Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Средства СРНС, обладающей высокой целостностью, в любой момент времени доступны потребителю для проведения высокоэффективного навигационного сеанса. Говоря о целостности системы или целостности радионавигационного поля, имеют в виду нормальную, штатную работу каждого из НИСЗ системы. В свою очередь, целостность обеспечивается исправной работой бортового радиокомплекса НИСЗ, штатным функционированием НКУ (снабжающего НИСЗ эфемеридами, ЧВП и альманахом), 284 высокой достоверностью передачи по командно-программной радиолинин на борт НИСЗ массива служебной информации. В кадре сигнала системы «Глонасс» (см.
гл. 10) передается признак В„, характеризующий работоспособность бортового источника навигационного сигнала (БИНС), н интегральный признак работоспособности спутника С.. Однако признак В„охватывает лишь одно звено СРНС, а признак С„отражает ситуацию, имевшую место более 12 ч тому назад. Необходима более оперативная система контроля целостности, созданием которой в настоящее время занимаются как со стороны «Глонасс», так и со стороны «Навстар». Возможно решать эту задачу путем автономного контроля целостности на борту потребителя, применяя алгоритмы, использующие избыточную измерительную информацию. Такой прием полезно предусматривать и для стандартного, и для дифференциального режимов.
Однако в ДР .появляется дополнительная возможность: формировать оценки целостности в наземных средствах ДПС, и прежде всего в ККС. Если обнаруживается нарушение целостности, по каналам передачи КИ передается соответствующее уведомление, которое потребитель способен реализовать немедленно. Потребитель корректирующей информации должен иметь гарантию того, что он получает правильные поправки. Для этого нужно контролировать достоверность принимаемой КИ.
Для контроля достоверности в поле передатчика КИ можно расположить вынесенный приемный пункт, координаты которого заранее определяются с высокой точностью. Если на этом пункте проводить навигационный сеанс по спутниковой РНС и одновременно вносить поправки, полученные от ККС, можно по сопоставлению скорректированных координат с априорно известнымн определить качество КИ, о чем незамедлительно будет сообщено на ККС, Вынесенный приемный пункт будет выполнять функции контрольной станции. На него же вполне возможно возложить решение также и задачи контроля целостности. Таким образом„в состав ДПС должно дополнительно входить устройство контроля целостности СРНС и достоверности передачи КИ.
20.3. МЕТОДЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИИ Основы дифференциальной методики в СРНС. Дифференциальными методамн НВО можно назвать методы определения координат, составляющих скорости н времени потребителя (его вектора состояния ВС) по результатам приема и обработки сигналов ССРНС в двух разнесенных точках ее рабочей зоны. Одна из этих точек — место расположения АП, координаты 285 которой уточняются, вторая — место расположения аппаратуры приема и обработки сигналов, обеспечивающей формирование КИ для уточнения координат потребителя.
Вторая точка эталонируется в результате ее привязки на местности с геодезической точностью и размещения там наиболее точной АП. Совокупность средств, размещенных в эталонируемой точке, образует ККС. Дифференциальный метод используется для уменьшения погрешности определения координат потребителя по сравнению с погрешностями, имеющими место при стандартом методе НВО, путем исключения сильнокоррелированной их части. Считается, что сильнокоррелированные в двух точках рабочей зоны погрешности обусловлены проявлением эфемеридных погрешностей НИСЗ, уходом его ШВ и влиянием распространения сигналов в ионосфере и тропосфере. Поскольку на эталонированной ККС путем сопоставления ее координат, определенных по сигналам ССРНС, с априорным их значением можно выявить систематическую погрешность, то такую же систематическую погрешность можно приписать и координатам, определенным потребителем.
Если потребителю сообщить с ККС значение соответствующей поправки, он сможет скорректировать результаты своего навигационного определения. Для передачи КИ используется тот или иной канал связи. Очевидно, что эффект от применения ДМ будет зависеть от того, насколько одинаковымн окажутся погрешности на ККС и в точке нахождения потребителя в те моменты, когда на его борту производятся спутниковые навигационные определения, т. е. от степени пространственной и временной корреляции погрешностей.
Прн сильвой корреляции систематическая часть погрешности будет исключаться практически полностью, при слабой выявится остаточная погрешность. Было предложено и проанализировано много различных вариантов ДМ, различающихся по ряду признаков, основными из которых являются: характер корректируемой в АП информации; способ передачи КИ с ККС потребителю.
