquement la position d'essai jusqu'à ce que la courbe d'essai de Doppler « le plus étroitement » ait assorti le Doppler réel reçu du satellite pour chacun des 2 segments minute de courbe.

Si le récepteur se déplaçait également relativement à la terre, telle qu'à bord un bateau ou un avion, ceci causerait des disparités avec les courbes idéalisées de Doppler, et dégrade l'exactitude de position. Cependant, l'exactitude de position a pu habituellement être calculée à à moins de 100 mètres pour un bateau lent, même avec la réception de juste une courbe de Doppler de deux-minute. C'était les critères de navigation exigés par le marine américain, Puisque les sous-marins américains exposeraient normalement leur antenne de fréquence ultra-haute pendant seulement 2 minutes pour obtenir une difficulté utilisable de passage.

Il est remarquable que les arpenteurs eussent l'habitude le passage pour localiser les repères à distance près de faire la moyenne des douzaines de difficultés de passage, produisant l'exactitude de secondaire-mètre. En fait, l'altitude du bâti Everest a été corrigée vers la fin des années 80 en employant un récepteur de passage pour revoir un repère voisin. Littéralement les milliers de vaisseaux de guerre, de cargos et de navire privé ont employé le passage de 1967 jusqu'en 1991. Même quelques vaisseaux de guerre soviétiques ont été connus pour être équipés des récepteurs de Motorola NavSat.

L'ordinateur AN/UYK-1

Puisqu'aucun ordinateur assez petit pour s'adapter par un sas d'accès de sous-marin n'a existé, un nouvel ordinateur a été conçu, appelé l'AN/UYK-1. Il a été construit avec les coins arrondis pour s'adapter par la trappe et était environ cinq pieds grands et scellés pour être imperméable à l'eau. L'ingénieur d'études principal était alors-UCLA-FACULTÉ-membre Lowell Amdahl, frère de gène Amdahl . L'AN/UYK-1 a été construit par la division de Ramo-Wooldridge du TRW pour les SSBN de la classe de '' Lafayette '' de . Il a été équipé de 8.192 mots de la mémoire à tores de de 15 bits plus le bit de parité , filetés à la main à leur usine de parc de Canoga. La durée de cycle était environ une micro-seconde .

L'AN/UYK-1 était un " ; micro-programmed" ; la machine avec une longueur de mot de 15 bits qui a manqué des commandes de matériel de soustraire, se multiplier ou se diviser, mais pourrait s'ajouter, décaler, former son complément, et examiner le peu de transport. Les instructions d'effectuer des opérations standard fixes et de virgule flottante étaient des sous-routines de logiciel et les programmes étaient des listes de liens et d'opérateurs à ces sous-routines. Par exemple, le " ; subtract" ; la sous-routine a dû former le son complément du subtrahend et l'ajouter. Décalage successif requis par multiplication et s'ajouter conditionnel.

Le dispositif le plus intéressant de l'ensemble d'instruction AN/UYK-1 était que les instructions en langage machine ont eu deux opérateurs qui pourraient simultanément manoeuvrer les registres arithmétiques, par exemple compléter le contenu d'un registre tout en chargeant ou stockant des autres. C'a pu également avoir été le premier ordinateur qui a mis en application une capacité d'adressage indirect de simple-cycle.

Pendant un passage satellite, un récepteur de GE recevrait les paramètres orbitaux et les messages chiffrés du satellite, comme mesurent la fréquence décalée par Doppler à intervalles et fournissent ces données à l'ordinateur AN/UYK-1. L'ordinateur recevrait également du système de la navigation inertielle du bateau (SINS), d'une lecture de latitude et de la longitude. Using cette information l'AN/UYK-1 a couru l'algorithme des moindres carrés du et si une lecture d'endroit en environ quinze minutes.

Random links: