Власов И.Б. Глобальные навигационные спутниковые системы (2008) (1151863), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Для передачи КИ используют четыре геостационарных ИСЗ «Инмарсат», канал передачи данных которых работает в диапазоне 1,6 ГГц, скорость передачи информации составляет от 600 до 2400 бит/с, формат сообщения соответствует стандарту йТСМ ЬС-104. Согласно опубликованным данным, на расстояниях порядка 1000 км указанные региональные ДПС обеспечивают точность местоопределения порядка 1 м, а на расстояниях до 2000 км — порядка 3 м (СКО). 10.2.6.
Широкозонные ДПС Следующий шаг развития ДПС базируется на переходе от скалярных к векторным поправкам, компоненты которых соответствуют отдельным составляющим погрешностей измерений (погрешности эфемеридного и временного обеспечения, ионосферные, тропосферные). Этот принцип реализуется в широкозонных ДПС (ШДПС) (рис 10.4). Основное назначение широкозонных систем: ° передача потребителям поправок к эфемеридам и часам для высокоточной навигации; ° передача потребителям сигналов целостности для повышения надежности навигации. Рис 10.4. Зоны покрытия ШДПС 151 В мире работают и создаются системы %ААБ (США), ЕО)зОБ (Евросоюз), МЬЛБ (Япония), ОЛОЙ (Индия). Последние три потенциально могут покрыть территорию России.
В Российской Федерации создается сходная по назначению система, названная «Система дифференциальной коррекции и мониторинга» (СДКМ). Широкозонная ДПС состоит из нескольких ККС и базовой станции. Каждая ККС, принимая сигналы от всех видимых ей НКЛ, определяет вектор поправок, включающий, например, поправки к БШВ каждого НКА, три составляющие эфемеридных погрешностей и параметры модели ионосферной задержки, соответствующие местоположению данной ККС. Сформированная на ККС информация передается на пшовную станцию, ще рассчитывается итоговый вектор ДП, включающий в себя трехмерные поправки к эфемеридам всех НКА, ноходящнхся в зоне видимости всех ККС поправки к их БШВ, и восемь коэффициентов модели ионосферной задержки. Кроме того, на головной станции оцениваются сдвиги шкал времени ШВ каждой ККС относительно СШВ.
Сформированный вектор дифференциальных поправок передается потребителям по различным каналам связи. Принципы, положенные в основу ШДПС, позволяют охватить дифференциальным полем значительнук> территорию (существенно превышающую суммарную зону действия отдельных ККС), протяженность рабочих зон существующих ШДПС составляет несколько тысяч километров. В настоящее время функционируют две ШДПС: %ААБ (%и)е Агеа Аияшеп1а6оп Буз1еш), созданная по заказу Федеральной авиационной администрации над территорией США, и ЕО)'10$ (Ешореап Оеоз1айопагу Намяа1юп Обжег)ау Беглое) — над территорией Европы.
Рассмотрим основные принципы построения ШДПС на примере системы %ААБ. Космический сегмент%АЛБ включает геостационарные КА ОБО (типа «Инмарсат» или аналогичные), предназначенные для передачи на частоте П (1575,42 МГц) навигационного сигнала, аналогичного ОРБ, а также ретрансляции сформированных на земле поправок эфемеридно-временного обеспечения (ЭВО) и ЧВП, коэффициентов ионосферной модели и сообщений о целостности всех НКА ОРБ. Указанная информация передается в составе навигационного сообщения, передаваемого КА ОЕО со скоростью 500 бит/с.
Дальномерный код Голда для КА ОЕО выбирается из числа последовательностей, не занятых НКА ОРИ, поэтому он может использоваться как дополнительный навигационный сигнал. 152 Наземный сегмент включает в себя опорные станции, осуществляющие мониторинг состояния навигационного поля, ведущие станции, предназначенные для выработки корректирующей и иной информации, и станции передачи данных, транслирующие выработанную информацию на космический сегмент. Широкозонная ДПС %ААЬ имеет собственную шкалу времени, привязанную к СШВ ОРЬ с погрешностью не хуже 50 нс. При формировании дифференциальных поправок использунпся: . оценки псевдодальностей для всех НКА ОРИ и НКА ОЕО; .
разностные измерения псевдодальностей в диапазонах 1.1и 1,2 и данные о смещении этих измерений; данные навигационных сообщений НКА ОРЬ и ОЕО о параметрах нх движения; . данные о положении фазовых центров приемных антенн и о текущих параметрах аппаратуры, На основе полученных данных определяются: .
уточненные параметры орбитального движения НКА ОРИ и ОЕО; ° параметры дрейфа БШВ НКА ОРИ и ОЕО относительно СШВ %ААЗ; ° данные для альманахов НКА ОРИ и эфемеридные данные НКА ОЕО. По результатам расчета уточненных параметров орбитального движения НКА ОРЬ и ОЕО вычисляются поправки к их эфемеридам, при этом поправки к быстро и медленно меняющимся составляющим погрешностей эфемерид вычисляются отдельно. Указанная информация СААБ наряду с данными контроля целостности доступна зарегистрированным пользователям.
10.2.7. Российское широкозоннон система дифференциальной коррекции и мониторинга Создание национальной широюзоиной системы ДК, обеспечивающей высокоточную навигацию не только на территории России, но и во всей зоне эюномических и других интересов государства, является одной из приоритетных задач, решаемых в рамках ФЦП ГЛОНАСС.
