Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 20
Текст из файла (страница 20)
К(у) 1 + 21(96 — у)/90] О. (5.33) Исходными данными для расчета ионосферных поправок на П по приведенному алгоритму явля|отся приближенные значения координат П и НИСЗ, время и коэффициенты а„5,. Коэффициент К(у), называемый фактором наклона, учи(ываст отличие от вертикального распространение радиосигналов от НИСЗ к П и аппроксимируется формулой По оценкам, приведенным в [160, 178, 182, 184], алгоритм обеспечивает остаточную срсднеквадратическую ионосферную погрешность квазидальности пе более 50 оГр от нескомпеисированной погрешности.
Это объясняется тем, что алгоритм не воспроизводит вариации ЬГ. день ото дня, дает усредненные за 1О дней значения. Кроме того, алгоритм плохо воспроизводит поведение ионосферы на экваториальных широтах ввиду ограниченности возможностей кубической аппроксимации. Использовать алгоритм на высоких широтах, по мнению автора [160, 178], нецелесообразно, так как при <рп )80' интегральная электронная концентрация меньше, чем на средних н низких широтах, а ее вариации во времени значительны.
'Можно построить более точные алгоритмы ионосферной коррекции, однако при этом необходимо сообщать потребителю больший объем ионосферных данных и усложненное математическое обеспечение на потребителе. Алгоритм, разработанный в [!60, !78], является в известной степени компромиссным решением между сложностью организации прогноза гелиогео-физических условиИ и точностью введения коррекции.
Метод полусуммы. Основан на том известном факте, что ионосферные поправки на фазовый и групповой пути одинаковы, но противоположны по знаку: Ьгирр = ЬГнф — ЬГн. Действительно, измерив квазидальность по дальномерному коду Гинн< =ГО+ЬГн+ЬГ! И ПО фаэв НЕСуШЕЙ Чаетптм Гнннр= Га+ЬГн+ +Ьгр и взяв их полусумму, можно убедиться, что результат не содержит ионосферной составляющей: Г„,„, + Г„,„р аГ, + а< 2 О+ 2 (5.34) Шумовая составляющая погрешностей измерении квазидальности (ЬГ<+Ьгр)/2 в этом случае определяется в основном шумами измерений по дальномерному коду, так как точность фазовых измерений значительно выше.
Однако фазовым измерениям присуша неоднозначность и для практической реализации алгоритма (5.34) на потребителе следует устранить многозначность фазовых 'измерений, что для подвижных потребителей представляет непростую задачу. С другой стор<и«<, лли геодезической аппаратуры, где не требуется быстрого решения навигационной задачи, неоднозначности фазовых отсчетов моною избежать, по получаемая при этом результирующая точность измерения квазидальности определяется точностью не фазовых, а групповь<х измерений, что неприемлемо для геодезической АП.
Метод полусуммы можно использовать для сужения начальной области неопределенности отсчетов при фазовом способе измерения разностей квазидальностей [184]. Для уменьшения рефракционных погрешностей по результатам дополнительных текущих измерений используется многочастотный способ исключения ионосферной ошибки (25], а также способ, основанный на разностных измерениях по нескольким НИСЗ. Остановимся более подробно на первом способе'.
В диапазоне длин волн, отведенном для СРНС, обычно излучаются только две частоты. Оценим допустимые аппаратурные погрешности измерений дальности г н скорости г при 2-частотном способе измерения и установим оптимальное распределение мощностей между частотами, обеспечивающее минимум суммарной мощности передающего устройства НИСЗ.
Способ исключения ионосферной ошибки при измерении параметра Л'>, (=0; (, причем (=0 соответствует измерению дальности г, а (=1 — скорости г по сигналам, излучаемым на двух когерентных частотах, заключается в следующем. В первом приближении измеренное значение параметра Л! можно представить в виде Г„1„=г«+ф~ +ЛЛ +Ьга (5.35) где гхо — истинное значение параметра; д~ — коэффициент, характеризующий состояние ионосферы; Лгю — остаточная погрешность измерения параметра, обусловленная рефракцией в тропосфере и неточностью знания скорости света; Ьг,"~ — аппаратурная погрешность. Второе слагаемое в правой части уравнения представляет собой погрешность измерения параметра ЛО, обусловленную рефракцией радиоволн в ионосфере (см.
