Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Порядок погрешностей определения скоростей иллюстрируется табл. !9.5 [!39). 1РДС ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ КА Использование сетевой СРНС позволяет получить высокоточную навигационную засечку по положению и скорости низкоорбитального КЛ. Лля таких КА число видимых НИСЗ будет больше, чем для околозсмных объектов. Это обьясияется, по-первых, отсутствием ограничения по углу места, вызванного ионосфсрной и тропосфсрной рефракцией, а во-вторых, возникающей здесь новой возможностью наблюдения НИСЗ из-под горизонта.
В таком случае вероятность выбора рабочего созвездия НИСЗ по гочностным характеристикам, близкого к оптимальному, возрастает. Примем поэтому в качестве потенциальной оценки точности навигационной засечки ее точность при использовании идеаль- 280 ного созвездия. В гл. 25 будут получены выражения для полуосей корреляционного эллнпсонда по высоте и в плане соответственно: а, = (2/~ДЗ а, (1 — соз О) о, = о, = ~2/3 о, (з!п0) (19.3) (Лр, Лт, Лг — поправки к расчетному положению по геоцентрнческому радиусу, вдоль орбиты н по боковому направлению, а 0 — сферический радиус зоны радиовидимости КА). Примем в качестве' исходных значення, рассчитанные для сети НИСЗ с периодом Т=12 ч и условий наблюдения, характерных для прнземного подвижного П (наблюдения в верхней полусфере). Тогда нормированные погрешности навнгацнонной засечкн по положению будут: о,/а, = 1,62; а,/о, = и,/о, = 0,85.
(19.4) Из геометрнческого подобия погрешностей оценок положения н скорости П .(см. гл. 25) следует, что аналогичные оценки будут иметь место для погрешностей навигационной засечки по скорости: о„,/о; = 1,62; а„,/и; = о„,/и; = 0,85. (19.5) Можно показать, что в этом случае порядок погрешности прогноза будет определяться вековым членом в аргументе шпроты [26[." Ьт — ЗХ(Ьро+ Ьп,о/и р), (19.6) га! где Ат — возмущение в положении КА, обусловленное погрешностями оценки начальных значений геоцентрического радиуса Лрв н скорости по касательной к орбите Ло,м п,р — угловая скорость КА, Л вЂ” долгота в орбите. Из формулы (19.6) с использованием (19.4) и (19.5) получаем оценку точности прогнозирования через точность однократной навнгацнонной засечкн: и ю бппср (от+ оот/пер) (пр.
Для ннзкоорбитного кругового КА с вйсотой 0=300...400 км угловая скорость его обращения (его среднее дннжснне) л,р 10 ' с '. Отсюда следует важкый результат сопоставимости точностных свойств дальномерного и раднально-скорост. ного методов. Для соизмеримости влияния точностей нзмереннй дальности н радиальной скорости на точность определения наиболее критичною нз параметров орбитального движения необходимо потребовать, чтобы и; ж2л, о,. Если это условие не выполняется, то определение орбиты не может быть достаточно точно выполнено по одномоментной засечке положения н скорости КА и необходимо наблюдение движения на определенном мерном интервале.
Подчеркнем, что высказанное утверждение справедливо лишь при условии, что систематические ошибки модели согласованы с погрешностями измерений. При условии равноточности измерений в указанном выше смысле необходимость в организации мерного интервала будет возникать тогда, когда требуемая точность прогноза на заданном интервале не может быть обеспечена точностью оценки критического параметра по одномоментной засечке из-за случайных или систематических ошибок. Точность определения остальных параметров движения должна иметь такой же порядок, как и требуемая точность прогноза, и определяться точностью засечки. ГЛАВА 20 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ РЕЖИМ ССРНС 2йл.
неовходимость диФФеРенциАльнОГО РежимА Несмотря на достаточно высокую точность навигационно- временного обеспечения (НВО), подтвержденную при испытаниях систем «Глонасс» и «Навстар», развернулись работы, направленные на повышение точности и устойчивости функционирования этих систем. Одно из таких направлений связано с реализацией измерений псевдодальности по фазе несущей частоты, другое — с вводом дифференциального режима (ДР) — режима дифференциальных навигационных определений.
Внимание к ДР связано непосредственно со стремлением восстановить точность навигации в нештатных условиях функционирования, вызванных нарушением работы подсистемы КИК, необходимостью обеспечивать решение задач, требующих точностей выше 10 м, а также стремлением гражданских потребителей повысить точность навигации, обеспечиваемую предоставляемым им кодом С/А. Проведенные к настоящему времени теоретические и экспериментальные исследования дифференциального метода (Дм) дали обнадеживающие результаты и выявили его перспективность, в результате чего начались работы по реализации ДР.
