Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации и их применения (2000) (1151868), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Передаваемые с НКА навигационные данные содержат информацию о расхождениях шкал времени. Точность этих данных такова, чтобы точность алгоритмической привязки шкалы времени ОРБ к (1ТС находилась в пределах 90 нс (СКО). Время ОРБ определяется так называемым Е-отсчетом, который представляет собой 29- разрядное двоичное число. Старшие 1О разрядов характеризуют число недель тогда, как оставшиеся 19 разрядов харакгернэуют число 1,5 секундных циклов Х! кода, порождающего Р- код. 2-отсчет привязан к началу цикла Х1 кода н передается в составе навигационного сообщения сигнала НКА с С/А-кодом. Он характеризует время начаяа излучение сигнала н может использоваться для сокращения времени поиска сигнала с Р-кодом. 3.5.
Принципы навигационных определений. Сегмент потребителей Основные принципы навигационных определений в системе ОРБ характеризуются рис. 3.3. Они аналогичны принципам, описанным в главе 2 применительно к системе ГЛОНАСС. Координаты потребителя в системе получаются посредством их расчета по псевдодальностям до НКА, Псевдодальности рассчитываотся (соотношение 2.1) по временным задержкам прохождения сигналов синхронизированных между собой НКА по трассам ГЛАЗА З "НКА-потребитель". Задержки измершотся в результате сопостааленнл принятых псевдослучайных кодов н генерируемых в прнемннке юпнй зтих юдов с учетом априори нзвесгных моментов нзлучений сигналов НКА.
Предварительно производится коррекция ПД за счет компенсации зффекта вращения Земли, тропосферных н ноносферимх погрешностей. В двухчастотной аппарапуре для исхлхгчення ноносферных погрешностей также используется соотношенне (2.1а). св НКА аруженне . поправки Рмо. З.З. Принципы навигационных определений СПУТНИКОВАЯ РАДИОНАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ЙРВ Т = ' ~ 2 24Д,)х(<1,57 Р х 5,0 х10 е (АМР) 1 — — +— Ех 5,0ь!О ') (з) <1,57 (3.1) где Е=~а„ф„",прнбаО О О, приЕ<О (3.2) 2л(г-50400) ( РЕЯ (3.3) э В= 'эД„ф", прн В~72000 () э О, прн Е с 72000 (3.4) Р = 1,0+16,0х!0,53-Е)'. (3.5) При этом эг„и Е л = О, 1, 2, 3, передиотся в составе навигационного сообщения. Кроме ф„= ф, + 0,064 сов(Х, — 1,6173 баэз!лА 2-2+ созф (3.6) ф „+ Р соз А, пРи фэ! Я 0,416, ф, = 0,416,прн ф, >+0,416, -0,416,при ф, <-0,416 (3.7) Р = — '- — — 0,022, Г = 4,32 х10'Лэ + г (с), 0,0137 Е+ 0,11 (3.8) где 0< г< 86400.
Поэтому, если 1~ 86400 с„вычитается 86400 с; если ! < 0 с, то добавляется 86400 с. В соотношениях (3.1) (3.8): эг„— коэффициенты кубического уравнения, характеризующие амплитуду вертикальной задержки (4 коэффициента по 8 бит каждый); эб„— коэффициенты кубического уравнения, харакэернзующие период ноносферной модели (4 коэффнциента по 8 бит каждый); эти параметры передаются в навигационном сообщении в следующем виде (табл.
3.7): гозр — ерема ОБР, вычисляемое в БА. Е и А — соответственно угол возвышения и азимут НКА; фь ߄— геодезические координаты (широта и долгота в системе !ээ!ОБ-84); х — фаза (радианы); Р' — фактор наклонения (безразмерный); г- местное время (с); ф — геомагннтная широта проекции на поверхность Земли точки пересечения ионосферы прямой "НКА — по- В одиочастотной аппаратуре двя компенсацви ионосферных погрешностей использ)- ется уточненная модель Клобучара, Считается, что эта модель позволяет устранить половину этих ошибок [5].
При этом временная поправка Т. к задержке для сигнала на частоте !.! определяется с помощью следующих соотношений: требитель" (средняя высота ионосферы предполагается равной 350 км); и и Я, — геодезическая широта и долгота этой же проекции; чт — центральный угол между местом потребителя н проекцией точки пересечения ионосферы прямой "НКА-потребитель" на поверхность Земли. Все угловые параметры представляются долами полукруга. Таблица 3.7. Параметры нонооферной модели Ионосферная поправка к ПД вычисляетса посредством тЬ1~~, = ст (3.9) Достаточно точные поправки на ошибки от тропосферы для т-го НКА определяются выражением ЛВ,>, =8,8созесЕ„ (3.10) где Е; — угол возвышения. Стандартное отклонение осппочной ошибки составляет примерно 10% от поправки 1131. Далее после использования (3.1)-(3.10) образуется система уравнений (2.2а), неизвестными которой являются три координаты (А; У, 2) и ошибка шкалы времени потребителя Т; проявляющаяся прн априорном определении момента излучения сигнала НКА.