(5.(0), (5.)4)). Если для измерения используются две когерентные частоты )~ и )ь связанные соотношением п)з=ш(ь т, л — целые числа, (5.36)- то истинное значение параметра г(л можно получить, совместно решив два уравнения вида (5.35) для каждой из частот с учетом соотношения (5.36): Ошибки ЛЛЕМ нс зависит от частоты и одинаковы в обоих измерительных каналах (нндексы «!» и «2» здесь и далее соответствуют первому и второму частотным каналам); Лг!о=аР; аппаратуриые погрешности Л4)л в двух каналах будем считать некоррелнрованнымн случайными величинами, отношение дисперсий которых зависит от отношения частот: о'гэ! /о" Л.! = К1(11/6) (5.37) Параметр К) определяется условиями приема в каждом частотном канале К~~ =(Р„м/Р„,д) (Тх, (Тю ) при идентичности сигналов на обеих частотах по всем незнергетическим параметрам.
С учетом изложенного дисперсия оценки параметра г~'> представляется в виде , >, л" ( ' "+ л, »>' охг = о г> + а г,> (ч' — т') (5.38) и не содержит ионосферной составляющей. Задаваясь допустимой суммарной погрешностью измерения параметра оз гп>, с помощью формул (5.37) и (5.38) можно найти допустимые аппаратурные погрешности в каждом частотном канале. Этн погрешности возрастают с увеличением разноса частот н с уменьшением параметра Кь Однако за счет увеличения разноса частот увеличить допустимые аппаратурные погрешности не всегда возможно из-за трудностей использования одной антенны на две частоты.
Поэтому дальше рассмотрим вариант увеличения допустимых аппаратурных погрешностей путем выбора оптимального значения параметра К> прн фиксированном разносе частот между каналами. Оптимальное значение параметра К>, минимизирующее суммарную мощность передатчика НИСЗ на двух когерентных частотах, К>опт (л/>и) ( Тх> ~е> >Те! Те!) (5.39) В7 различно для режимов измерения г н г.
Следовательно, и оптимальное значение суммарной мощности передатчика НИСЗ будет также различным при измерении только дальности (Р„„,) или только скорости (Р;.„,). Если же в системе предусмотрено одновременное измерение г и г, то значения Км. = КО= К1 должны быть выбраны такимн, при которых мощность передатчика НИСЗ удовлетворяет условию Р;„' = гпах(Р,.„„Р;. ). Очевидно, при Р„„,=Р; „„значение Р,„будет минимальным (Р,„„„„). Уравнения (5.38) и (5.39) позволяют сформулировать требования, предъявляемые к допустимым суммарным погрешностям изме. рения г и г, при которых Р=Р,м„„„„. Двухчастотный алгоритм п<юосфериой коррекции обеспечивает наибольшую точность.
Однако длн его реализации трсбустси удвоенное число каналов обработки радионавигационных сигналов. Компромиссным решением между аппаратуриой сложностью и точностью коррекции является дискретное введение коррекции, поочередно по каждому спутнику, а также дискретная двухчастотиая коррекция в сочетании с использованием ионосферных прогнозов. Можно также уменьшить рефракционные погрешности путем перехода к разностным измерениям, к работе АП в дифференциальном режиме. Прн этом ошибки, имеющие квазисистематический характер, частично или полностью компенсируются, но подчеркиваются погрешности случайного характера.
Т.з. ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ РагДИОЛИНИЛ в зависимости от Расположения овслэживдемого слоя Ранее рассматривался случай приземного расположения П. Рассмотрим теперь, какие особенности сопутствуют энергетическим расчетам навигационных радиолиний для П, расположенных на высоте Н„' над поверхностью Земли, вплоть до Н„) Н,. Как уже отмечалось в $5.3, затухание и рефракционные ошибки, обусловленные поглощением и рефракциеи радиоволн в атмосфере Земли, зависят от длины пути, проходимого,радиоволной в атмосфере.
Этот путь зависит от угла места у, высоты орбиты спутника — излучателя радионавигационных сигналов Н„высотного расположения определяющегося объекта Н и взаимного расположения НИСЗ и П. На рис. 5.3 указаны возможные области взаимного расположения П и НИСЗ. Участок ! — 2 соответствует приземному расположению П (Н„-О) и для него справедливы формулы и соотношения, приведенные в $5.3. Остальные участки, попадающие в зону радиовидимости НИСЗ, соответствуют высотному расположению П. При высотном расположении П (Н,)0) возможны как малые, так и большие длины пути, проходимого радиоволнами через атмосферу при одном и том же значении Н„по сравнению с вариантом приземного его расположешмь Так, П, находящийся в области I, принимает радиосигналы от НИСЗ, вообще не проходящие через тропосферу и ионосферу Земли, а П, расположенные вдоль лучей А н 8, принимают радиосигналы, максимально искаженные ионосферой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
