Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 61
Текст из файла (страница 61)
16), Полученные результаты позвол>цот установить порядок значений возможных точностных характеристик СС!'НС с минимальным числом НИСЗ. При обработке измерений от пяти и более НИСЗ в системе с 8-ч НИСЗ обеспечивается СКО определения мести 8...7 м, высоты 10...25 м, в системе на !2-ч НИСЗ соответственно 7...25 м и 10...45 м.
Прн обработке наблюдений четверок НИСЗ и 275 Т а б л н ц а 19.1 Мнмнмальные конфмгтрацмм сетей НИСЗ прн раалнчнык пере!лак обращення а 3-орбнтной системе 9 12 21 7 9 12 7 8 10 7 7 9 6 7 8 б 7 '8 6 7 7 6 7 7 6 б 7 6 6 7 Б б 7 15 5 16 5 11 5 18' 5 19 5 20 5 2$5 22 5 23 5 24 5 Т а б л н ц а 19. 2 Срелнекаалратнческая погрешность определенна коорлннат места, м Широта Дол- О' 20' 40' 60' НО' О' 20' 40' 60' ВО' г а Г !ач 10.0 9,4 10,7 9,5 10,1 9,2 12,4 9,5 9,4 7,6 6,6 7,4 10,0 9,0 31,8 31,0 40,8 37,1 $04 92 7,2 7,4 В.О 7,6 1$,2 9,5 !О,! 9,0 8,0 9,5 9,Н 7,4 В,В 12,2 9,1 1З,З 7,2 1026„2 7,7 9,2 8,4 13,2 9,2 9,2 10,0 6,6 5,8 В,З 5.8 7,2 5,7 9,2 5,7 6,8 Б,4 1072,2 6,8 9,2 6,8 1З,г 11,2 9 3 8,6 6,6 7,8 8,3 7,2 7,2 6,Н 9,2 6,4 36,8 12,0 24.0 8,9 9,6 8,9 9,6 19,8 55,9 8,1 9,4 9,4 10,3 9,3 24,5 132 95 !00 18,1 7,5 10,2 7,8 8,8 10,Б 9,5 6,9 9,2 56 О 27,1 56,0 27,4 Н2 7$Н 11,2 72 б,б 16,4 неблагоприятном !близком к компла$$арному) взаимном расположении потребителя и НИСЗ ошибки навигационных определений возрастают.
Так, для рассматриваемого момента времени ошибки определения координат соответственно возрастают по месту до !00...1000 м, по высоте до ! 30 м. 276 4 Б 9 5 . 7 8 6 б 7 7 б 7 8 б 7 9 6 6 10 б 6 11 б 6 12 6 6 13 б Б 14 6 6 0' 7,4 9,3 20' 7,6 12,3 40' 8,2 10,6 60' 10,4 9,3 80' 6,5 7.2 100' 19.2 7,0 120' 7.Б 10,6 140' 10,2 7,9 160' 6,4 10,6 180' 7,8 10,2 200' 8,3 6,0 220' 7,5 6,2 240' 7,6 9,5 260' ' 8,4 10,2 280' 7 8 $4 4 .'НХ!" 7,3 1,7 320' 9,! 9,0 340' 8,4 6,8 15 9 8 Б 7 7 7 7 1 7 6 6 б 6 б б 6 б 6 Б 6 6 6 6 6 6 6 б 6 б 6 6 б Б б 6 Б б б Б 6 б Б 5 б 5 б 5 6 5 б 19,3' 8,4 18,3 7,6 24,5 7,0 12,7 6,8 ! 1,8 6.8 12,2 7 2 9,0 7.6 23,0 8,3 $0,0 9,0 9,1 9,7 7.3 $0,3 7,Б 10,8 8,2 1 1,0 9,7 1 1,2 ?6,9 $5,0 9,$! 1!!,6 7,6 10,0 7,4 9,2 7 7 7 7 7 7 7 6 б 6 п,в п,в П,а П,х дг П а ХВ ГП гп гв ПВ ава,,м б) и в хп хг гп гв в„н п,в п,о Рис, (9.(.
