Диссертация (Ассимиляционная модель ионосферы на основе независимой оценки аппаратных дифференциальных задержек), страница 16

Чтобы обеспечить надежность и бесперебойность даннойсистемы, в качестве распределителей используются несколько локальныхцентров (рис 4.34). Такая схема позволяет системе функционировать безпотери данных в случае возникновения перебоев с электропитанием,Интернет-соединениемилюбыхдругихлокальныхнепредвиденныхситуаций.Рис. 4.35. Схема работы распределителей NTRIP4.4.2 Входные и выходные данные BNCПротокол передачи данных NTRIP позволяет получать информацию вформате RINEX в реальном времени. В частности:•RINEX (Receiver Independent Exchange Format) файлы наблюдений(*.yyO), собранные со станций сетей EUREF (Regional Reference Frame SubCommission for Europe) и международной геофизической сети IGS121•Передаваемые сообщения с эфемеридами, представленными вRINEX v2 и RINEX v3 файлах навигации (*.yyN, *.yyG, *.yyP).

Даннаяинформация предоставляется по каналам Интернет не от каждой станциивышеуказанных сетей, а от отдельных специализированных их центров.•Файлы, содержащие корректировки к навигационным файлам(*.yyC). Такого рода информация предназначена для того, чтобы повыситьточность определения положений спутников и задержку часов.•Различного рода технические ошибки, учитывающие состояние наданный момент используемых станций, ошибки разъединения и прочие.BNC может быть использовано для получения данных, поступающих отNTRIP вещателей, таких как http://www.euref-ip.net/home, http://www.igsip.net/home, http://products.igs-ip.net/home, или http://mgex.igs-ip.net/homeПри тестировании протокола было оценен уровень пропускнойспособностиИнтернет-каналов,необходимыйдляполученияфаловнаблюдения [96]. Средний входящий интернет трафик для регулярногообновления RINEX файлов наблюдений с одной наземной станции составляет2.3 Кбайт/с.

Для большинства станций объём информации, получаемый посети Интернет, находится в интервале 1...3 Кбайт/с и варьируется в данномдиапазоне в зависимости от количества наблюдаемых на данный моментспутников у каждого приемника.В рамках тестирования возможностей сетей EUREF (European ReferenceFrame) и IGS в период с 13 по 22 сентября 2011 года (непрерывно в течение 10суток)диссертантом(систематичности)былапередачисобранаданныхстатистикаотназемныхорегулярностиГНССстанций,принадлежащих указанным выше сетям и поддерживающих протокол NTRIP[98]. Одной из целей функционирования данных сетей EUREF и IGS являетсяобеспечение доступа потребителей к спутниковым данным высокого качества.Сети EUREF и IGS состоят более чем из 200 наземных ГНСС станций с точноизвестными координатами положения в Международной земной системе122координат.

Большая часть станций работает постоянно и непрерывнопередает, спутниковые данные в специализированные центры обработки.В качестве критерия надежности – доступности – было принятоотношение положительных (подтверждающих наличие RINEX данных)откликов от станции к общему числу запросов к ней.

Для оценки регулярностии доступности информации, получаемой с помощью протокола NTRIP, ввышеназванный 10-дневный тестовый период времени с интервалом в 1 чассчитывались полные списки доступных на данный момент наземных станцийсетей EUREF и IGS, предоставляемых на их Интернет-ресурсах [99, 100]соответственно. Анализ полученных данных показал, что работа некоторыхназемных станций не регулярна, и передача информации с них происходиточень часто со сбоями, что, по-видимому, связано с тем, что на таких станцияхне решены в полном объеме технические вопросы надежной непрерывнойпередачи данных при помощи протокола NTRIP.Доступность данных с таких станций по сравнению с другимисущественно отличается.

Их количество составляет менее 0,5% от общегочисла станций, поддерживающих NTRIP. Данные о надежности передачиданных в протоколе NTRIP за рассматриваемый тестовый период от всехстанций приведены в табл. 4.10. Большая же часть станций сетей EUREF и IGSв тестовый период была доступна в более чем 95% случаев (примерно 89%станций в обеих сетях). Доступность данных ГНСС в интервале от 90 до 100%представлена на гистограммах на рис. 4.36. По шкале абсцисс отмеченосоотношение отклика на запрос к отдельно взятой станции к общемуколичеству данных запросов (в процентном эквиваленте). По оси ординат –число станций, соответствующих данному соотношению доступности.Рисунок ‘a’ отражает ситуацию для сети EUREF (количество станций,доступных на протяжении всего тестирования - 66), ‘б’ – сеть IGS (количествостанций, доступных на протяжении всего тестирования - 68), ‘в’ – станцииобеих сетей (количество станций, доступных на протяжении всеготестирования - 108).123По результатам полученной статистики можно сделать вывод, чтоосновная масса рассмотренных в рамках тестирования станций способнапередавать информацию в реальном времени и может быть использована дляполучения непрерывного ряда данных о ПЭС.

