Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 56
Текст из файла (страница 56)
В первом приближении можно считать, что ошибки расчета НП связаны с точностью знания эфемерид бь),. Если погрешности эфемерид невелики, то корреляционная матрица расчета НП может быть определена в виде К = С„К,С'. (! 6.3) где С'= (!С'ь С'„,, С'„!1 — матрица прогнозов, Ср;= ()д)тзоь/дь)зь даос(дг(зз, "11, К.— коРРелЯционнаЯ матРица погРешностей эфемерид.
Матрица Ко отличается от матрицы К„тем, что ее элементы (16.3) зависят от взаимного расположения НИСЗ и П, и прн анализе точностных свойств ССРНС это должно учитываться. Количественные данные об ошибках эфемерид НИСЗ системы «Навстар» [!42] в орбитальной системс координат следующие: Составлньошис погрешности коррекции коррекции Радиалвнаи Продольная Поперечная 0,5 и З,о м 1,7 и 15,0 м г,'а м Чтобы воспользоваться значениями элементов матрицы Ср, когда погрешности эфемерид представлены в орбитальной систе- 252 ме координат, необходимо пересчитывать их сначала в геоцентрическую связанную систему координат по формулам, приведенным, например, в [70[.
В ряде приложений при грубой оценке ожидаемых точностных характеристик ССРНС иногда игнорируют зависимость элементов матрицы Ко от взаимного расположения НИСЗ и потребителя. В этих случаях рассчитывают некое усредненное значение проекции ошибки эфемерид па направление, например, дальности НИСЗ вЂ” П. Данные о таких проекциях можно найти, например, в [142[. НЬА ОТОЕРАЖЕНИЕ ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ СРНС Выражение (14.19) позволяет оценить точность определения НП в любой точке рабочей зоны СРНС с помощью корреляционной матрицы К„элементы которой зависят как от взаимного расположения НИСЗ и П, так и от вида выбранной рабочей системы координат.
Нередко необходимо отобразить распределение ошибок навигационных определений в рабочей области СРНС, чтобы выявить, например, зоны повышенной и пониженной точности на этапе проектирования СРНС, сравнить по точностному критерию различные баллистические конфигурации систем и т. д. Элементы матрицы К (1) характеризуют дисперсии ошибок определения пространственных координат, каждой из трех составляющих скорости, поправки к местной шкале времени и скорости ее ухода, а также корреляционные связи между каждой парой составляющих вектора состояния, таким образом в рассматриваемом случае К (1) — симметричная квадратная матрица размерности 8Х8. Поскольку она является положительно определенной, то зто позволяет в каждой точке зоны СРНС построить изменяющийся во времени 8-мерный эллипсоид рассеяния.
Трудности подобного отображения состоят в многомерности и необозримости получаемого поля ошибок, в изменении этого поля со временем, а также в различиях размерности вектора состояния п(1) для отдельных классов П, Традиционно наибольшее внимание при анализе радионавигационных систем уделяется точности определения координат П [2, 5[, причем в качестве характеристики точности использустсн радиус круга (нри опрсдслсппнх пп поверхности Земли) или радиус сферы (при определениях и пространстве) ошибок места заданной вероятности.
Зависимость указанного радиуса от вероятности чсрез элементарные функции не выражается. Поэтому за меру точности принимают [122[ СКО места. Вероятность попадания в круг указанного радиуса составит [5[ 63...68 К в зависимости от соотношения длин полуосей соответсгвующего эллипса. Вероятность попадания в сферу соответст- 253 зующего радиуса прн независимых н равных ошибках определения прямоугольных координат около 61 о~ [122!.
В двумерном случае отображение точностиых характеристик определения координат места приводит к кривым равных значений СКО на поверхности Земли. В трехмерном случае необходимо отображать рид сечений зоны действия системы концентрическими сферами различных радиусов. При этом СКО места необходимо рассчитывать в правой топоцентрической системе координат 1ТСК), ось абсцисс которой Хч лежит в касательной плоскости к поверхности земного шара и направлена по параллели, ось ординат Хх лежит в этой же плоскости н направлена по меридиану, ось аппликат Х„направлена по радиусу от центра Земли.
Корреляционная матрица К,(1) пересчитывается в ТСК по формуле со54р соЬЛ соз~р 51ПЛ Б! Пф — з1пЛ созЛ 0 з1пф созЛ вЂ” з1пф з)пЛ сов<у Ах = — оператор преобразования координат из ССК в ТСК, Г „— блок матрицы К,, соответствующий погрешностям координат: Гхх Гх. Гк~ Гхг Гхю Гию 1м 1 юг Гк! Ги( 1 и Гм Г Г„Г, Г 254 Аналогично можно отобразить погрешности составляющих скорости П, определения поправок по времени и частоте.
