Виды навигационных систем

Министерство образования РФ

Пермский Научно-Исследовательский  Политехнический Университет

Кафедра ИВК ЛА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание на самостоятельное  изучение  на тему:

«Виды навигационных  систем»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь, 2011

Оглавление

 

1. Не инерциальные навигационные системы. 3

2. Астрономические навигационные системы. 6

3. Спутниковые навигационные системы. 12

4. Угломерные радиотехнические системы. 17

5. Радиодальномеры 20

6. Разностно-дальномерные системы. 21

7. Обзорно-сравнительные навигационные комплексы. 23

8. Комплексирование навигационных систем 26

9. Схемы комплексирования радионавигационных и автономных систем 28

10. Радионавигационные системы. 30

11. Радиотехнические системы ближней навигации. 33

12. Радиотехнические системы дальней навигации. 35

13. Принцип навигации по геофизическим полям 36

14. Особенности проектирования БВК 38

Список литературы 39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Не инерциальные навигационные системы.

 

1. Сущность метода  счисления пути основана на непрерывном измерении вектора ускорения или скорости движения объекта, интегрировании этого вектора до получения приращений координат (вектор ускорения интегрируется дважды), которые суммируются с координатами начальной точки маршрута. Исходными данными в методе счисления пути являются координаты начальной точки маршрута. Измерительная информация – информация о параметрах движения центра масс объекта и его движении относительно центра масс. Алгоритм решения навигационной задачи основан на алгоритмах динамики твердого тела.

Системы навигации, реализующие  метод счисления пути, в отличие  от рассмотренных ранее систем являются автономными системами навигации, так как для них не требуется  никакой внешней информации. На борту  подвижного агрегата размещается измеритель вектора ускорения (скорости) движения. Измерение вектора предусматривает  измерение величины параметра и  его направление в заданной системе  координат. Практически это означает известную ориентацию входных осей измерителей на протяжении всего  периода функционирования системы  навигации.

Практическая реализация метода счисления пути требует решения  следующих задач:

• определение исходных данных для системы навигации в начальной точке маршрута;
• непрерывное измерение во время движения скорости и направления движения объекта;
• вычисление координат текущего местоположения объекта.

Преимуществом систем счисления  пути является их автономность. Этим свойством  не обладают системы навигации, реализующие  позиционный и обзорно-сравнительный  методы навигации. Основной недостаток систем счисления пути – нарастание погрешностей в определении координат  пропорционально пройденному агрегатом  пути. Это обусловлено тем, что  координаты каждой последующей точки  определяются от координат предыдущей точки. В этом случае к погрешностям из-за ошибок в измерении текущих  параметров движения добавляются погрешности  в определении координат предыдущей точки.

1.2 Принцип построения неинерциальных автономных наземных навигационных систем

1.2.1 Математические модели неинерциальных наземных навигационных систем

Выше был рассмотрен принцип  действия систем счисления пути на примере простейшего прямолинейного движения. Рассмотрим далее общий  случай - систему на произвольном маршруте, приведенном в прямоугольной  системе координат на рисунок 1.1.

Рисунок 1.1 - К выводу уравнений неинерциальной навигации

Разобьем весь маршрут произвольной конфигурации на прямолинейные отрезки 0 - 1; 1 - 2; 2 - 3; … i - i + 1; …n - 1 - n. Обозначим длину (горизонтальная составляющая) каждого отрезка как , а дирекционные углы направлений с начальной точки каждого отрезка на конечную как . Координаты точек перегиба обозначены как . Согласно принципу счисления пути, в котором координаты последующей точки определяются через координаты предыдущей точки и приращения координат между ними

Полученные уравнения  показывают, что реализация метода счисления пути предполагает, что  перед началом движения определяются начальные данные, а во время движения измеряются пройденный агрегатом путь и курс движения. Технически реализовать  указанные задачи не представляет особых трудностей за исключением измерения  на подвижном агрегате текущего значения курса движения. Существующие компасы (магнитные и гироскопические) обладают рядом особенностей, которые требуют  применения специальных технических  и алгоритмических мер по устранению погрешностей курсоуказания, вызванных  различного рода девиациями (магнитными, скоростными, баллистическими и  т.п.). Наиболее полно эти проблемы решены в морской навигации, в  том числе и за счет увеличения массогабаритных характеристик  измерителей.