При тестировании 83 наземныестанции сети EUREF и 91 станция IGS (из них 31 станция зарегистрирована вобеих сетях) имели сбои менее чем в 0.5% случаях или не имели сбоев впередаче данных вообще. Такая статистика тестовых испытаний показывает,что имеется достаточно большое число наземных станций, способныхтранслировать RINEX данные в режиме текущего времени.c124бвРис. 4.36.

Гистограмма количества доступных наземных ГНСС станций.Таблица 4.10. Количество станций ГНСС сетей EUREF и IGS,доступных по протоколу NTRIP.ДОСТУПНОСТЬ, %СтанцияEUREFМенее 45*65-9090-9797 и более561010312599.5 иВсегоболее83124ICS681212991155EUREF+IGS111321191143236Общие—11413143*Доступность менее 45% - тестовые. Станций с доступностью 45-65% не зарегистрировано4.4.3 Результаты расчетов дифференциальных аппаратных задержекпо данным реального времени.

Сравнение и анализС помощью комплекса BNC были получены наблюдения для 10 станций,которые были одобрены Федеральным агентством геодезии и картографииГермании. Схематичное расположение станций приведено на рис. 4.37.Практически все используемые станции расположены по вдоль границыГермании. Спецификой определения DCB по данным реального времениявляется отсутствие возможности определения точного местоположенияспутников, используемого в пост-обработке. Согласно [101] самые быстрыеSP3 положения спутников «ultra-rapid» доступны с задержкой в 6 часов отреального времени, окончательные данные SP3 становятся доступны толькочерез 12-14 дней. В данном случае альтернативой точным положениямспутников «final SP3» служат навигационные файлы, которые могут бытьпереданы вместе с файлами наблюдений.126Рис. 4.37.

Расположение станций, используемых для оценки DCB попротоколу NTRIPРис. 4.38. Сравнение точности определения DCB спутников для режимареального времени.127В то время как данные CODE и других аналитических центровпредоставляются с задержкой более суток, время расчета DCB для 10 станцийне превосходит несколько минут.

Данные, полученные в режиме близком креальному времени, в последствии сравнивались с DCB, предоставляемымиCODE в пост-обработке. Результаты сравнения дифференциальных поправок,накопленные за несколько дней, представлены на рис. 4.38. Степеньдетерминированности одних значений от других отражена на рис. 4.39. Каквидно из рисунка все полученные значения лежат вблизи медианной линии, аостаточные значения разбросаны равномерно.Выводы:Не смотря наотсутствиевозможности использованияточныхположений спутников в режиме вычисления DCB в квази-реальном времени,среднеквадратичная ошибка данного параметра в большинстве случаев непревышает 1 нс.

На практике, в частности в навигационных задачах, ошибкатакого рода соответствует погрешности при позиционировании в 0,3-0,6метра.Данные DCB, полученные в режиме квази-реального времени могутбытьиспользованыдлякорректировкиэкспериментальными данными.128модельныхрасчетовРис. 4.39. Определение степени детерминированности рассчитанныхзначений спутниковых DCB и полученных из аналитического центра в постобработке.1294.5 Применение технологии мониторинга состояния ионосферы длястанций Росгидромета в режиме квази-реального времениРазработанный метод оценки DCB при использовании данных ГНССстанцийРосгидромета,расположенныхнатерриторииРоссии,вассимиляционной модели ионосферы позволяет определить значенияконцентраций,температурискоростейзаряженныхчастиц.Примоделировании использовались данные со станций, приведенных вместе скоординатами в табл.

4.11.Положение станций указано приблизительно, т.к. данные станции неимеют точной географической привязки, что без сомнения сказывается наточности определения DCB, добавляя дополнительную погрешность. В табл.4.11 отмечены положения со среднеквадратичными отклонениями. ЗначенияСКО получены за период продолжительностью в среднем около 130 дней 2014года и могут несколько отличаться для других выборок. Кроме того, значениесреднего положения может отличаться от реального положения станции всвязи с чем, значение СКО значительно возрастет. Значения СКО приведеныдлядекартовыхкоординат.Значенияшироты,долготыивысотырасположения станции получены при использовании системы координат WGS84.В качестве примера на рис. 4.40 и 4.41 представлены распределения длястанции MURM и MAGA.Таблица 4.11.