Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1151865), страница 72
Текст из файла (страница 72)
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. (7.3)) 443 Глава 12 д,(1) =д,(;)+ад,(1) =д,(1)+1'хТ с (1)-ЬТ Я~с+Ьд,(1). л,о) =[(х,.о) — хо)) +)у,о) — уо)) +)г,.о) — шо)) ] (12.1) где (12.2) — геометрическая дальность между 1-м НС с координатами х,, у,, г, и НАП с координатами х, у, х; ЬТнс, (1) — смещение БШВ НС относительно систем- ного времени; ЬТ (1) — смещение ШВП относительно системного времени; 6Д(1) = 6Д„,„(1)+ ЮД~,„(1)+ ЮД„, (1)+ К вЂ” (1), (12.3) где 6Д„,„ — погрешность измерения псевдо дальности, обусловленная влиянием ионосферы; 6Д,~,„— погрешность измерения псевдо дальности, обусловленная влиянием тропосферы; 6Д„~ — погрешность измерения псевдо дальности, обусловленная приемником; к; — прочие составляющие погреш- ности определения псевдо дальности, не входящие в описанные выше.
Пусть ОИС находится в точке с известными координатами (х,„, у,„, г,„1= х,„. Тогда геометрическая дальность между ОИС и 1-м НС в момент времени 1о определяется выражением г 2 21 1/2 л„,г~~ю)=[)*~ою) *„) +)Уою) У„) ~)~;оо) ~„) ] (12.4) В момент времени 1о на ОИС измеряется псевдо дальность Д,„, (1о), для которой справедливо выражение (12.1). Поэтому для скалярной поправки Лр, (1о, х,„) к измерению псевдо дальности можно записать р) (1О~ Хоп) = Допю (1О) Допл (~О) = (А1НС| (1О) А1пр (~О)) ~д) (1О>Хоп) ' (12.5) Дифференциальные поправки Лр, (1о,х,„) формируются на ККС для всех видимых НС (1=1, Ю ) и передаются потребителям. Поскольку время формирования поправок го на ОИС не совпадает с временем их применения 1 в НАП, для улучшения качества коррекции можно использовать экстраполированную поправку к псевдо дальности Лр,.
(1, х.,) = Лр, (1о,х.„)+ Ьр, (го,х,„)(1 — 1о), 444 где Лр, (г,х„,) = ИАр, (1,х,„)/й ., характеризует скорость изменения дифференциальной поправки во времени. Глава 12 мер, погрешности многолучевого распространения навигационных сигналов. Поскольку при распространении ДП по линиям связи возникает задержка сигнала, зависящая от расстояния между ОИС и НС, необходимо решать проблему согласования времени формирования ДП и времени их использования в НАП (например, использовать экстраполированные поправки (12.б)). Из формулы (12.5) для скалярной поправки Лр, (1о,х„) видно, что можно выделить различные медленно меняющиеся составляющие, например, смещение БШВ ЬТнс, (1) и ионосферную погрешность оД„,„(1,х) .
Поэтому на ОИС можно формировать отдельные поправки для каждой из указанных составляющих суммарной погрешности и передавать их потребителю. Таким образом, получается векторнси поправка, т.е. поправка, состоящая из нескольких составляющих. Для высокоточного ДР используются измерения псевдо фаз на ОИС и в НАП. Сигнал от 1-го НС на входе приемника может быть записан в виде и,„, (1) = АЬ „(1 — г (1)) 6„, (1 — г Я)со3~ сц(1 — т(1))+ ф~), (12.8) где в, = 2л 1", — несущая частота сигнала 1-го НС; фо — начальная фаза излучения, которую для простоты положим нулевой.
Введем текущую полную псевдо фазу, полагая для простоты рассуждений Фо =0: фЯ=сцгЯ=2лХ, +ф(1), (12.9) где Ж, — целое число периодов (частоты Л) полной фазы; ф(г)<2х— «дробная часть» периода фазы высокочастотного заполнения. В когерентном приемнике сигналов НС осуществляется слежение за фазой сигнала (12.8), и в контуре следящей системы формируется оценка дробной части фазы, т.е.