Прн таком подходе к отображению точностных характеристик теряется информация о корреляционных связях погрешностей координат, скорости и шкал времени. Тем не менее подобное отображение позволяет обозреть зоны повышенной и пониженной точности системы и дает представление о точностных возможностях СРНС. В СРНС картина распределения погрешностей меняется во времени, что приводит к необходимости построения кривых равной точности в различныс моменты времени. Из сказанного ясно, что отображение точностных характеристик СРНС вЂ” весьма сложный и трудоемкий процесс, а наглядность его невелика, особенно при сравнительном анализе различных вариантов построения одной и той же системы.
В последнем случае гораздо удобнее построить кривые распределения ошибок в зоне действия системы Р(о). Эти кривые показывают, насколько велика вероятность того, что СКО определения места, скорости и поправок к шкале времени не превзойдут некоторого значения. ГЛАВА 17 ВЫСОКОТОЧНОЕ СЛИЧЕНИЕ ШКАЛ ВРЕМЕНИ УДАЛЕННЫХ ПУНКТОВ ПО СИГНАЛАМ НИСЗ ТТЛ. МЕТОДЫ СИИХРОНИЗДЦИИ ШВ УДАЛЕННЫХ ПУНКТОВ Наиболее высоким уровнем эффективности использования различных РНС представляется создание единого радионавигационного поли, когда излучения всех источников навигационных сигналов синхронизированы. При этом информация, выделяемая при обработке сигналов любой из излучающих радиостанций, способна в соответствующей степени повысить точность и надежность навигационно-временных определений (см. гл.
12). Задачу синхронизации ШВ сети стационарных и подвижных пунктов можно решить различными методами. Однако в последнее время в связи с созданием глобальных сетевых спутниковых РНС «Глонасс» и «Навстар» вновь привлечено внимание к способу синхронизации с использованием НИСЗ 1841, что связано с ожидаемой высокой точностью при глобальной зоне обслуживания. В каждом из пунктов синхронизируемой сети ШВ формируются метными преобразователями фазы и частоты высокостабильных генераторов, обеспечивающих прецизионное хранение начала и масштабов интервалов времени.
Для поддержания высокой точности синхронизации ШВ различных пунктов необходимы периодическая сверка и взаимное сведение этих шкал. Чем ниже стабильность хранения и точность сверки ШВ, тем чаще должно осуществляться нх сведение для обеспечения заданной точности синхронизации. При использовании сигналов нескольких синхронизированных НИСЗ сверка ШВ сети пунктов производится обработкой результатов измерений времен прихода сигналов на эти пункты. Наиболее характерные алгоритмы обработки измерений базируются на использовании метода наименьших квадратов или рекуррентного фильтра Калмана, описанных соответственно в гл. 14 и 15. В зависимости от способа дальнейшего использования найденного временного рассогласования, определяемого функциональным назначением данного синхронизируемого пункта, возможны различные варианты сведения И1В сети пунктов по спппцим СРНС.
Наиболее простой способ синхронизации заключаетси и нсза. висимой работе пунктов по НИСЗ ССРНС (рис. !7.1). Г!ри этом каждый из синхронизируемых пунктов (Рй, ..., )-й) независимо сверяет свою ШВ (1;„) с ШВ сети НИСЗ ((писа ), определяет поправку (А1=1пис — 1зч) и корректирует свою ШВ па размер этой поправки. Как видно из рис. !7.1, после проведения сеансов сверки в Рм и 1'-м пунктах ШВ каждого из пунктов оказываются привязанными к шкале времени Тиисэ. Типичным примером по- Рис. 17.1.
Структурная схема синкронизании ШВ сети пунктов по сигналам СРНС: ЗЧ вЂ” эталон частоты: АПШВ— аппаратура приема шкал времени; АСШИ вЂ” аппаратура сверки шкал времени Принт 7 г — — — — — — ~ — 1 1 1 дЧ АПШБ 1 1 унисз 1Гзч АСГУг ! 1 ! 1 1 ~ абг-гниет гзч Гиисз Пуант У г — — — — — --1 1 добного способа синхронизации сети пунктов является использование для этого аппаратуры потребителей ССРНС. Нередко возникает необходимость привязать ШВ некоторого гсго пункта не к ШВ НИСЗ, а к ШВ некоторого другого )сго пункта.
В качестве примера можно привести сверку вторичного эталона частоты (ВЭЧ) и первичного эталона частоты (ПЭЧ). В этом случае сведение ШВ с помощью НИСЗ может быть осуществлено в соответствии со структурной схемой, изображенной на рис. !7.2. Каждый из пунктов определяет рассогласование своей ШВ относительно ШВ системы НИСЗ. Затем /-й пункт, где расположен ПЭЧ, передает информацию о рассогласованин (сх)1= )ниса — гпэч ) на г-й пункт, где расположен ВЭЧ. На этом последнем пункте в аппаратуре обработки сравниваются размеры рассогласования (хнисз хпэч ) и (гнисз гвэч) и расхождение ШВ ПЭЧ и ВЭЧ определяется как их разность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