По характеру корректируемой в АП информации можно различать ДМ с коррекцией определяемого ВС (в частности, координат потребителя н его скорости) и с коррекцией навигационного параметра, измеряемого в АП (исевдодальность, псевдоскорость). По способам передачи КИ образуются варианты, зависящие от выбора канала связи. Рассмотрим основные варианты ДМ. Метод коррекции координат. Данный метод предполагает, что корректируются координаты потребителя, определенные им по сигналам НИСЗ, при стандартном режиме использования ССРНС.
Корректирующая информация формируется на ККС (координаты 286 Рнс. 20.2. Структурная схема, поясняющая метод коррекции коордннат фазового центра антенны которой заранее известны с высокой точностью) путем сопоставления эталонных координат с координатами, вычисленными в результате стандартного навигационного сеанса, проводимого на ККС с помощью АП наивысшего класса точности. Полученные дифференциальные поправки (как разности истинных и измеренных координат ККС) передаются в составе КИ потребителю, который и уточняет по ним свои координаты.
Алгоритм этого метода (рис. 20.2) может быть записан в виде: ЛХ = Хкс — Хкс, 'Хп = Хп + ЬХ, (20.1) где дкс, Хп — векторы оценок координат ККС и потребителя по сигналам. ССРНС; Х„с, — вектор эталонных координат ККС; ЬХ вЂ” вектор поправок; Хп — вектор уточненных координат потребителя.
Метод ввода поправок в координаты сравнительно прост, так как не меняет основного алгоритма навигационных определений потребителя, но ему свойствен существенный недостаток — ограничение дальности действия. Дело в том, что потребитель использует обычно НИСЗ, образующие наивыгоднейшее по геометрии созвездие (так называемое оптимальное созвездие), вследствие чего и ККС должна использовать такое же созвездие. Поправки, вычисляемые на ККС, относятся к ее оптимальному созвездию, по тогда и все потребители в попс могут пользоватьсн этими поправками, если сами работал~ по тому жс оптимальному созвездию.
Это можно обеспечить при небольших расстояниях между ККС и потребителем. По мсрс удаления потребителя от ККС созвездие, оптимальное для нее, перестает быть таковым для потребителя, а на определенных расстояниях некоторые НИСЗ из него вообще не будут находиться в зоне радиовидимости потребителя.
В то же время переносить поправки, найденные по одному созвездию, на результаты 2ВУ определений, полученные по другому, явно недопустимо, так как это может даже ухудшить точность. Преодолеть отмеченный недостаток можно, если не требовать, чтобы и ККС, н потребитель пользовались одним и тем же созвездием. Метод коррекции навигационных параметров, Идея метода состоит в том, чтобы сообщить'потребителям набор поправок к результатам измерений по всем НИСЗ, которые потенциально могут быть использованы потребителем, предоставив тем самым возможность каждому выбирать наивыгоднейшее для него созвездие. На ККС вычисляются поправки к йзмеряемым параметрам (например, к псевдодальности) по всем НИСЗ, находящимся над ее радиогоризонтам.
Для этого на ККС измеряют псевдодальности до всех радиовидимых НИСЗ и одновременно по эталонным координатам станции находят нх расчетные значения, которые принимают за истинные дальности. Разности расчетных и измеренных значений передаются в составе КИ всем потребителям. Каждый потребитель выбирает оптимальное для него созвездие н корректирует измеренные им псевдодальности с помощью поправок, относящихся к используемым им НИСЗ. По скорректированным результатам измерений в АП решается навигационная задача.
Алгоритм данного метода (рнс. 20.3) можно записать так: М=гксм — гкси гп =гпг+Лгц ~гпь...,гпе~ -+ Хп, (202) где г„с„., гп, — псевдодальности, измеренные на ККС и потребителем; гксм — эталонные псевдодальности для ККС; Ьг;— поправки к псевдодальностям; гги — уточненные псевдодальности для потребителя. Рис. ао.з. Струкгуриая схема, поисияамцаи метод коррекции иааигациои.
иого параметра Вариантом данного метода является вычисление поправки к измеряемому параметру самим потребителем, использующим для 'этого передаваемые с ККС ее эталонные координаты и набор измеренных псевдодальностей, а также извлекающим данные об эфемеридах НИСЗ из их сообщений, которые декодируются в процессе проведения потребителем навигационного сеанса. Возможен и такой вариант метода, когда ради уменьшения объема КИ с ККС передаются поправки не к дальномерному параметру, а к разностно-дальномерному, что обязывает потребителя также проводить разностно-дальномерные измерения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