ф. Пусть на ОИС проведены измерения псевдо дальности (12.1) и псевдо фазы (12.9) для 1-го НС. Тогда, подставляя (12.1) в (12.9), запишем — л,.'!!!= — (л(г!4!!т~.,(!) — ьт (!))с-;Блф)=2!!й! !!-ф(!) ! или ~, (1)Я, ' =Д;(1)+(1~Тнс, (1) АТЬ(1)) + лД'(1) 1~;1оис)А (12 0) где Ж,.1 и 1 — целое число периодов полной фазы сигнала с частотой ~, принятого на ОИС. Из (12.10) видно, что фазовые измерения зависят, во-первых, от погрешностей (ЛТнс, (1) — ЛТ„р (1))с+6Д, (1), характерных и для псевдо дальномерных 446 Дифференциальный режим СРНС ГЛОНАСС измерений (12.1), а во-вторых, от параметра М,.1оис), определяющего неоднозначность фазовых измерений.
Действительно, поскольку ф(~) < 2~г, измерив ф из (12.9), нельзя определить точное значение псевдо дальности Д,, если неизвестно У;. Поэтому Ж,.1 ис1 иногда называют параметром неоднозначности фазовых измерений. Заметим, что если в приемнике сигналов СРНС обеспечивается слежение за фазой сигнала без перескоков оценки фазы ф Я на целое число периодов, то параметр Ж,.1ои 1 остается постоянным в процессе слежения. Из сравнения (12.1) и (12.10) следует, что они принципиально отличаются наличием (или отсутствием) параметра неоднозначности У,.
Из этого факта вытекает отличие высокоточного от стандартного ДР, а именно: в высокоточном ДР на ОИС формируются не только дифференциальные поправки псевдо дальности и псевдо скорости, но и оценка параметра неоднозначности У,.1ои ) фазовых измерений, которая также должна передаваться потребителю. Из (12.10) видно, что для установления однозначности и высокой точности определения дальности Д, по фазовым измерениям ф,, необходимо оценить погрешность (ЛТнс,Я вЂ” ЬТ„р(г) 1с+ оД, (к) (которая есть не что иное, как погрешность дальномерных измерений), параметр неоднозначности Ж, и вычесть эти оценки из ф, .
Поэтому, принимая в качестве указанных оценок полученные от ОИС поправки Лр, (г), Лр, (~) и Х,.1кк,), в НАП можно сформировать скорректированное значение псевдо фазы по формуле ф..., (~') 1, ф, „(~') 1, 2~т 2л — '+М(~')+~1оис) = = Дю (~')+ ~~Тнс г (~') — ~~Тнс г (~'))+(~Тпроп (~') — АТр ('))с+ «-(гд„.„<!') — юд„.„(г')) «-(юд „'П"1 — адп .„(г'))+ +(~д„, Я-~д,„Я~~4а,-„~(~)-кд.„(~))- -(п~~~п)4-Х~оиц4) С'2"~ где г' — время проведения измерений в НАП; ЛУ,.
== Ж,.1н~п)Я,. — -У, и Л,.— разность параметров неоднозначности фазовых измерений по линиям НС— ОИС и НС вЂ” НАП соответственно. 447 Глава 12 Если НС находится в плоскости, перпендикулярной линии НАП вЂ” ОИС и проходящей через середину этой линии, то д,у, = О (при условии небольших расстояний между НАП и ОИС). 12.3. Пространственно-временные характеристики дифференциальных поправок Характерной особенностью дифференциальных режимов является то, что дифференциальная поправка Лр(го,х,„) формируется в одной точке пространства (с координатами х,„) и в один момент времени (го), а используются они в другой точке пространства и в другой момент времени.
Наименьшая погрешность измерений при использовании ДР получается, если НАП расположена в той же точке, что и ОИС, а измерения в НАП проводятся в тот же момент времени, в который формируются ДП. В этом случае поправка Лр(1о,х,„) является наилучшей в том смысле, что поправки Лр(1,х), полученные от ОИС, расположенных в других точках (с координатами х ), и сформированные в другой момент времени (1), будут приводить к худшим результатам коррекции измерений псевдо дальности в НАП.
Представим теперь обратную ситуацию: НАП находится в точке с координатами х, измерения проводятся в момент времени г, а от ОИС получены поправки Лр(10,х,„) . Для такой НАП поправка Лр(1,х) (при ее наличии) была бы наилучшей, а поправка Лр(10,х,„) будет хуже. Разложим Лр(го,х,„) в ряд Тейлора в точке (1, х) и ограничимся линейными членами разложения Ьр(1о,х,„) = Ьр(~,х)+ (х„— х)+ (10 — 1). дЛр(1,х) дЛр(~,х) (12.12) оп О Здесь первое слагаемое в правой части равенства является наилучшей поправкой для рассматриваемой НАП, а два вторых слагаемых характеризуют отклонение принятой от ОИС поправки от наилучшей. Причем первое слагаемое соответствует ухудшению, обусловленному различием пространственного положения ОИС и НАП.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
