Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1142025), страница 70
Текст из файла (страница 70)
После завершения всей программы приведения спутника в заданное положение с требуемой точностью производится окончательное уточнение параметров орбиты, высокоточная синхронизация БШВ, расчет временных программ и закладка их на спутник. После этого спутник может использоваться по целевому назначению. Литература 11.1. 1иапои У., БаЪсБе~ К, Бподгас/оч А. %ауа оГ 61.0ХА88 зув1ет адчапс1пя// 1ОХ ОРЯ-95, 1995, рр. 991 — 1011. 11.2. Глобальная спутниковая навигационная система ГЛОНАСС/ Интерфейсный контрольный документ. Редакция 5.0. — М.: КНИЦ, 2002. 11.3. Глобальная космическая навигационная система Глонасс: исторические аспекты создания.
/ Космонавтика и ракетостроение. — М; ЦНИИ МАШ, 2004. — № 4(37).— С. 21-28. 11.4. Глобальная космическая навигационная система Глонасс: Перспективы развития. / Космонавтика и ракетостроение. — М: ЦНИИ МАШ, 2004. — № 4(37).— С. 29-36. 439 Глава 12 Глава 12 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ СПУТНИКОВОЙ РАДИОНАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ГЛОНАСС Использование СРНС ГЛОНАСС в стандартном режиме удовлетворяет требованиям широкого круга потребителей.
В то же время для ряда приложений (например, заход на посадку воздушных судов по категориям ИКАО, маневрирование морских судов в «узкостях», использование для решения топогеодезических, гидрографических и других задач) необходимы более высокие точности и достоверности координатного и навигационно-временного обеспечения. Они могут быть получены при использовании специальных режимов работы СРНС, одним из которых является дифференциальный режим (ДР). 12.1. Принципы организации дифференциальных режимов работы СРНС В основе ДР лежит свойство пространственно-временной коррелированности погрешностей измерений радионавигационных параметров сигналов НС, проведенных в различных точках пространства в близкие моменты времени.
Суть ДР заключается в измерении и компенсации коррелированных постоянных и медленно меняющихся во времени и пространстве составляющих погрешностей измерений РНП, т.е. измерений псевдо задержки дальномерного кода, псевдо доплеровской частоты и псевдо фазы принимаемых сигналов НС. Измерение псевдо задержки дальномерного кода в дальнейшем для простоты будем называть измерением псевдо дальности, а измерение псевдо доплеровской частоты — измерением псевдо скорости. Для реализации ДР штатное оборудование СРНС необходимо дополнить рядом технических средств, совокупность которых можно рассматривать как дифференциальную подсистему (ДПС), которая является функциональным дополнением СРНС.
В простейшем случае для организации ДР необходимо использовать два приемника сигналов НС (рис. 12.1), один из которых (опорная измерительная станция (ОИС)), как правило, неподвижный и расположен в точке с известными координатами, другой (навигационная аппаратура потребителя) может находиться в движении. Если ОИС и НАП находятся достаточно близко друг к другу, то измерения псевдо дальности, выполненные приемником ОИС и НАП для одного и того же НС будут содержать одинаковые значения медленно меняющихся составляющих погрешностей измерений (ионосферной, тропосферной, релятивистской и т.д.).
Если для расчета координат ОИС и НАП использовать измерения псевдо дальностей по одному и тому же созвездию НС, 440 Дифференциальный режич СРНС ГЛОНА СС 4 нс, 4 нс, ! ! ! ! ! ! ! ! !' ! / ! ! ! ! ! ! ! У ! дифференциальные поправки треекеорпе Лвпжевве Рис. 12.1. Принцип организации ДР то ошибки определения их координат, обусловленные указанными выше медленно меняющимися погрешностями измерений, также будут одинаковыми.
Поскольку координаты ОИС известны точно, сравнивая их значения с значениями координат, вычисленными по принятым сигналам НС, можно определить величины этих систематических ошибок, которые называют дифференциальнылеи поправками (ДП). Передавая эти ДП в НАП по той или иной линии связи, можно использовать их для коррекции координат потребителя. Совокупность ОИС и передающих средств будем называть контрольно-корректирующей станцией (ККС).
Возможны два варианта реализации ДР, в первом из которых на ОИС для заданного созвездия НС по принятым от них сигналам определяются оценки координат ОИС, которые сравниваются с известными истинными значениями. По результатам сравнения формируются ДП к координатам, которые передаются потребителям для коррекции его координат. Такой подход прост идейно, но требует, чтобы каждая из обслуживаемых НАП работала по тому же созвездию НС, что довольно сложно реализуемо на практике. Поэтому такая идеология ДР не нашла широкого распространения на практике.
