Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1151865), страница 90
Текст из файла (страница 90)
По предварительным расчетам, размещение станций первичных измерений только на территории РФ приведет к снижению потенциально достижимых характеристик, а именно: оперативность оповещения потребителя снизится примерно на 10...15 ',4 (за счет предварительного накопления выборки измерений при восходе спутника); точность определения погрешностей распространения сигнала над приграничными областями РФ уменьшится на 20...25 ',4 (из-за потери почти 50 ',4 томографических срезов ионизированных областей Земли и пропуска из-за этого локальных неоднородностей среды распространения навигационных сигналов).
Однако перечисленные недостатки проявляются в относительно узких приграничных областях РФ и не являются катастрофическими. Поэтому вполне допустимо развертывать систему мониторинга ГЛОНАСС/бРЯ только на территории РФ. В дальнейшем возможно наращивание уже развернутой системы путем дополнительного глобального размещения станций первичных измерений или использования в действующей системе информации от доступных источников «сырых» измерений, расположенных вне территории РФ. Таким образом, главная цель служб мониторинга — выявление ситуаций нештатного функционирования СРНС и своевременное информирование о них пользователей. Настоятельная необходимость создания Российской системы мониторинга навигационных полей ГЛОНАСС/бРЯ определяется ужесточением требований к достоверности получаемых потребителем навигационных определений, а также резким сокращением допустимого времени реакции на возможные неисправности в СРНС.
Кроме того, развертывание подсистем ионосферного и тропосферного мониторинга позволяет совместить решение проблемы мониторинга трасс распространения навигационных сигналов и выявления их аномальных зон с решением проблемы точной компенсации погрешностей распространения навигационных сигналов, что в конечном счете повышает точность определения местоположения потребителя. 14.3.2. Основные задачи системы мониторинга СРНС Главной задачей системы мониторинга является оценивание (мониторинг) качества функционирования СРНС ГЛОНАСС и бРЯ. Система должна осуществлять два типа мониторинга: оперативный и апостериорный. Основным назначением оперативного мониторинга является скорейшее предупреждение потребителя о возникновении нарушений в функционировании СРНС.
543 Глава 14 Таким образом, задачами «оперативного мониторинга» является: оценивание в реальном времени ошибок измерения псевдо дальностей по сигналам НС ГЛОНАСС и ОРИ; информирование потребителей о величинах этих ошибок. Мониторингу подвергаются только гражданские сигналы СРНС ГЛОНАСС и ОРИ. Погрешности измерений по сигналам СРНС содержат следующие состав- ляющие: погрешности вследствие влияния ионосферы; погрешности вследствие влияния тропосферы; погрешности эфемерид НС; погрешности частотно-временных параметров НС.
Задачей оперативного мониторинга (ОМ) является оценка совокупного влияния погрешностей, вносимых наземным и космическим сегментами систем ГЛОНАСС и ОРИ, т.е. его функция — учет влияния лишь погрешностей эфе- мерид и ЧВП, поскольку они влияют на точность навигации всех потребителей, принимающих сигналы данного НС, в то время как погрешности вследствие влияния тропосферы и ионосферы имеют локальный характер.
Потребителю должны передаваться оценки суммарного влияния погреш- ностей эфемерид и ЧВП на измерения псевдо дальности для конкретного НС. Целесообразно передавать оценки в дискретном виде, для чего можно исполь- зовать слово длиной 4 бита (16 градаций). Информация оперативного мониторинга должна доставляться потребите- лю по имеющимся каналам связи, однако необходимо стремиться к обеспече- нию универсальности аппаратуры всех групп потребителей, находящихся в различных частях земного шара. Для этих целей наиболее подходит передача данных через спутник.
Задачей потребителя после получения результатов оперативного монито- ринга (оценок ошибок измерения псевдо дальностей) является принятие реше- ния о том, вводить или нет измерение по данному НС в обработку, и если вво- дить, то с каким весом. Задачи «апостериорного мониторинга» (АМ)): получение через заданный интервал времени апостериорных оценок сле- дующих параметров: вертикальной задержки навигационных сигналов вследствие влияния ионосферы в диапазоне Е1, вертикальной задержки навигационных сигналов вследствие влияния троп осферы, погрешностей бортовых эфемерид НС ГЛОНАСС и бРБ, погрешностей бортовых ЧВП НС ГЛОНАСС и ОРИ, различия шкал системного времени ГЛОНАСС и ОРИ; 544 Направления совершенствования СРНС ГЛОНАСС оценка статистических характеристик (математического ожидания и СКО) следующих параметров по результатам наблюдения на суточном интервале: отношения сигнал/шум по НС ГЛОНАСС и бРБ, различия шкал системного времени ГЛОНАСС и ОРИ, количества наблюдаемых НС ГЛОНАСС и ОРИ, точности определения горизонтальных и вертикальных составляющих координат с учетом лишь погрешностей эфемерид, ЧВП и текущей геометрии НС, точности определения горизонтальных и вертикальных составляющих скорости с учетом лишь погрешностей эфемерид, ЧВП и текущей геометрии НС, поддержка баз данных, содержащих вышеперечисленные параметры; фиксирование ситуаций, когда НС функционирует аномально.