Более простой  способ решения указанной проблемы основан на отказе от измерения во время движения непосредственно  курса (азимута или дирекционного  угла), и измерения только углов  поворота агрегата – приращений курса  по отношению к его первоначальному  значению. В данном способе отпадает необходимость определять во время  движения направление на Север, что  и составляет основу рассмотренной  технической проблемы. Полный курс движения агрегата применительно к  значениям дирекционных углов определяется

,

где  - значение дирекционного продольной оси агрегата, указывающей направление движения, перед маршем (начальное значение дирекционного угла);

- текущее значение приращения  дирекционного угла продольной  оси движущегося агрегата по  отношению к начальному значению.

Тогда основные уравнения  неинерциальной навигации принимают  вид

.

Полученные уравнения – дискретные уравнения, которые не обладают полной универсальностью. Приведем их к аналоговому  виду. При этом вспомним, что величина пути DS – это горизонтальная составляющая пути. Для перехода к реальному пути DS_р, пройденному по поверхности Земли, необходимо составить уравнение проекции с учетом угла уклона дороги

Увеличивая количество отрезков, и  устремляя их число к бесконечности, что приводит к уменьшению отрезков пройденного пути до бесконечно малых  величин, и, определяя данные отрезки  пути через скорость агрегата V и малые интервалы времени dt

,

получаем аналоговое выражение, где операция суммирования заменяется операцией интегрирования

Последние выражения определяют решение навигационной задачи в  аналитическом виде.

1.2.2 Функциональный состав неинерциальных наземных навигационных систем

Анализ основных уравнений  неинерциальной навигации показывает, что их техническая реализация предполагает решение следующих задач:

• определение перед началом движения начальных данных для системы навигации: координат начальной точки маршрута и дирекционного угла продольной оси агрегата , находящегося на начальной точке;
• измерение во время движения текущих значений приращений дирекционного угла продольной оси агрегата по отношению к начальному значению;
• измерение во время движения пройденного агрегатом горизонтальной составляющей пути или скорости движения ;
• вычисление текущих значений координат и других навигационных параметров, а также наглядное отображение местоположения движущегося агрегата.

Для технического решения  каждой из названных задач введем соответствующую группу приборов. Функционально  неинерциальная система навигации  счисления пути должна содержать  следующие группы приборов:

• приборы начального ориентирования (ПНО);
• приборы курсовой системы (КС);
• приборы путевой системы (ПС);
• приборы обработки и отображения навигационной информации (ПООНИ).

Обобщенная функциональная схема системы навигации счисления  пути представлена на рисунок 1.2.

Рисунок 1.2 - Обобщенный функциональный состав неинерциальных систем навигации счисления пути

В состав неинерциальной системы навигации счисления  пути принципиально входят четыре группы приборов, из которых три являются измерительными системами (ПНО, КС, ПС) и одна - вычислительной системой (ПООНИ).

ПНО предназначены для  начального ориентирования систем навигации, то есть для определения перед  началом движения и передачи в  приборы обработки и отображения  навигационной информации начальных  данных.

КС предназначена для  измерения во время движения изменений  курса движения агрегата – приращений дирекционного угла продольной оси  агрегата по отношению к начальному значению.

ПС предназначена для  измерения во время движения горизонтальной составляющей пройденного агрегатом  пути.

ПООНИ предназначены для  вычисления по представленной измерительной  информации координат текущего местоположения агрегата и наглядного отображения  на специальном терминальном устройстве его положения на местности. Дополнительно  ПООНИ могут предоставлять информацию и о других навигационных параметрах (величина пройденного пути, текущее  значение курса движения, углы продольного  и поперечного наклонов агрегата и др.).

Еще раз подчеркнем, что  здесь представлен принципиально  необходимый состав систем навигации, реализующих метод счисления  пути. В конкретных системах представленные группы приборов могут быть построены  по различным принципам, иметь отличия  в решаемых задачах и функциях, отличаться по названиям. Приборный состав конкретных групп приборов будет рассмотрен в дальнейшем.

2. Астрономические навигационные системы.

