Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1151865), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Поэтому дисперсия общей ошибки определяется как 2 сумма дисперсий отдельных составляющих. Приводимые в таблице значения отдельных составляющих соответствуют остаточным значениям погрешностей, т.е. предполагается, что в приемнике приняты меры по снижению погрешностей определения псевдо дальности и псевдо скорости, описанные в п. 7.7. Погрешность, вносимая приемником, дается для автономно работающего одно- частотного стационарного (неподвижного) приемника с двухэтапной обработкой сигналов, при приеме сигнала от НС, находящегося в зените.
Учитывая данный комментарий, величина общей (итоговой) погрешности в табл. 7.1, 7.2 имеет смысл потенциальной, т.е. предельно достижимой в реальной аппаратуре. Таблица 7.1. Бюджет погрешностей определения псевдо дальности Таблица 7.2. Бюджет погрешностей определения псевдо скорости 7.9. Погрешности, вносимые на этапе решения навигационной задачи Оценки псевдо дальностей и псевдо скоростей, полученные на этапе первичной обработки по четырем или более видимым НС, используются для расчета оценок координат и вектора скорости потребителя, составляющего суть вторичной обработки информации (см. п.
б.4) в приемнике (или решения навигационной задачи). При проведении необходимых расчетов используется 298 Источники погрешностей и точность НВО информация о координатах и составляющих вектора скорости (эфемериды) каждого НС, которая извлекается из навигационного сообщения. Точность этой эфемеридной информации непосредственно влияет на точность НВО. Кроме того, при пересчете оценок псевдо дальностей в координаты потребителя осуществляется преобразование погрешностей определения псевдо дальностей в погрешности определения координат потребителя. При этом происходит ухудшение точности определения координат потребителя по сравнению с точностью определения псевдо дальностей, зависящее от геометрии расположения потребителя и НС, сигналы которых принимаются в обработку.
Для количественной оценки данного эффекта используют понятие геометрического фактора. 7.9.1. Погрешности эфемеридного обеспечения Одной из основных задач наземного сегмента контроля и управления является формирование предсказанных на заданные моменты времени ~ь значений эфемерид всех НС и передача их на НС, где они закладываются в навигационное сообщение. Подробное описание процедур формирования и закладки эфемеридной информации приведено в п.
11.б. В данном разделе рассматривается лишь точность эфемеридной информации и ее влияние на точность НВО. При проведении экспериментальных исследований под эфемеридными погрешностями понимают: 61 — трансверсальная (по касательной к траектории); ог — радиальная; оп — нормальная (по нормали к плоскости, образуемой векторами Я, ог).
В [7.51 приведены результаты экспериментальных исследований эфемеридных погрешностей для НС ОРИ, под которыми понимают погрешности предсказанных значений эфемерид (закладываемых в навигационное сообщение) относительно точно измеренных значений. Итоговые результаты данных исследований приведены в табл. 7.3. Таблица 7.3.
Экспериментальные значения эфемерндных погрешностей К сожалению экспериментальных данных по определению эфемеридных погрешностей для НС ГЛОНАСС в настоящее время нет. Поэтому в дальнейшем будем полагать, что они несущественно отличаются от данных для НС ОРИ. 299 Глава 7 Определенные выше эфемеридные погрешности принято пересчитывать в эквивалентную ошибку определения псевдо дальности.
Обусловлено это тем, что погрешности определения псевдо дальностей все равно пересчитываются через геометрический фактор в погрешности определения координат потребителя, поэтому нет смысла пересчитывать отдельно погрешности эфемеридного обеспечения. Общая формула для пересчета эфемеридных погрешностей в погрешности определения псевдо дальности имеет вид Мд,', = ~,~~6, ~- «„(~~6. -~ ~~Я ), (7.72) где коэффициенты 1„,1, определяют вклад соответствующих ошибок в итоговую ошибку и зависят от взаимного положения НС и потребителя.
В 17.51 рассчитаны усредненные (по различным угловым положениям НС и потребителя) значения этих коэффициентов: А„ = 0,959,й, = 0,0204 . Используя данные табл. 7.3 и приведенные значения коэффициентов, получаем приведенную к псевдо дальности погрешность, обусловленную эфемеридными погрешностями аД, = 1,27 м. Это значение отличается, например, от аналогичного значения (6Д = = 4 м), приведенного в ~6.11~. Поэтому, для дальнейшего анализа примем среднее из данных двух значений, т.е. дД, = 2,6 м. Добавляя данную погрешность в табл. 7.1, получаем интегрированный бюджет погрешностей определения псевдо дальности (табл. 7.4). Таблица 7.4.