Распределение ошибок места дх (а), высоты (б) и поправки к ШВ потре- бителя (в) в системах ЗХ7ХВ н и а ГП гп ВП ПВ ав апнтмв в) Показанные в табл. 19.2 поля точностей достаточно сложно использовать для вынесения суждения о сравнении точностных свойств анализируемых конфигураций. Представим данные о точностных свойствах этих систем в виде интегральных распределений точностей. Из графиков на рис. 19.! видно, что система из трех орбит с периодами 8 ч, по семь НИСЗ на орбите (ЗХ7Х8) точнее, чем система нз трех !2-ч орбит по шесть НИСЗ на орбите (ЗХ6Х!2).
Зто объясняется, скорее, меньшим числом НИСЗ, чем изменением высоты орбиты. Уместно отметить, что, как следует из сравнения кривых иа рис. 19.1, а н б, геоцентрическая высота по обеим системам определяется с меньшей точностью, чем место в плане. Обе сравниваемые системы имеют довольно обширные области ухудшенной точности. х)ля повышения точности навигационных определений во всех районах целесообразно увеличить число НИСЗ по сравнению с минимально необходимым. Рассмотрим точностные свойства системы ЗХ8Х12 (139) Из иптеграа пых кривых ллн рпспрслслсшш Гор (!4()( (рп«.
!9.2) видно, что ГФ Г,",„измерения поверхностных координат с большой вероятностью не превышает 4 (р=99 ~)~). Как н ранее, пространственные координаты определяются по рассматриваемой системе с ббльшими погрешностями, чем поверхностные, причем существен вклад погрешности определения высоты, которая примерно вдвое превышает погрешность места. Нередко в процессе навигационных определений П проводит обсервацию по четырем «наилучшим» НИСЗ системы «Навстар» П7 00 00 70 00 00 ар лг 70 0,0 0,7 7,0 7,0 40 40 Дл 0 7 г г и — Г Гпи Рис.
19.3. Распределение ГФ прн определении пространственнык координат прн обсервацняк по оптимальной четверке НИСЗ «Навсгар» Рис. !9ЗЬ Интегральные кривые рас- пределения ГФ в системе «Навстар». Каждый НИСЗ виден под углом б' над горизонтам !139, !40], таким, которые обеспечивают наименьшее значение суммарного ГФ Г иэ всех возможных созвездий по четырем НИСЗ, составляемых из видимых НИСЗ. Не останавливаясь на способах выбора наилучшего созвездия (см. гл.
25), приведем интегральные кривые распределения ГФ при проведении обсерваций по четырем НИСЗ (рис. 19.3). Из рис. 19.2 и 19.3 следует, что обсервации по наиболее информативной (в данный момент времени) четверке НИСЗ не приводят к существенной потере точности по сравнению со случаем, когда обсервация проводится по всем видимым НИСЗ. Среднеквадратическое значение ГФ Г„', при усреднении по времени и по поверхности земного шара при работе по «наилучшему» созвездию из четырех НИСЗ составляет 2,60.
Соответствующие среднеквадратические значения ГФ Го„и Г",„, характеризующие погрешности определения координат в горизонтальной плоскости и поправку к шкале времени, составляют 1,45 и, около 1,20. Если погрешность измерения (см. гл. 16) 3,2...13,! 'м (!о), то ожидаемые оценки погрешностей определения пространственных координат 8,3...34,1 м, поверхностных координат 4,6...19,0 м, времени 13...32 нс.
Все эти значения легко получить, умножая значени' соответствующего ГФ на погрешность измерения. Рассмотренные примерпд оценки то пюстпых характеристик ССРНС относились к таким их структурам, которые обеспечивают глобальное навигационное обслуживание П. Наряду с этим в ряде практических приложений представляют интерес те структуры СРНС, которые обеспечивают навигационное обслуживание лишь в ограниченной области земного шара (48, !52),— так называемые региональные СРНС.