 

Астрономические методы навигации  основаны на определении положения  известных небесных светил относительно выбранной системы координат. Эти  методы реализуются при помощи астрономических  оптических и оптико-электронных  навигационных приборов. Для астронавигационных приборов характерны автономность измерения, ограничиваемая только видимостью небесных светил (в приземной области), и  высокая точность определения координат  места, не зависящая от длительности, дальности, высоты и скорости движения. Поскольку основная задача навигации  заключается в проведении объекта  по заданной траектории в заданное время, учет хода времени является обязательной составной частью навигационных  измерений.

 

Небесная сфера

Положение светил на небе определяется аналогично тому, как определяется положение точки на земной поверхности, – долготой и широтой. Вводится вспомогательная  небесная сфера с центром в  центре Земли, и все светила проецируются на нее. Принимается, что все светила  расположены на этой сфере, вращающейся  вокруг Земли. Небесный экватор рассматривается  как проекция земного экватора на небесную сферу, и точно так же получаются Северный и Южный полюсы мира – как проекции земных полюсов.

 

Широта на небесной сфере называется склонением и может быть северной или южной относительно экватора, как и на Земле. Небесная долгота  выражается звездным часовым углом (ЗЧУ), гринвичским часовым углом (ГЧУ) или местным часовым углом (МЧУ) светила

 

Небесные часовые углы

Небесный меридиан, проходящий через  точку весеннего равноденствия, называемую также первой точкой Овна ( ), считается нулевым. ЗЧУ светила отсчитывается к западу от нулевого небесного меридиана в пределах от 0 до 360° и указывается в угловых градусах.

Поскольку небесная сфера равномерно вращается вокруг Земли с востока  на запад, всякая задача астронавигации требует соотнесения часового угла наблюдаемого светила с нулевым, т.е. гринвичским, меридианом на Земле. Угол между гринвичским меридианом и светилом называется гринвичским  часовым углом светила. ГЧУ тоже измеряется к западу от 0 до 360°.

Местный часовой угол (МЧУ) светила  есть угол между небесным меридианом наблюдателя и положением светила. МЧУ всегда измеряется в градусах к западу от меридиана наблюдателя. Чтобы найти МЧУ светила, нужно  из его ГЧУ вычесть гринвичский  угол наблюдателя. Если результат оказывается  отрицательным, то нужно абсолютную величину этого результата вычесть  из 360°. Следует учитывать, что долгота на Земле измеряется также к востоку от гринвичского меридиана до 180°.

1. Приборы.

Географические координаты места  объекта можно определить, измерив  высоты двух светил над горизонтом. Вычисления координат могут осуществляться оператором или автоматическими  астронавигационными системами. Высота же светила измеряется секстантом. Авиационные секстанты снабжаются искусственным горизонтом в виде жидкостного уровня (или гироскопа). После определения по шкале секстанта высоты светила над горизонтом вносятся небольшие поправки на погрешность градуировки прибора и на параллакс – отклоняющее действие земной атмосферы на проходящий сквозь нее свет. В авиационных секстантах предусматриваются автоматическая регистрация показания по завершении визирования, а также усреднение показаний в процессе быстрого многократного визирования. Космические секстанты на один-два порядка величины точнее морских и авиационных.

Б.  Линии положения.

Визированием небесного светила  навигатор может определить лишь линию, проходящую через его местоположение. Чтобы определить свои координаты места, ему нужно визировать второе светило  и установить вторую линию положения. Тогда его местоположение будет  представлено точкой пересечения этих двух линий. Однако эти измерения  не дают навигатору точных координат  места. При визировании светила  он принимает собственную оценку этих координат. Вычислив МЧУ визированного  им небесного светила, навигатор  с учетом склонения и часового угла последнего, пользуясь специальными таблицами, может вычислить высоту рассматриваемого небесного светила  в предположении, что он находится  в принятой им точке. Разность вычисленной  высоты и измеренной при визировании  секстантом укажет ему величину и  направление смещения истинного  местоположения от принятой точки. Каждая угловая минута этой разности соответствует  одной морской миле (1,85 км).

 

Астрономические навигационные устройства и системы предназначены для  автоматического или полуавтоматического  измерения курса и координат  места ЛА. К ним относятся: дистанционные  автоматические астрокомпасы типа ДАК-Б, ДАК-ДБ (ДАК-ДБ-5В), ДАК-И и звездно-солнечные  ориентаторы типа БЦ-63, а также  визуальные астрокомпасы АК-53П, АК-59П.