Интегрированный бюджет погрешностей определения псевдо дальности 7.9.2. Геометрический фактор в СРНС В п. 6.4.3 при рассмотрении одношагового алгоритма вторичной обработки информации получено соотношение (6.211), связывающее ошибки опреде- 300 Источники погрешностей и точность НВО ления вектора состояния потребителя х=~хугД'~ с ошибками определения вектора псевдо дальностей Лу - = Д вЂ” Д, которое имеет вид Лх = Й'Й Й'Лу -, (7.73) где Й вЂ” матрица направляющих косинусов (6.214). Рассчитаем корреляционную матрицу ошибок Лх: «.,=«[(лх-н[л*]) ( *-и] *])'1 =« '«. -« *=(«*«-' «) (7.74) где К, — =М Лу- -М Лу- Лу- -М Лу- — корреляционная матрица погрешностей определения псевдо дальностей (в дальнейшем будем полагать М[Лх1= М[у -] =О). Диагональными членами корреляционных матриц К, - и К, „являются дисперсии определения псевдо дальностей (о.-, ! =1,Ж) и пространсгвен- 2 ! но-временныхкоординатпотребителя (о.~ ~т', о;~ сг~,).
У' Из (7.74) следует, что соотношение между погрешностями определения псевдо дальностей и пространственно-временных координат потребителя зависит только от вида матрицы направляющих косинусов Й, т. е. от геометрии взаимного расположения НС и потребителя. Таким образом, важным условием достижения высокой точности навигационных определений в СРНС является такое взаимное пространственное расположение рабочего созвездия НС и потребителя, при котором обеспечивается требуемая точность НВО при заданном уровне погрешностей измерения псевдо дальностей.
На этом выводе основана концепция коэффициента геометрии К„, являющегося мерой уменьшения точности навигационных определений в СРНС из-за особенностей пространственного расположения НС и потребителя (в иностранной литературе используется обозначение ОПОР (деогпеМс с1е1ц1юп оГргес1яоп). Количественная характеристика К„вводится для случая, когда погрешности определения псевдо дальностей до НС равновелики и некоррелированы. В этом случае матрица К, - = сг, 1, а (7.86) принимает вид к, „=о ЙЙ 301 где о-2 — дисперсия погрешностей определения псевдо дальностей; 1— единичная матрица соответствующего размера.
Источники погрешностей и точность НВО Наиболее важной характеристикой СРНС является точность определения метоположения, поэтому чаще используются параметры К, „(РРОР), К, „(НООР) и К,,(ЧЭОР). Использованные выше приближения (несмещенность, некоррелированность погрешностей и др.) искажают значения погрешностей НВО для реальных ситуаций, когда необходимо учитывать множество неслучайных, в общем случае неравноточных составляющих и центрированных случайных составляющих, имеющих неравные дисперсии и произвольные коэффициенты авто- и взаимокорреляции. Тем не менее, использование определенного выше коэффициента геометрии находит широкое применение. Можно показать, что минимальное значение К, „= 1,5 достигается в случае, когда потребитель находится в центре правильного тетраэдра 16.11]. Для наземного потребителя минимальное значение К, „= 1,63 достигается тогда, когда один НС находится в зените, а три других равномерно расположены в горизонтальной плоскости.
Таким образом, для минимизации К„„необходимо максимизировать объем тетраэдра. Характеристики стандартной орбитальной конфигурации спутников в СРНС ГЛОНАСС таковы, что они с вероятностью 99,9 % и более обеспечивают в глобальной рабочей зоне видимость в любом 24-часовом интервале четырех и более спутников, при этом четыре спутника обеспечивают РРОР<6 (в случае использования "угла маски", равного 5 ).
При этом среднее значение НООР = 1,5, а ЧООР =2,2. Значения геометрических факторов, обеспечиваемых орбитальной группировкой, и вероятности видимости Р„заданного числа спутников М в СРНС ГЛОНАСС 17.9~ приведены в табл. 7.5. Таблица 7.5. Геометрический фактор в СРНС 303 Глава 7 Эти данные можно использовать для оценки точности определения координат местоположения потребителя в горизонтальной (режим двумерных измерений или 2-Р) и вертикальной плоскостях, в трехмерном пространстве (режим трехмерных измерений или 3-П) и т. д. Так, используя потенциальное значение суммарной погрешности определения псевдо дальности, приведенную в табл.
7.4, можно рассчитать потенциальную погрешность определения пространственного положения !сферическая ошибка) потребителя, например, для 4 НС о;Ф„„— - К, „с>., =15,2 м. Аналогичные ошибки определения координат потребителя в горизонтальной плоскости и по высоте: гг„„„„= К„,г„= 8,7 м, о„р, „„= К,,о' = 12,4 м. Литература 7.1. Радиоэлектронные системы: основы построения и функционирования. Справочник/ Под ред. Я.Д Ширмана. — М.: ЗАО «МАКВИС», 1998.
7.2. Грудинская Г. П. Распространение радиоволн. — М.: Высшая школа, 1975. 73.Долуханов М П. Распространение радиоволн. — М.: Связь, 1972. 7.4. Биос/>ап8Хи. бРБ. ТЬеогу, А18ог!1Ьп>я апд Арр!!саг!оп. — Брг!п8ег-Чег!ад, Вег!!и, 2003. 7.5. б1оЬа1 Роябоп!п8 БуаГеп>: ТЬеогу апг! Арр1!саГ!оп/ Еред Ьу В.%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
