Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2003) (1092038), страница 95
Текст из файла (страница 95)
Современные высокоточные системы ОИ работают по принципу совместной обработки РНП измеренных АП объектов, при этом наряду с дальномерными измерениями используются измерения фазы несущей частоты сигналов НКА 1см. 8 8.б), что требует точной частотной и временной синхронизации АП объектов. Для исключения начального рассогласования и дрейфа шкалы времени АП используют разностные методы.
Рассмотрим принцип применения этих методов на примере обработки фазовых измерений. Принципиальная особенность фазовых измерений состоит в том, что, поскольку интервал однозначного определения фазы равен (-я, и), измерения разности фаз между двумя АП являются однозначными только при длине базовой линии 1 < Х/2. Если длина базовой линии превосходит указанную величину, измерения содержат неизвестный параметр Мж — целое число длин волн в разности расстояний от 2-го НКА до антенн АП (далее— параметр фазовой неоднозначности). Фаза сигнала 2-го НКА, принятого потребителем в момент времени т, относительно фазы сигнала ОГ АП может быть представлена в виде 1120, 1211 <р(т)=<р„— <р.
+/' ~ — + т,. — т„— т,.„+т, + т„р„+М„.+еко (8.11) е е ~д гг) с 500 8, 7. Диффврвнциальная коррекция и относительные измерения в СРНС где <р„, <р — начальные фазы сигналов генераторов АП и 1'-го НКА;7з — не о о сущая частота сигнала у-го НКА; Я„, — расстояние между 1'-м НКА и потребителем; т — расхождение между шкалой времени7'-ю НКА и системной шкалой времени; т„— расхождение между шкалой времени потребителя и системной шкалой времени; т „, т„— задерхски, вызванные ионосферной и тропосферной рефракциями; т„р„— задержка сигнала в радиочастотном тракте АП; е„, — шумовая ошибка измерения псевдодоплеровской фазы, Если прием сигналов ~'-го НКА ведется одновременно двумя потребителями П1 и Пь то для исключения начальной фазы сигнала генератора у-го НКА и расхождения между шкалой времени 1'-го НКА и системной шкалой времени сформируем первую разность псевдодоплеровских фаз А, з = <р, — <рз, используя выражение (8.11): ( Я„н (т) — Я„ц (т) Ьгд(т)=81 (тв)+ 7 ~ и ц — Лт„— Ат „+Ьт, +Лтяз„+АМ +Ае, с (8.12) где б, з(то) — расхождение фаз сигналов генераторов потребителей П~ и Пз', Ат„= тя — т„— разность расхождений шкал времени потребителей П1 и Пз и системной шкалы времени; Лт„=т1„— тз„, Ьт, =т,, — тзя — разности задержек сигналов, принятых потребителями П~ и Пь обусловленные ионосферной и тропосферной рефракциями; Лт„з„= т„„— т„„— разность задержки сигналов в радиочастотных трактах потребителей П1 и Пг', АМ = = М„,з -М„ , — первая разность значений параметров фазовой неоднозначности; Ае =е — е — шумовая ошибка измерения псевдодопле= и,,/ п,,т ровской фазы.
В соотношении (8.12) кроме координат потребителей П| и Пз неизвестными являются значения 8(т ) и Лт„+Лт „-Ат — Ат „, одинаковые для всех первых разностей Для измерений по НКА СРНС ОРЗ исключить значения расхождения начальных фаз и разностей задержек и уходов можно с помошью вычисления вторых разностей, т. е. вычитанием первой разности по любому НКА из всех остальных. Для СРНС ГЛОНАСС необходимо учитывать различие несуших частот сигналов НКА, т.
е. в общем случае вторые разности псевдодоплеровскнх фаз можно записать в виде 501 8. Спутниковые радионавигационные системы л,, (т) -2г„, 2(т) Я„»(т) — л„»(т) ~2А» =.22 ' -А 2 / с с — (~; — »»)(Лт„— Лтзи ь Ь~ -» Лт„о„)+ »2ЛМ2, (8.13) где 'БАЛЛ~ = Ага, — ЛМ» — вторая разность параметров фазовой неодно- цицг(тыт2) = ЧЛ я(22) — ЧЛ „(т,) = ~пи( 2) п»2( 2) ч ~п»(т2) ~п»»(т2) -Л с Яп,(т,)-Я„,(т,) 12,»(т~) 4,»М с (8.15) В формуле (8.15) неизвеспыми являются координаты потребителей П1 и П2. Следовательно, погрешности, определяемые расхождением фаз и частот генераторов потребителей и НКА, оказываются скомпенсированными.
