Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 57
Текст из файла (страница 57)
При необходимости ШВ ВЭЧ кор- Гикса Гикса Пункт ! Пункт,г' Г х" 1 == — ч Рис. 17.2. Структурнан схема сверни ШВ первичного н вторичного ЭЧ: СРЛ вЂ” свалили рапиолииив; АО— аппаратура обработки 256 ректируется. Для передачи информации о рассогласовании (б7,= = гиисз — Гпзч ) на пункт, где расположен ВЭЧ, допустимо использовать любую связную радиолинию, которая может быть узкополосной, поскольку данная информация медленно изменяется и легко преобразуется в цифровую форму. Если информация о ШВ ПЭЧ необходима широкому кругу потребителей, то она может быть передана им через НИСЗ.
зт.з. оценил точности спевки шв хдлпенных птнктов ПО ВЫЕОРКЕ ОДНОВРЕМЕННЫХ ПСЕВДОДАЛЬНОМЕРНЫХ ИЗМЕРЕНИЯ Основными источниками погрешностей сверки ШВ по сигналам ССРНС являются: погрешности знания векторов состояния НИСЗ, которые обусловлены погрешностями эфемеридного и частотно-временного обеспечения НИСЗ; погрешности измерения времени прихода радионавигационных сигналов, которые складываются из погрешностей калибровки, шумовых и динамических погрешностей измерителя РНП, погрешностей из-за условия распространения радиоволн и прочих составляющих; погрешности знания векторов состояния синхронизируемых пунктов, которые в рассматриваемом случае определяются погрешностями задания координат пунктов. При анализе точности сверки' ШВ по сигналам ССРНС необходимо учитывать корреляцию погрешностей определения поправок к ШВ различных пунктов, вызванную воздействием одних и тех же возмущающих факторов, Для этого необходимо знать коэффициенты корреляции различных составляющих погрешности для каждого из пунктов и коэффициенты взаимной корреляции для различных пунктов.
Точно знать эти коэффициенты практически невозможно, поэтому при оценке точности приходится задаваться теми или иными гипотезами относительно их значений. Целесообразно рассмотреть крайние случаи, когда коэффициенты корреляции погрешностей знания векторов состояния НИСЗ и погрешностей измерителя (кроме погрешностей калибровки) радионавигационных параметров равны либо нулю (независимые погрешности), либо единице (систематические погрешности). Прн этом учитывается, что коэффициент корреляции погрешностей калибровки длн каждого измерителя ранен единице, а коэффициент взаимной корреляции для различных измерителей— нулю.
Поправка к ШВ /-го пункта, координаты которого неизвестны. определяется по результатам измерений задержек ти (7=!, 2, ..., л) принимаемых сигналов НИСЗ относительно ШВ этого пункта решением линеаризованной системы уравнений невязок квази- дальностей г„=стп (с — скорость света): 9з зззз 257 бги чм С!! бс), — С!! А, бс)! + т!! + й!!, !' = 1, .... и, (17.1) где Ср — матрица наблюдений, бс); — вектор оцениваемых параметров (прямоугольные геоцентрические координаты пункта и поправка к ШВ 61!) бс)! — вектор погрешностей состояния НИСЗ (погрешности временного и эфемеридного обеспечения в орбитальной системе вюрдинат), А! — оператор преобразования из орбитальной в геоцентрическую систему координат, тн — погрешность калибровки приемоизмерительного тракта, й!! — погрешности измерителя РНП.
Включение координат )ьго пункта в вектор оцениваемых параметров позволяет в общем случае решить навигационно-временную задачу, т. е. определить координаты и поправки к ШВ пункта. Смещение шкалы й-го пункта, работающего по тому же созвездию НИСЗ, что и 1-й пункт, определяется аналогично. Сдвиг шкалы /-го пункта относительно шкалы и-го пункта (Л(; ) вычисляется по формуле (17.2) гзгги = Й; — б1е. При оценке точности взаимной синхронизации двух пунктов ! и й будем считать, что по измерениям т; и ти методом наименьших квадратов определяется суммарный всктор (бй)бп'„1, причем погрешности измерений РНП распределены по гауссовскому закону.
Если весоваи матрица есть а1г1, где а( — дисперсия погрешностей измерителя, ! — еднничнаи матрица размером 12иХ2лз то можно показать, что корреляционная матраца погрешностей суммарного вектора прил!ет вид (! — .) а Х с„. си + К,. ' ! 1 (! — г)агз и! С',Сз,+ К ХС;, 2.Си ХС;! ХС„ +та г 2. С;, 2' .Сн Д', С„, 2: Са Хс! Хси +а'а ' ч ! +г о-' Х С!!СкА, К, Х А,С„',С! Х С',С,А, К, Х А,'С',С», к, (! 7.3) о Х с;!си+К,. где о »Х С',С,+К ! ! К!, К», К, — коррелицкоииые матрицы погрешностей априорного зиаиии векторов состояния пунктов к НИСЗ; г — коэффициект корреляции погрешиостей измерители; г, — коэффициект коррелицик погрешиостей априориого зиаиии векторов состоииик НИСЗ; о'„— дисперсии погрешностей калийровки измерители РНП. Если представить выражеиие (!7.2) в виде (17л) где Н=(0001000- !'Ь то средиеквадратическуш погрешкость определения сдвига шкалы времеви' рго пункта относительно шкалы и-го пуккта можно вычислить по формуле оы =МНКНС (17.5) Для анализа точностных характеристик (!7.5) целесообразно выразить через соответствующие геометрические факторы: 2 2 2 2 2 2 Оь!!»Е о! + »ч оч+ Г!»(» ш: г»»,) оз, 9» Х С,',С»А,К,А,'С,';С» +(1 — г) а!' Х С',С,А!К,А;С!;С, ! ! Х С;С,,А, К, Х А;.С;С! Х С',С!А, К, Х А;С;С, Х с;тс»л, К„л,.'с,',с„, » Х С,',СвА! К,А;С„', Со где Гц, Г„, Г,к...,в.„,„, — геометри.