 

Астрономические компасы. Астрономические компасы измеряют истинный или ортодромический курсы ЛА путем пеленгации небесных светил с учетом вращения Земли и координат места.

 
Рис. 1 Структурная электрическая  схема астрокомпаса ДАК-ДБ: 
СД-1 - сельсин-датчик; Д-2 - двигатель отработки; Г - генератор; М - кренокорректор; Д-4 - двигатель пеленгаторной головки; R2 - потенциометр; ДС - дифференциальный сельсин; У - широта; l - долгота; d - склонение светила; t_Гр- гринвичский угрл светила; ЧМ - часовой механизм; ПК - путевой корректор; СП-1 - сельсин-приемник; ДМ - дифференциал механический; Д-1 - двигатель отработки; ПД - потенциометрический датчик; Д-3 - двигатель отработки; СД-2 - сельсин-датчик; ПДК-45 - датчик курса

 

По принципу измерения курса  астрономические компасы разделяются  на горизонтальные ДАК-ДБ (Рис. 1), ДАК-И  и экваториальные АК-53П, АК-59П, ДАК-Б (рис. 2).

Рис. 2 Принципиальная электрическая  схема астрокомпаса ДАК-Б: 
ЭДЧУ - электродвигатель часового угла; ЭДГУК - электродвигатель горизонтальной установки кардана; ПК - потенциометр курса; ЭП - электропереключатель; ЭДК - электродвигатель курса; ПШ - потенциометр широты; ЭДШ - электродвигатель широты; РЧ и К_н - регулятор чувствительности и кнопка

В горизонтальных компасах решается уравнение 

где f_и - истинный курс самолета; А - азимут светила; КУ_с - курсовой угол светила.

Азимут светила вычисляется  с помощью специального кинематического  вычислителя - сферанта (рис. 3), воспроизводящего в пространстве параллактический треугольник: полюс мира P_м, зенит Z, место светила С.

Рис. 3 Упрощенная кинематическая схема  сферанта горизонтального астрокомпаса: 
1 - часовой механизм; 2, 5, 7 - скобы; 3 - кольцо; 4 - крест; 6 - потенциометр; - угловая скорость вращения Земли

 
Для определения курса с помощью  экваториального астрокомпаса необходимо знать широту f и долготу l места  ЛА, а также гринвичский часовой  угол t_Гр светила.

При вводе в астрокомпас этих величин визирная система компаса  поворачивается на местный часовой  угол светила , шкала t_м-t_Гр-l, часовых углов наклоняется на угол 90°-f к горизонтальной плоскости. При визировании светила, что выполняется автоматически датчиком курса, имеющим фотоголовку, стрелка указателя покажет истинный курс ЛА.

Визуальные астрокомпасы (АК-59П, АК-53П) построены по экваториальной схеме  и предназначены для определения  истинного курса самолета по любому, светилу днем, ночью и в сумерки. Астрокомпас содержит три вида визирных устройств: визирное устройство для  пеленгации Солнца, визирные системы  для пеленгации звезд, Луны и планет и поляризационное визирное устройство для пеленгации Солнца в поляризованном свете.

Прибор имеет механизмы и  шкалы для установки широты f и  долготы l места ЛА, склонения d и  гринвичского часового угла светила t_Гр.

Точность определения курса  по солнечному и звездному визирным устройствам составляет ≈2°, а по поляризационному устройству ≈3°. Дистанционный  автоматический астрокомпас ДАК-Б  построен по экваториальной схеме и  предназначен для автоматического  определения истинного курса  по Солнцу и выдерживания его в  полете. Курс ЛА определяется как угол между смоделированной (приборной) полуденной линией и продольной осью ЛА.

Астрокомпас имеет шкалы и электромеханизмы для установки широты, долготы  места ЛА и гринвичского часового угла Солнца.

Компенсация вращения Земли осуществляется часовым механизмом посредством  вращения плоскости пеленгации вокруг оси мира в направлении, видимого суточного движения светил. Компенсация  продольного крена ЛА в пределах ≈8° производится с помощью специального жидкостного уровня с электрическим  переключателем. Поиск и визирование  Солнца осуществляются автоматически  с помощью электропривода, управляемого фотоэлементом. Максимальная погрешность  определения истинного курса  не превышает 2 - 4° при высоте Солнца от +1 до +68,5°. Во время полета производится регулировка чувствительности фотоэлектрической  следящей системы в зависимости  от высоты Солнца и условий погоды. Недостаточная чувствительность вызывает большие углы застоя у пеленгаторной  головки и замедленную отработку  фотоследящей системы. Высокая чувствительность приводит к перерегулированию в  фотоследящей системе и появлению  автоколебаний.