Вместе с тем, число полученных таким образом измерений в четыре раза меньше первоначального числа разностей фаз. Отметим, что аналогичный результат при том же общем количестве измерений может быть получен, если включить неизвестные частотные и фазовые разности в число параметров, определяемых при решении уравнения соответствующей размерности. В настоящее время сушествуют и другие методы разрешения неоднозначности (см. 8 8.8). Основными источниками погрешностей определения компонент базовой линии являются (121) погрешности измерения относительной задержки сигналов, нестабильность генераторов, нескомпенсированные остаточные погрешности, обусловленные ионосферной и тропосферной рефракциями; погрешности, обусловленные неточностью знания положения НКА, Вклад случайных и систематических компонент этих погрешностей в формирование погрешностей определения длины базовой линии характеризуется данными, представленными в табл.
8.1. 502 значности. В работе 1128) предложен алгоритм оценки величины Ат„+ Ат и— — Лт . — Лт „по измерениям псевдодальности, поэтому можно считать, что вторые разности фаз являются функцией только координат потребителей и параметров фазовой неоднозначности. Неоднозначность фазовых измерений можно исключить, сформировав третьи разности, используя вторые разности, относящиеся к разным моментам времени, при условии непрерывности слежения приемниками за сигналами НКА между этими моментами времени: 8.8. Угломерная навигационная аппаратура Таблица 8.1 Влияние различных источников иа точность отиоеительнык определений Погрешность определения Источник погрешностей компонент б азовой линии, см СКО систематическая 02...05 Изме ение азовой заде жки иа инте вале 4 с Относительная нестабильность гене ато а НКА 0,3 0,3 15 15 Т пос е иая е акция после калиб овки Ионос е иая е акция после калиб овки Неточность знания положения НКА В наземных приложениях методы ОИ используются, в основном, для определения положения пунктов с погрешностью менее 0,1 м (СКО) в интересах создания геодезических сетей различного назначения.
Достигаемая при этом точность слежения за фазой несущей на уровне единиц миллиметров позволяет проводить измерения базовых линий до 1000 км с точностью на уровне нескольких единиц сантиметров. В настоящее время применяют два основных класса методов ОИ: статические, при которых относительное положение АП в процессе измерений остается неизменным, и кинематические, допускающие возможность изменения этого положения 112Г). Фундаментальным правилом кинематических методов является то, что все АП в этом режиме должны непрерывно сопровождать не менее четырех общих НКА в течение всего сеанса, в том числе во время передвижений. До недавнего времени высокоточные геодезические измерения, требующие использования сложных алгоритмов для обработки больших массивов данных, выполнялись в режиме постобработки.
Наиболее современным и перспективным из кинематических методов ОИ является режим измерений и обработки их результатов в реальном времени КТК (от англ. Кеа1 Типе К)пещабс). Особенностями этого режима являются наличие радиоканала для передачи результатов первичных измерений по дальномерному коду и фазе несущей на пункт обработки со скоростью не менее 4,8 кбит/с и использование специальных алгоритмов обработки, обеспечивающих разрешение фазовой неоднозначности за минимальное время (не более 5 с). 8.8. Угломерная навигационная аппаратура За время, прошедшее с момента создания СРНС второго поколения, сфера их применения постоянно расширялась, и сегодня они используются для решения целого ряда прикладных задач, которые на этапе создания 503 8, Спутниковые радионавигационные системы СРНС не ставились.
Одним из ярких примеров такого рода приложений стали построенные по принципу фазового интерферометра навигационные приемники, позволяющие практически мгновенно фиксировать не только местоположение и скорость объекта, но и значения углов, определяющих его ориентацию в пространстве. Далее излагаются основные принципы построения и функционирования угломерной АП и описаны некоторые варианты ее практической реализации.
8.8.1. Параметры угловой ориентации объектов Задача определения угловой ориентации некоторого объекта с помощью сигналов СРНС обычно рассматривается в следующей постановке. Пусть с объектом жестко связана прямоугольная система координат, которая далее именуется объектовой (на практике часто в качестве осей объектовой системы рассматриваются строительные оси объекта).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