Оценки погрешностей бортовых эфемерид и ЧВП для каждого НС ГЛОНАСС и ОРЯ могут представляться в виде графиков, имеющих определен- ный интервал. По истечении суток должны строиться графики погрешностей бортовых эфемерид и ЧВП, полученные по более точным эфемеридным данным, являю- щимся результатом обработки большего количества информации. Оценка различия шкал системного времени ГЛОНАСС и ОРЯ может быть представлена в виде графика, имеющего определенный интервал. Статистические характеристики (математическое ожидание и СКО) могут представляться в виде таблиц, полученных по результатам обработки данных, собранных в течение суток.
Для каждого параметра, обработанного на суточном интервале, должна строиться гистограмма распределения, Аномальным считается такое функционирование НС, когда суммарное влияние погрешностей эфемерид и ЧВП превышает некоторый предел. При обнаружении факта аномального функционирования НС необходимо фиксиро- вать значения оценок суммарного влияния погрешностей эфемерид и ЧВП с интервалом 1 с. Результаты апостериорного мониторинга должны храниться в базах дан- ных, доступ к которым со стороны потребителя может быть осуществлен через 1п1егпег. В целях обеспечения избирательного доступа к базам данных должен быть реализован механизм авторизации потребителей.
14.3.3. Структура системы мониторинга целостности СРНС Система мониторинга целостности может состоять из следующих компонентов: пунктов мониторинга (ПМ); 18-1026 545 Глава 14 центра глобального мониторинга (ЦГМ); линий связи между ПМ и ЦГМ; подсистемы информационного обмена; станции закладки (СЗ) информации на борт НС. Задачей ПМ является сбор измерений, позволяющих производить оценку качества функционирования систем ГЛОНАСС и бРЯ. Основным компонентом ПМ является станция мониторинга, в состав которой входит навигационный приемник ГЛОНАСС/ОРИ, обладающий способностью производить измерения по НС ГЛОНАСС и ОРИ в диапазонах Е1/Е2 по фазе кода и несущей.
Задачами ПМ являются: формирование и передача в ЦГМ массивов сырых измерений по фазе кода и несущей в диапазонах Е1~Е2, а также эфемеридно-времен-ной информации, передаваемой в навигационных сообщениях; формирование и передача в ЦГМ результатов измерения метеорологических параметров, служащих для оценки вертикальной тропосферной задержки. Измерения по фазе кода и несущей в диапазонах Е1/Е2 должны производиться с частотой 1 Гц и каждую секунду передаваться в ЦГМ. Эфемеридновременная информация должна передаваться в ЦГМ по мере ее обновления.
Оценки значений метеорологических параметров должны формироваться по результатам измерения и передаваться в ЦГМ с интервалом 15 мин. Аппаратные средства ПМ должны обеспечивать надежное и бесперебойное функционирование. Центр глобального мониторинга предназначен для выполнения следующих задач: сбора измерительных данных с пунктов мониторинга соответствующего региона; выполнения функций оперативного мониторинга по формированию индекса целостности «1п»; передачи с помощью станции закладки значения индекса целостности «1п» на борт НС «Глонасс-К»; контроля содержания сообщения целостности, передаваемого с борта НС индекса целостности «1п» в диапазоне 1200 МГц; ведения баз данных измерений, поступивших в ЦГМ, и результатов ОМ; приема команд по управлению и иной информации.
Задача оперативного мониторинга решается в ЦГМ на основании оценок совокупного влияния ошибок эфемерид и ЧВП, получаемых по данным, поступающим от сети ПМ. Результатом оперативного мониторинга является формирование индекса «1п» для каждого НС ГЛОНАСС и ОРИ. Значения индекса «1п» должны передаваться на станции закладки, откуда они могут закладываться на борт НС «Глонасс-К» или на борт других спутников, предназначенных для пере- 546 Направления совершенствования СРНС ГЛОНАСС дачи информации целостности потребителям. Кроме того, передача индекса «1п» должна производиться по выделенной линии в ЦУС ГЛОНАСС. Центр глобального мониторинга несет на себе основную нагрузку по управлению работой системы мониторинга и обработке данных.
В ЦГМ стекаются все потоки информации от различных частей системы мониторинга. В общей формулировке задачами ЦГМ являются: проведение апостериорного мониторинга; проведение контроля результатов оперативного мониторинга, полученных на ПМ; хранение и предоставление потребителям результатов оперативного и апостериорного мониторинга; обеспечение связи со всеми ПМ в составе системы; обеспечение связи с ЦУС ГЛОНАСС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