нисз ческие факторы, характеризующие вт влияние погрешностей измерителей, калибровки и априорного знания векторов состояния НИСЗ на точГ~втз ность определения сдвига ШВ )чго пункта относительно ШВ г-го пункта; ов.око:ом — отношение составляющих погрешностей эфемернднод„, „Д ~Фв""1 го (направленные по радиус-,вектору (т, вдоль орбиты 1, по бинормалн ш, как показано на рис.
17.3) и временного обеспечения НИСЗ. Можно показать, что если ШВ сверяются по разным созвездиям н погрешности измерений на )чм пункте не коррелнрованы с погрешностями измерений я-го пункта (незавиРвс. 17.3. Геометрия сеанса свтр- симая сверка), то озгв Равна сУмме 2 "" шв вв вхввву ниса дисперсий определения поправок на каждом из пунктов. Если же измерение на пунктах производится одновременно и по одному и тому же созвездию, то часть погрешностей взаимно компенсируется подобно тому, как это имеет место при работе по РНС в дифференциальном режиме (см. гл. 20).
Диапазоны изменения геометрических факторов при относительной сверке ШВ двух пунктов, разнесенных примерно на 2600 км, по данным ССРНС «Навстар» представлены в табл. 17.1. Анализ приведенных в таблице результатов показывает, что значения геометрических факторов Гтв, Го, Г~ прн сверке ШВ пунктов с известными координатами в 3...5 раз меньше, чем при сверке ШВ пунктов с неизвестными координатами. Коэффициент корреляции погрешностей знания векторов состояния НИСЗ практически не сказывается на точности относительной сверки Твблнцв !7Л Двапюоны изменения тввнетрвчесввх фввтвввв ШВ пунктов.
Выигрыш в точности зависит от соотношения систематических и независимых составляющих погрешности временных определений. Отличительной особенностью сверки ШВ пунктов с известными координатами является возможность работы лишь по одному НИСЗ. Выражение для ох,„при этом. существенно упрощается. Если ось ОХ геоцеитрнческой системы координат развернуть так, чтобы она проходила через НИСЗ, а ось ОУ совпадала с плоскостью орбит, то при и= 1 (!7.5) примет вид охб 2(1 — г) а!+2о„+(сова, — сова) о~+ 2 2 7 +(соз6; — созЦ о~+(сову; — сову) о, (17.6) где сова, соз!), созт — направляющие косинусы координатных углов с пункта на НИСЗ.
Из (17.6) следует, что вклад отдельных составляющих погрешностей эфемерид в погрешность сверки ШВ пунктов зависит от взаимного расположения НИСЗ и синхронизируемых пунктов. Если НИСЗ равноудален от пунктов (симметричное расположение пунктов), то коэффициент при ох в (17.6) обрайается в нуль, т. е. погрешность эфемерндного обеспечения по высоте не влияет на точность сверки. Аналогично при симметричном расположении пунктов относительно плоскости орбиты компенсируется составляющая погрешности.эфемерид вдоль орбиты, а при симметричном расположении пунктов по одну сторону от орбиты компенсируется бинормальная составляющая погрешностей эфемерид. Таким образом, за счет правильного (симметрнчного) выбора НИСЗ при относительном способе сверки ШВ можно компенсировать две составляющие эфемеридной погрешности, включая высотную.
!т.з. потенциальная точность свеэки шв пхнкта с известными КООРДИНАТАМИ ПО ДАННЫМ ПСЕВДОДАЛЬНОМЕРНЫХ И РАДИАЛЬНЫХ ПСЕВДОСКОРОСТНЫХ ИЗМЕРЕНИЯ Сверка ШВ по данным ССРНС сводится к оценке расхождении ШВ и частот хранителей времени пункга н НИСЗ по результатам пссвдодальномерных и пссвдодалыюмерно.пгспдодоплсровскнх (радиальных псевдоскоростных) измерений. Временную задачу можно решать по выборке либо фиксированного, либо нарастающего объема измерений. Выражение для оценки точности в наиболее полном виде было представлено в $17.2. Здесь же рассмотрим более детально влияние лишь случайных погрешностей измерителя РНП на точность временных определений, ха- 2ш рактеризующнх потенциальную точность сверки ШВ пункта с известными координатами.
Характер случайных погрешностей измерения РНП зависит от построения аппаратуры, и в частности от числа каналов измерителя. Если число каналов равно числу НИСЗ, используемых для решения временной задачи, и в каждом канале ведется непрерывное слежение за сигналами одного НИСЗ, то погрешности двух результатов соседних измерений значениИ доплеровской частоты коррелированы с коэффициентом корреляции, равным — 0,5 [159[.
Однако если измерение РНП для компенсации влияния ионосферы производится на двух частотах путем периодического переключения каналов с несущей частоты [~ на частоту ~ь то даже в многоканальной аппаратуре погрешности доплеровских измерений становятся некоррелированными. Для решения временной задачи по нескольким НИСЗ можно использовать и одноканальную аппаратуру; при этом радионавигационные сигналы различных КА обрабатываются последовательно во времени и погрешности доплеровских измерений оказываются также некоррелированными. Так как дальномерные и доплеровские измерения независимые, то выражение для корреляционной матрицы погрешностей частотно-временных определений, обусловленной погрешностями дальномерно-доплеровских измерений, можно представить в виде Го=(С:%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