Принятая концепция такой системы имеет рхл особенностей, одной из которых является совмещение функций выработки дифференциальных поправок и мониторинга целостности и других параметров навшвционных сигналов ГЛОНАСС, что и обусловило название «Система дифференциальной юррекции н мониторинга (СДКМ) ГЛОНАСС». Планируемая структура системы приведена на рис.
10.5. 153 дафф~яжац1Ф-1ьФ~а ~аа1~мйФа, аа)т$хи3;Йм а аеачоа%1м а Фкфяаая ,.Г=:::.1' Еаиа:иас ааааа.жа ~закала гй~ра — — и:.м~тааая Рис. 10.5. Структура системы дифференциальной коррекции и мониторинга Концепция предполагает использовать: ° существующую орбитальную группировку НКА ГЛОНАСС совместно с геостационарными КА; ° сигналы как геостацнонарных КА, так и НКА ГЛОНАСС (диапазон 13), для передачи широкозонных поправок и информации целостности; ° сеть из 10 — 20 автономных станций сбора информации (ССИ), расположенных на территории России (рис. 10.6); ° новые методы обработки измерений и получения КИ, не требующие точной синхронизации шкал времени и опорного генератора ССИ, что упрощает и удешевляет аппаратуру; ° действующие на территории страны инфраструктуру связи и информационные технологии (в том числе Интернет) для передачи КИ конечному пользователю; ° существующие локальные ДПС без изменения штатного регламента их работы и ведомственной принадлежности.
Согласно концепции, на ССИ в отличие от традиционных ККС не возлагается задача выработки КИ, они лишь проводят измере- 154 Рнс. 10.6. Подсистема сбора измерений: 1, 2, 3 — Москва; 4 — Норильск; 5 — Иркутск;  — петропавловск-Каьгчатский; 7 — Новосибирск; 8 — Кисловодск; 9 — Геленджик; 10, 11 — Санкт-Пегербург; 12 — ГОжно-Сахалинск; 13 — Якутск; Ы вЂ” Владивосток; 15 — Екатеринбург; 10— Повозеро; 17 — Воронеж; 18 — Анапа; 19 — Печеры; 20 — Хабаровск; 21 — Тикси; 22 — Билибино; 23 — Магадан ния псевдодальностей, псевдоскоростей и (при необходимости) псевдофаз по всем видимым НКА. Точная привязка координат ССИ при этом не требуется. Кроме ССИ в системе предусмотрены базовые станции, расположенные в геодезически привязанных точках и оснащенные собственными эталонами времени и частоты (ЭВЧ).
Дпя коррекции погрешности НВО в СДКМ используются скалярно-векглорные поправки, определяемые для каждого г-го НКА в виде (ЛХ,, Ли., Лр„ЛРД, где ЛХ1 = 1Лхг, Лур Ляг~ — векгор поправок к координатам НКА; Лр; = ~Лр„ь Ль ч Лвгг~ — вектор поправок к априорным данным о составляющих вектора скорости НКА; Лр; — скалярная поправка к оценке псевдодальности, ЛР1 — скалярная поправка к оценке псевдоскорости. Совокупность поправок (ЛХ1, Л гн ЛР;, Л гг) назынагот корректирующей информацией. Эта информация совместно с информацией базовых станций передается в Центр обработки. Туда же поступают данные об отклонениях эталонов времени и частот (ЭВЧ) баювых станций относительно ЭВЧ НКА. Расчет поправок выполняется 155 разностным методом: сначала вычислякпся первые разности оценок псевдодальностей и псевдоскоростей, полученных от всех ССИ, относительно аналогичных оценок, полученных от базовых станций.
На основании первых разностей рассчитываются вторые разности указанных оценок, полученных но разным НКА, в которых устраняется зависимость оценок от координат ССИ, что позволяет вычислить векторные поправки ЛХь Лк'; к погрешностям эфемерид НКА. Используя поправки ЛХь Лк', и измеренные на базовых станциях отклонения их ЭВЧ относительно БЭВЧ НКА„вычисляют скалярные поправки к псевдодальностям Лр, и псевдоскоростям ЛР; по всем НКА. Усредненные значения этих поправок, по сути, являющиеся поправками к эфемеридам и показаниям бортовых часов, передаются в Центр управления ГЛОНАСС для коррекции закладываемой на борта НКА информации, а также для передачи по соответствующим каналам потребителям. Предполагается предоставить массовому потребителю возможность принимать ионосферные и тропосферные поправки в составе принимаемой ими КИ, а не рассчитывать их в собственной АП, что позволит повысить точность одночастотной аппаратуры.
В то же время сохраняется возможность автономной коррекции атмосферных погрешностей на основе двухчасютных измерений и стандартных моделей. Для потребителей, располагающих обычной (не дифференциальной АП), появляется возможность производить коррекцию на уровне конечных измерений (координат и скорости). Расчеты показывают, что с использованием описанного подхода к формированию КИ при покрытии ССИ пространственной области 500 х 500 км, остаточные ЭПД не превышают: ° для эфемерид- 1О см; ° для ионосферы — 5 см; ° для тропосферы — 30 см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