Эти системы могут строиться на базе либо стационарных, либо высокоэллиптических НИСЗ, либо их комбинации. 278 Таблица !94 Значения ГФ а системе нз эллнптнческик ННСЗ Т а б л н ц а 19.3 Значения ГФ в системе,нз аллнптических н ствцмонарных ННСЗ Примеры оценки точности региональных СРНС, опнраюшихся на сеть стационарных НИСЗ, приводилнсь в гл. 18 при рассмотрении элементарных созвездий. Примеры систем, используюшнх высокоэллиптические НИСЗ, можно найти в 1117, !94). Здесь же рассмотрим систему на базе эллиптических НИСЗ 166) и двух стационарных НИСЗ. Средине значения и СКО геометрического фактора Г,'.
в зонах, где наблюдатель имеет возможность определяться по 3...6 НИСЗ, приведены в табл. 19.3, данные которой дают представление об изменении точностиых свойств системы с изменением видимого числа НИСЗ. Усреднение проведено как по времени, так и по всей поверхности с данной кратностью покрытия. Чтобы иметь возможность сравнивать полученные характеристики. приведен аналогичные данные для системы, состояшей из 16 НИСЗ иа высокоэллиптнческих орбитах (табл.
19.4). Данные табл. 19.3 и 19.4 показывают, что с увеличением числа наблюдаемых НИСЗ Точность навигационных определений сначала увеличивается резко, а затем ве~ьма медленна, так что едва ли целесообразно проводить навигационные определения по всем видимым НИСЗ в зонах, где число их велико. Большое значение СКО Г,. „от среднего зпаче<шя при малом числе видимых НИСЗ свидетельствует о наличии в зоне действии системы областей, где точность навигационных определений резко паданг. Наличие таких областей нежелательно, поэтому большое значение о, может характеризовать качество выбранной структуры сети НИСЗ.
В частности, применительно к двуи последним конфигураш<яи можно утверждать, что они неудачны. Специально вопрос о выборе сети НИСЗ системы по точностному критерию рассматривается в гл. 26. 19.4. ТОЧНОСТЬ ОЦЕНКИ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ 279 Скорость по данным ССРНС можно определить, например, путем нахождения производной от соответствующей координаты по времени. Однако точность этого способа невысокая, поэтому в ССРНС он не находит широкого применения.
В этих системах принят спосоГ> оцспкп скорости, ос<нн<аппый пп нзмгрсипп доплсровского смещении несущих частот навигационных сигпплип. Высокая точность определения составляющих скорости обсспсчиваетсн благодаря использованию диапазона СВс), что позволяет измерять радиалы<ую скорость с погрешностями нс более 1,5...6 см/с [139]. Как правило, частота эталонного генератора П, относительно которой производятся измерения доплеровских сдвигов частот принимаемых сигналов, известна с точностью, недостаточной для прецизионных определений составляющих Т а ванн а !95 Погремноств онреаеаеннн своростн но снстеме «Навстар» скорости.
Поэтому значение поправки по частоте г! включается в состав неизвестных подобно тому, как это делалось при определении координат с поправкой к бортовой шкале времени (БШВ). Определяемый вектор состояния в этом случае д', = !!о„о„,о„г~!!. Нетрудно убедиться, что влияние геометрии на соотношение между погрешностями измерения радиальной квазискорости и определения скорости П полностью аналогично соотношению между погрешностями измерения квазидальности и определения координат П. Это является следствием того, что производная от квазидальности по некоторой координате, входящая как элемент в матрицу наблюдений С, равна производной от радиальной квазискорости по соответствующей составляющей скорости. Таким образом, все выводы о точностных свойствах систем применительно к определению координат по измеренным квази- дальностям остаются в силе и для определения скоростей по измерениям квазндоплеровских сдвигов частот.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