Другой подход к организации ДР основан на измерениях псевдо дальностей по всем видимым НС на ОИС и сравнении их значений с «ожидаемыми значениями» псевдо дальностей, которые заранее вычисляются по известным координатам ОИС и рассчитанным на момент измерений координатам каждого из видимых НС. Расчеты координат НС проводятся по эфемеридным данным НС, передаваемым по широковещательным сетям или предварительно извлеченным из принятых сигналов НС. При таком подходе в качестве ДР передаются погрешности измерения псевдо дальностей НС, а в НАП также корректируются измерения псевдо дальностей. При этом для определения своих координат потребитель может выбирать любое созвездие, обеспечивающее ему 441 Глава 12 наилучшую точность их определения.
Даная идеология организации ДР используется в большинстве современных ДПС СРНС. В дальнейшем будет рассматриваться только данный вариант ДР. В зависимости от используемых типов первичных измерений можно выделить три разновидности ДР. Первая из них основана на использовании при организации ДР «сырых» измерений псевдо дальностей и псевдо скоростей для каждого НС. Во втором варианте используются измерения псевдо дальностей и измерения псевдо фаз, которые используются для сглаживания псевдо дальномерных измерений (см.
п. 6.4.2.2). Данные два подхода иногда называют общим термином стандартный (обычный) ДР. Третья разновидность ДР связана исключительно с использованием измерений фазы несущей и называется высокоточный ДР. Основная направленность данного типа ДР связана с проблемой разрешения неоднозначности фазовых измерений. Для большинства практических приложений достаточно использования стандартного ДР, и лишь для прецизионных приложений, например в геодезии, требуется использование высокоточного ДР. Дифференциальные подсистемы СРНС, основанные на использовании одной ККС и передающие одну (скалярную) поправку для суммарной погрешности измерения псевдо дальности (или сглаженной фазовыми измерениями псевдо дальности) и одну поправку для суммарной погрешности измерения псевдо скорости для каждого НС, называют локальными ДПС (ЛДПС).
Дальность зоны обслуживания ЛДПС составляет, как правило, до 300 км. Для расширения зоны обслуживания ДПС несколько ЛДПС могут быть объединены в единую сеть, в которой скалярные дифференциальные поправки, формируемые соседними ККС, дополнительно сглаживаются и поставляются конечному пользователю. Такую сетевую ДПС называют региональной (РДПС), и ее рабочая зона может составлять от 300 до 2000 км.
В РДПС обеспечивается более однородное в пределах региона качество НВО потребителей. Однако при этом усложняется аппаратура ККС. Кроме того, возникает дополнительная временная задержка в обеспечении потребителя дифференциальными поправками. При использовании сетевой структуры ДПС есть возможность формирования не просто скалярных поправок для каждого НС, а вектора поправок, составляющие которого соответствуют отдельным составляющим погрешностей измерения псевдо дальностей (псевдо скоростей и/или псевдо фаз). Такой тип ДПС называют широкозонной ДПС (ШДПС) (рис. 12.2). Широкозонная ДПС состоит из нескольких ККС и базовой станции. Каждая ККС, непрерывно принимая сигналы от всех видимых НС, определяет вектор поправок, включающий, например 16.8~, поправку к БШВ каждого НС, три составляющих ошибок положения каждого НС и параметры модели ионосферной задержки сигналов НС. Формируемые каждой ККС поправки соответствуют геометрическому местоположению ККС в сети.
Сформированная на ККС 442 Дифференциальный режим СРНС ГЛОНАСС нс! 4. нс, ьх„ьт„„ ~ г! *~~г!!с! !!! ! ! I ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Ъ'. ! ! ! I ! ! ! ккс Рис. 12.2. Широкозонная ДПС информация передается на головную станцию, где рассчитываются итоговый вектор дифференциальных поправок, включающий трехмерные поправки к эфемеридам всех НС, находящихся в зоне видимости всех ККС сети, поправки к БШВ тех же НС и восемь параметров модели ионосферной задержки сигналов НС. Кроме того, на головной станции оцениваются сдвиги шкал времени каждой ККС сети относительно опорной шкалы времени. Сформированный вектор дифференциальных поправок передается потребителям по сетям связи.
Протяженность зоны обслуживания ШДПС составляет порядка 5000 км. Состав оборудования ДПС СРНС в значительной степени зависит от назначения, размеров обслуживаемой рабочей зоны, применяемых методов измерения РНП и формирования ДП, каналов передачи ДП потребителям и используемых для передачи форматов. Для передачи ДП могут использоваться традиционные (например, в УКВ- диапазоне), спутниковые, сотовые и специальные каналы радиосвязи, а также навигационные каналы других радионавигационных систем (типа «ЛОРАН-С», «ЧАЙКА») и СРНС. Для морских потребителей наиболее целесообразным считается использование для передачи ДП каналов морских радиомаяков (РМ) в средневолновом диапазоне. 12.2. Математические модели для дифференциальных режимов Измеренная в НАП в момент времени г псевдо дальность (оценка псевдо дальности) до 1-го НС может быть представлена в виде (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