Дистанционный автоматический астрокомпаа  ДАК-ДБ построен по горизонтальной схеме  и предназначен для автоматического  определения истинного курса  ЛА по Солнцу и выдерживания его  при полетах по заданной локсодромии  или ортодромии, а также для  определения истинного курса  ЛА ночью по любому светилу совместно  с перископическим секстантом СП-1. Астрокомпас ДАК-ДБ (ДАК-ДБ-5В) может  служить датчиком истинного курса  для навигационного индикатора.

Компенсация суточного вращения Земли  осуществляется автоматически с  помощью часового механизма и  сферанта, преобразующего изменение  часового угла в изменение азимута  светила. Компенсация кренов ЛА осуществляется с помощью специального маятникового корректора, вырабатывающего поправку по курсу. Предусмотренная в астрокомпасе связь с перископическим секстантом позволяет вручную визировать Луну, планеты и звезды, при этом астрокомпас  автоматически определяет истинный курс ЛА.

Исходными данными для астрокомпаса, вводимыми в вычислитель вручную, являются: широта f, долгота l, места  ЛА, гринвичский часовой угол светила t_Гр и склонение светила d. 
 
Работа фотоследящей системы может в полете контролироваться с помощью кнопки на панели вычислителя. При нажатии кнопки стрелка указателя компаса начинает вращаться, после отпускания кнопки показания курса на указателе восстанавливаются.

Астрокомпас измеряет курс с инструментальной погрешностью ≈2°. Измерение истинного  курса в полете производится следующим  образом. Включается питание компаса  и 4 - 5 раз нажимается кнопка "Подзавод" часового механизма. На шкалах вычислителя  координат устанавливаются исходные данные. На шкалах путевого корректора устанавливаются нулевые значения пройденного расстояния и путевой скорости. После установки переключателя в положение "ДКУ" производится отсчет истинного курса по шкале указателя.

При подготовке к полету у астрокомпасов  проверяется внешнее состояние  и работоспособность. При этом показания  астрокомпаса (при наличии Солнца) сличаются со значением стояночного  курса ЛА.

При периодических видах обслуживания основные агрегаты астрокомпасов снимаются  с самолета, и у агрегатов и  приборов проверяются технические  характеристики на соответствие их требованиям  технических условий.

Проверка комплекта и агрегатов  астрокомпасов типа ДАК-ДБ и ДАК-Б  в лаборатории производится с  помощью установок УПАК-ДБ и УПАК-1) соответственно.

 

Звездно-солнечный ориентир БЦ-63 предназначен для определения истинного и ортодромического курсов ЛА и его географических и ортодромических координат при пеленгации двух светил. В дневном полете при автоматическом или ручном вводе координат ЛА БЦ-63 используется как горизонтальный астрокомпас для измерения курса ЛА.

Исходными данными для применения БЦ-63 при полетах ночью являются: географические координаты ЛА в момент настройки, склонения и прямые восхождения  пеленгуемых светил, гринвичское  звездное время в момент включения.

В дневном полете для измерения  истинного курса ЛА на вычислителе  БЦ-63 устанавливаются географические координаты места ЛА, склонение .и  прямое восхождение Солнца.

Для определения навигационных  элементов полета астроориентатор  измеряет высоту и курсовой угол Солнца, а ночью ≈ высоты и курсовые углы двух звезд. Измеренные координаты светил используются для расчета  географических координат долготы  и широты места и истинного  курса ЛА.

Ортодромические координаты ЛА X, Y и  истинный путевой угол ортодромии Y_ПУ определяются в вычислителе астроориентатора пересчетом географических координат на основе решения сферического треугольника.

Истинный и ортодромический  курсы определяются по формулам:

где А ≈ азимут светила.

Астроориентатор решает задачу по определению  местоположения и курса ЛА, работает последовательно в режиме наведения  на светило и слежения.

На рис. 4 приведена функциональная схема работы астроориентатора в  режиме наведения на светило.

