Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Как прагпло, частота эталонного генератора П, относительно которой производятся измерения доплеровских сдвигов частот принимаемых сигналов, известна с точностью, недостаточной для прецизионных определений составляюших 279 Таблипа 195 Погрешность определения сиоростн по системе «Иапстар» скорости. Поэтому значение поправки по частоте гг включается в состав неизвестных подобно тому, как это делалось при определении координат с поправкой к бортовой шкале времени (БШВ). Определяемый вектор состояния в этом случае г)',= ~(ас,рр,а„г!!!. Нетрудно убедиться, что влияние геометрии на соотношение между погрешностями измерения радиальной квазискорости и определения скорости Г! полностью аналогично соотношению между погрешностями измерения квазндальности н определения координат П. Это является следствием того, что производная от квазидальности по некоторой координате, входящая как элемент в матрицу наблюдений С, равна производной от радиальной квазискорости по соответствуюгцей составляюгцей скорости.
Таким образом, все выводы о точностных свойствах систем применительно к определению координат по измеренным квазндальностям остаются в силе и для определения скоростей по измерениям квазидоплеровских сдвигов частот, Порядок погрешностей определения скоростей иллюстрируется табл. 19.5 [139). тряс оцвнкд точности опрвдвпвния пдрдмвтров движения кд Использование сетевой СРНС позволяет получить высокоточную навигационную засечку по положению и скорости низкоорбитального КА. Для таких КА число видимых НИСЗ будет болыпе, чем для околоземных объектов.
Это объясняется, по-первых, отсутствием ограничения по углу места, вызванного ионосферной и тропосферной рефракцией, а во-вторых. возникающей здесь новой возможностью наблюдения НИСЗ из-под горизонта. В таком случае вероятность выбора рабочего созвездии НИСЗ по точностным характеристикам, близкого к оптимальному, возрастает. Примем поэтому в качестве потенциальной оценки точности навигационной засечки ее точность при использовании идеаль- зво ного созвездия.
В гл. 25 будут получены выражения для полуосей корреляционного эллипсоида по высоте и в плане соответственно: а, = ( 2/ уЗ) а, (1 — соз О) (19.3) а,= а, = М2/За,(ейпО) (Лр, Лт, Лг — поправки к расчетному положению по геоцентрическому радиусу, вдоль орбиты и по боковому направлению, а Π— сферический радиус зоны радиовидимости КА). Примем в качестве исходных значения, рассчитанные для сети НИСЗ с периодом Т= 12 ч и условий наблюдения, характерных для приземного подвижного П (наблюдения в верхней полусфере).
Тогда нормированные погрешности навигационной засечки по положению будут: ар/а, = 1,62; а,/о, = а,/а, = 0,85. (19.4) Из геометрического подобия погрешностей оценок положения и скорости П (см. гл. 25) следует, что аналогичные оценки будут иметь место для погрешностей навигационной засечки по скорости: ар /а; = 1,62; а„ /а; = а„ /а; = 0,85. (19.5) Можно показать, что в этом случае порядок погрешности прогноза будет определяться вековым членом в аргументе широты (26]: (19.6) Лт — ЗЦЛро+ Ла.о/п,р), где Лт — возмущение в положении КА, обусловленное погрешностями оценки начальных значений геоцентрического радиуса Лро и скорости по касательной к орбите Ло,о, и„— угловая скорость КА, ).
— долгота в орбите. Из формулы (!9.6) с использованием (19.4) и (19.5) получаем оценку точности прогнозирования через точность однократной навигационной засечки: а"', бпярр(ар+ арг/пгр) тар Для низкоорбитного кругового КА с высотой Н=З00...400 км угловая скорость его обращения (его среднее движение) п„=10 ' с '. Отсюда следует важный результат сопостави. мости точностных свойств дальномерного и радиально-скоростного методов.
Для соизмеримости влияния точностей измерений дальности и радиальной скорости на точность определения наиболее критичного из параметров орбитального движения необходимо потребовать, чтобы а; ж2п,ра,. Если это условие не выполняется, то определение орбиты не может быть достаточно точно выполнено по одномоментной засечке положения и скорости КА и необходимо наблюдение движения на определенном мерном интервале. Подчеркнем, что высказанное утверждение справедливо лишь при условии, что систематические ошибки модели согласованы с погрешностями измерений.
При условии равноточности измерений в указанном выше смысле необходимость в организации мерного интервала будет возникать тогда, когда требуемая точность прогноза на заданном интервале не может быть обеспечена точностью оценки критического параметра по одномоментной засечке из-за случайных или систематических ошибок.