Эти работы стимулировались предпосылками разнообразного характера. Прежде всего лействовала общснавигациоииан традиции списывать накапливающиеся ошибки счислении и точках, координаты которых известны с более высокой точностью. Определенное влияние на становление ДР в ССРНС оказали разработки по использованию ДР в фа»оной радионавигационной системе «Омега», где сильиокоррелираванные погрешности фазовых измерений, связанные с влиянием условий распространения сверхдлинных волн, частично устраняютсн вводом корректирующих поправок, которые определяются на специально предусмотренных контрольных станциях (КС), привязанных по координатам с помощью геодезических средств. Существенное значение имели исследования тачностных свойств сетевых СРНС, которые выявили (и по результатам математического моделировании, 2В2 и по данным натурных экспериментов) наличие пространственной и временной корреляции составляющих погрешности местоопределения.
Результаты подобных исследований непосредственно подсказывали путь к повышению точности НВО— нахождение систематических погрешностей на КС и использование нх квк поправок а АП. Значительным стимулом к продолжению исследований послужнлн обнадеживающие результаты апробировании ДР при заходе самолетов нв посадку. Условия испытаний, когда и КС, и самолет со спутниковой аппаратурой находились в ограниченном пространстве, где действует сильная корреляция погрешностей. поэволнлн продемонстрировать высокую эффективность ДР и повышеяие точности до 2...3 м.
Заметное влияние оказали также изыскания по использованию псевдоспутинков«для испытаний АП на полигоне. Зто было вызвано стремлением испытать аппаратуру в условиях сэаборазвитой сети НИСЗ, когда одними орбитальными передатчиками не удается сформировать хорошее созвездие и необходимо привлекать излучатели, установленные на Земле, а также стремлением восполнить созвездие тогда, когда местные препятствия на испытательном полигоне заслоняют излучение какого-либо орбитального передатчика. Работа с псевдоспутинками показала, что оии могут выполнять вполне определенные функции по формированию корректирующей информации и передаче на борт потребителя необходимых для днфференццнальиой коррекции сигналов.
Энергичное развитие ДМ стимулнровалн потребности гражданской авиации в точном навигационном обеспечении по сигналам системы «Навстар». Эта система заказана МО США, поэтому предусмотрено ограничение числа потребителей, пользующихся сигналом с точным кодом Р, только военными объектами. Всем остальным потребителям, в том числе самолетам и вертолетам гражданских ведомств, предоставляется возможность испольэовать код С/А, что, как плаинруетсн, после развертывания системы даст точность 2о= !00 м. Поэтому очевидно стремление повысить точность с помощью ДР. 26.2. СТРУКТУРА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ПОДСИСТЕМЫ ' Для реализации ДР необходимо дополнить систему рядом технических средств, совокупность которых можно рассматривать как своеобразную подсистему.
Эта дифференциальная подсистема (ДПС) не влияет на функционирование системы в основном, стандартном ее режиме, однако предоставляет потребителю возможность перейти при необходимости на работу в ДР. 'В основе ДМ лежит формирование разности отсчетов, что и придало методу название — дифференциальный. Структура ДПС поясняется рис. 20.!, где изображено рабочее созвездие нз четырех НИСЗ, выбранное потребителем как оптимальное для выполнения им НВО в стандартном режиме.
Собственно ДПС образуют средства наземной контрольно-корректирующей станции (ККС) н дополнительные бортоныс устройства потребителя. На ККС размещены: АП системы, способная в результате накопления измерений и фильтрации случайных погрешностей обеспечить наиболее точные НВО; » Наземный передатчик, излучающий сигнал, подобнмй навигационному сигналу системы. В литературе встречается также название «псевдолит>, образованное из начала н конца слова «псевдосателлит», 283 нису-г Рис.
20.1. Структура дифференциальной подсистемы: ККС вЂ” контрольно-корректирующая станина; КИ вЂ” корректнруюоеая информация .С формирователь корректирующей информации (КИ), вычисляющий поправки на сильнокоррелированные погрешности и формирующий кадр КИ; передатчик КИ.
На борту потребителя размещаются: аппаратура приема КИ и устройство ввода КИ в стандартную АП. Кааддааттн ККр Антенна АП, размещенной на ККС, привязывается на местности с геодезической точностью. В дифференциальном режиме на борту потребителя результаты определений в стандартном режиме будут автоматически корректироваться с помощью переданных с ККС поправок. Поскольку ККС имеет ограниченную зону действия, на обеспечиваемой территории размещается ряд таких станций, каждой из которых потребитель пользуется в зоне уверенной передачи ею КИ.
Должны быть предусмотрены меры для своевременного перехода АП на прием КИ от очередной станции. При развертывании ДПС естественно стремление к использованию уже имеющихся каналов связи. Поэтому в интересах различных потребителей могут быть задействованы различные средства связи, что придает ДПС многоведомственную специфику. В англоязычной литературе глобальная система ОРЗ («Навстар»), дополненная ДПС, получила название РОРЗ ((у)((егеп(!а! О(оЬа! Роз(((оп(пя Зуз(епу).
Контроль целостности и контроль достоверности передачи КИ. Основные функциональные элементы ДПС должны дополняться устройствами, решающими вспомогательные задачи: контроль целостности СРНС и контроль достоверности передачи КИ. Под целостностью понимают способность СРНС предоставлять потребителю полноценное навигационно-временное обеспечение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