Рис. 2.31. Функциональная схема работы астроориентатора в режиме наведения  на светило: 
АС₁, АС₂ - астрономические секстанты; ЭЧ-1, ЭЧ-2 - электронные части; n - тангаж; g -крен; КУ₁, КУ₂ - курсовые углы; h₁, h₂ - высота светила; А₁, А₂ - азимуты светил; X, Y - ортодромические координаты; ПУ - пульт управления; ОК (ИК) - ортодромическии (истинный) курс; b - истинный путевой угол ортодромии; a₁, a₂ -прямые восхождения светил, s₁, s₂ - склонения светил; S_гр - звездное гринвичское время; Ф, L - географические координаты полюса ортодромии; f - широта места; l - долгота места; КС-6А - курсовая система; ЦГВ-5 -центральная гировертикаль; ИЭ-41 - индикатор электронный; НУ - навигационное устройство

 

Автоматические секстанты  астроориентатора устанавливаются на фюзеляже ЛА, где им обеспечен круговой обзор, при изменении высоты светила от 0° до +70°. Плата секстанта в горизонтальном полете должна быть параллельна плоскости истинного горизонта. На плате наносится линия, параллельная продольной оси ЛА. На корпусе секстанта нанесена стрелка, которая при установке его на ЛА должна быть направлена к носу ЛА и быть параллельной линии, нанесенной на плате. 
Стеклянные колпаки секстантов обдуваются чистым" сухим воздухом под давлением 0,15≈1,0 атм, имеющим температуру 50 - 70°С. 
В процессе эксплуатации астроориентатора производится чистка защитных колпаков автоматических секстантов снаружи и изнутри гигроскопической ватой, смоченной спиртом-ректификатом. Производятся также продувка воздухом двигателей типа ДП для очистки от щеточной пыли и промывка коллекторов бензином; чистятся контакты часового механизма, барабаны ламельных устройств, смазываются червячные зацепления и редукторы. Для проверки исправности астроориентатора применяется комплект контрольно-измерительных установок типа КПА-БЦ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.  Спутниковые навигационные системы.

Общий принцип работы СНС.

Спутниковые навигационные  системы являются радиотехническими навигационными системами. Принцип работы СНС заключается в определении местоположения любого объекта на основе тригонометрических соотношений по измеренным расстояниям от него до нескольких навигационных спутников (НС). Определяя расстояние до трех НС мы можем свести возможное местоположение в пространстве до двух точек. Для решения задачи неопределенности (в какой из двух точек мы находимся) можно произвести измерение расстояния до четвертого НС или учесть некоторые дополнительные условия [12],[58].

 Обычно одна из двух точек  – это неправдоподобное решение.  Она либо располагается слишком  далеко от земной поверхности,  либо имеет неправдоподобно большую  скорость. Также для исключения  неправдоподобного решения можно  воспользоваться дополнительной (априорной)  информацией о местоположении (МП), полученной от других средств  (инерциальной системы ИНС, ПУИ). Вычислители приемников СНС снабжены  различными средствами, автоматически  выделяющими истинное МП из  двух возможных.

Расстояние  от объекта до НС вычисляется по измеренному СНС времени прохождения  радиосигнала от НС до объекта - , где - скорость распространения радиоволн (около 300000 км/сек). При этом необходимо  точно определить момент времени, в который НС начал передачу, и момент времени когда аппаратура на объекте получила его сообщение (рассинхронизация сигнала в 10нс приводит к дополнительной ошибке в определении МП до 10-15м.). Для повышения точности производится синхронизация спутников и приемников таким образом, чтобы они генерировали один и тот же бинарный код точно в одно и то же время, сдвиг одного кода по отношению к другому будет соответствовать времени прохождения сигналом расстояния от спутника до приемника.

Проблема синхронизации решается аппаратно – программным путем: на  спутниках устанавливаются "атомные" 4 комплекта часов с суточной относительной нестабильностью не более (1...5)*10^-14 , а в навигационной аппаратуре потребителей СНС (НАП СНС) используются более дешевые и менее точные часы, в НАП СНС при этом  производится измерение дальности до еще одного спутника и дополнительное измерение помогает исключить ошибку часов приемника. Можно показать, что если три точных измерения времени распространения сигналов спутников определяют положение точки в трехмерном пространстве, то четыре неточных позволят исключить относительное смещение шкалы времени приемника, вызвавшее эту неточность.