Известнымн параметрами прн этом будут координаты НКА, определенные в системе %08-84 по эфемеридным данным. Учитывая, что нензвесппях оказывается 4, необходимо иметь не менее 4-х определений ПД относительно 4-х НКА. Обычно в поле видимости потребителя оказывается ст 5 до 8 НКА. В первых образцах аппврктуры потребителя решалась задача выбора наилучшего по некоторому критерию созвездия из 4-х НКА. В современной аппаратуре обычно решается переопределенная система уравнений (больше 4-х) и используется итеративный метод нвименыпих квадратов, когда ищется решение, наилучшим образом приближающееся ко всем полученным в результате измерений псевдодальностям (2,3), Составляющие скорости (Х, У, 2) потребителя определяются по измерениям доплеровских сдвигов несущей частоты сигналов НКА, вызываемых движением определяющегося объекта и НКА.
Определенные таким образоы геоцентрическне (в системе %08-84) координаты и составляющие скоростей могут преобразовываться в анштогичные параметры в других системах координат. СПУТНИКОВАЯ РА]8ИОНАВИГАЦИОННАЯ СИСТЯ84А ОРВ Сегмент потребителей включает приемники (аппаратуру потребителей) ОРБ и сообщество самих пользователей. АП принимает сигналы ОРБ, обрабиывает нх, измеряет радионавигационные параметры (псевдодальность и прнрашение псевдодальносгн нлн псевдоскорость) н определяет на их основе координаты н составляюшие скорости в ГСК и поправку к местной шкале времени Т'орт относительно системного времени ОРБ и ее уход, а затем геодезические координаты и высоту над опорным зллнпсоидом в системе координат %ОБ-84 (В, Е, Н) н составляюшие вектора скорости (Рл Рв Гл), для получения которых также используются соотношения с параметрами модели Земли (%ОБ-84), указанными в главе 2. Возможно также определение координат в какой-либо иной системе (Меркатора, Гаусса-Крюгера н тд,), АП производится для навигации подвижных объектов (самолетов; вертолетов, морских и речных судов, автотранспорта), для определения координат при геодезических и землеустроительных работах, для синхронизации систем связи и т.д.
Облик АП существенно зависит от назначения, Ее стоимость находится в диапазоне от ста до нескольких десятков тысяч долл. США. Подробнее вопросы АП рассмотрены в главе 9. 3.6. Точностные характеристики Здесь рассматриваются точностные характеристики номинального или автономного (иедифферснциального) режима использования СРБ. Сами точностные характеристики по форме аналогичны описанным в главе 2.
Точностные характеристики определения места, скорости движения и времени подвижного объекта с помошью ОРБ определяются источниками погрешностей н соответствующими статистическими характеристиками. Этим вопросам посвяшен ряд публикаций. Здесь сошлемся на (!4], как на одну из последних. В табл. 3.8 приведены СКО основных источников ошибок определения псевдодальности. Таблица 3.8. СКО основных источников ошибок определения псевдодальности, м ь В числителе приведены данные источника 1[14]. " В знаменателе приведены данные источника 2 (14]. Из табл. 3.8 следует, что при типичном геометрическом факторе НПОР, равном 2, точность определения координат (СРО, дппз) составит для С/А-кода 50,6 и н 16,2 м (без СД), а для Р-кода 8,2 и 13 и, что не противоречит (5], где отмечается, что сферическая вероятная ошибка должна быть на уровне 16 м.
Более детально точность определения навигационно-временных параметров с различными доверительными уровнями (%) может быть охарактеризована табл. 3.9 [14]. ГЛАВА З ЕО Таблица 3.9. Характеристики ошибок определения навигационно-временных параметров Уровни погрешностей табл. 3.9 не противоречат приводимым в других источниках.
таких, как Федеральный радионавигационный план США н т.д. Представляется интересным сопоставить указанные характеристики с данными реальных наблюдений. На рис. 3.4 приведены оценки погрешностей определения места в осях "север — восток", полученные при суточных наблюдениях сигналов с С/А-кодами созвездия ОРИ 18.1.99 в Лаборатории Линкольна МТИ с помошью приемника СтО-24 Абпгесп. Выборка через 1 мнн, 16 1.99 Северная оанбка 100 Омнбка в плане, м 60% 19. 1 вбв 46 6 99%. 60.6 Оммбка па вертмкапм, и 60% 96.0 95' 79 е 99в/ 10/ б н НООР К! (54/я! 1 н нООР < 2 (46зт4 -100 -100 100 Воотонная оанбка Рис. 3.4. Ошибки местоопределения по системе ОРИ СЛУТНИКОВАЯ РАДИОНАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОРЗ Слелует отметить, что за счет лучшего геометрического фактора 1Н13ОР< 1 в 54% случаев) ошибки определения координат и высоты получились почти в 2 раза меньше, чем определено в табл. 3.9 для доверительных уровней 50% н 95%.
На рис. 3.5 приведены оценки лоюрешностей определения составляющих скорости в тех же наблюдениях. Как видно, погрешности горизонтальных составляющих скорости находятся на уровне 0,17 и 0,42 и/с длл 50% и 95% случаев соозвеюственно, что больше 0,07 и 0,2 мюс для доверительных уровней соотвюственно 50% н 95 Ял примерно в 2 раза . Выборка через ю юлин,161% северная яянеяв 1,0 По шризоитаяа, июе 60% 0 1Г 99% 0.49 99ЧЬ 0.68 По вертикали, ото 60ЯА 0 91 96% 0 09 99%: 0.94 и Н ПОР З 1 Д9%1 л- 1 < НПОО Я 9 146;Ц -1 0 -0 б 00 06 1.0 Всотолюоя оонбяя Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