Точность определения остальных параметров движения должна иметь такой же порядок, как и требуемая точность прогноза, и определяться точностью засечки, ГЛАВА 20 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ РЕЖИМ ССРНС 2ЕЛ. НЕОБХОДИМОСТЬ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО РЕЖИМА Несмотря на достаточно высокую точность навигационно- временного обеспечения (НВО), подтвержденную при испытаниях систем «Глонасс» и «Навстар», развернулись работы, направленные на повышение точности и устойчивости функционирования этих систем.
Одно из таких направлений связано с реализацией измерений псевдодальности по фазе несущей частоты, другое — с вводом дифференциального режима (ДР) — режима дифференциальных навигационных определений. Внимание к ДР связано непосредственно со стремлением восстановить точность навигации в нештатных условиях функционирования, вызванных нарушением работы подсистемы КИК, необходимостью обеспечивать решение задач, требующих точностей выше 10 м, а также стремлением гражданских потребителей повысить точность навигации, обеспечиваемую предоставляемым им кодом С/А.
Проведенные к настоящему времени теоретические и экспериментальные исследования дифференциального метода (ДМ) дали обнадеживающие результаты и выявили его перспективность, в результате чего начались работы по реализации ДР. Эти работы стимулировались предпосылками разнообразного характера. Прежде всего действовала обшенавигационная традиция списывать накапливающиеся ошибки счисления в точках, координаты которых известны с более высокой точностью Определенное влияние на становление ДР в ССРНС оказали разработки по использованию ДР в фазовой радионавигационной системе «Омега», где сильнокоррелированные погрешности фазоных измерений, свнзанные с влиянием чсловий распространения сверхдлинных волн, частично устраняются вводом корректирующих поправок, которые определяются на специально предусмотренных контрольных станциях (КС), привязанных по координатам с помощью геодезических средств, Существенное значение имели исследования точностных свойств сетевых СРНС, которые выявили (и по результатам математического моделирования, 282 и по данным натурных экспериментов) наличие пространственной н временной корреляции составляющих погрешности местоопределения Результаты подобных исследований непосре;штвенно подсказывали путь к повышению точности НВО— нахождение систематических погрешностей на КС и использование их как поправок в АП.
Значительным стимулом к продолжению исследований послужили обнадеживающие результаты апробирования ДР при заходе самолетов на посадку. Условия испытаний, когда и КС, и самолет со свутниковой аппаратурой находились в ограниченном пространстве, где действует сильная корреляция погрешностей, позволили продемонстрировать высокую эффективность ДР и повышение точности до 2..3 м. Заметное влияние оказали также изыскания по использованию псевдоспутников* для испытаний АП на полигоне. Это было вызвано стремлением испытать аппаратуру в условиих слаборазвитой сети НИСЗ, когда одними орбитальными передатчиками ие удается сформировать хорошее созвездие и необходимо привлекать излучатели, установленные на Земле, а также стремлением восполнить созвездие тот)га, когда местные препнтствия на испита- тельном полигоне заслоннют излучение какого-либо орбитального передатчика.
Работа с псевдоспутииками показала, что они могут выполнять вполне определенные функции по формированию корректирующей информации и передаче иа борт потребителя необходимых для дифференцциальной коррекции сигналоа. Энергичное развитие ДМ стимулировали потребности гражданской авиации в точном навигационном обеспечении по сигналам системы «Навстар». Эта система заказана МО США, поэтому предусмотрено ограничение числа потребителей, пользующихся сигналом с точным кодом Р, только военными объектами. Всем остальным потребителям, в том числе самолетам н вертолетам гражданских аедомсти, предоставляется возможность использовать код С/А, что, как планируется, после развертывания системы даст точность 2о=!00 м.
Поэтому очевидно стремление повысить точность с помощью ДР. 20.2. СТРУКТУРА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ПОДСИСТЕМЫ Для реализации ДР необходимо дополнить систему рядом технических средств, совокупность которых можно рассматривать как своеобразную подсистему. Эта дифференциальная подсистема (ДПС) не влияет на функционирование системы в основном, стандартном ее режиме, однако предоставляет потребителю возможность перейти при необходимости на работу в ДР.
В основе ДМ лежит формирование разности отсчетов, что и придало методу название — — дифференциальный. Структура ДПС поясняется рис. 20.1, где изображено рабочее созвездие из четырех НИСЗ, выбранное потребителем как оптимальное для вьгполнения им НВО в стандартном режиме. Собственно ДПС образуют средства наземной контрольно-корректируюшей станции (ККС) и дополнительные бортовые устройства потребителя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
