Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Поэтому применение только дифференциальных методов не позволяет в желаемой степени улучшить точностные характеристики навигационной Л11. Если длн измерении задержек нсполь:ишать топкую с1руктуру сигналов — фазы несуших навигационных сигналов, то шумопыс погрешности окажутся несоизмеримо милыми по сравнешпо с систематическими. Поэтому дифференциалы<ые методы обработки в сочетании с фазовыми измерениями в принципе позволят сушественно повысить точность навигационных определений.
С другой стороны, применение фазовых изме репи й без дифференциальных методов обработки также нецелесообразно, зоз поскольку вклад квазнсистематических составляющих в ошибку местоопределения существен. Использование в качестве измеряемого параметра фазы несущей обеспечивает [!55[ определение псевдодальности с миллиметровой точностью, а кодовой задержки — с точностью порядка одного метра. Однако. прн фазовых измерениях возникает проблема устранения многозначности, так как псевдодальность в этом случае измеряется только с точностью до целого числа длин волн. Возможны несколько способов получения дополнительной информации для устранения многозначности фазовых отсчетов: использование избыточных поверхностей положения за счет дополнительных высокоточных измерений по коду Р и измерений приращений дальности [)55[.
Аппаратура, использующая такой подход к разрешению многозначности, должна обеспечивать возможность измерений фазы несущей, высокоточных измерений псевдодальности по коду Р и приращений псевдодальностей; использование разности несущих частот ), и )~ в режиме дополнительных измерений на разностной частоте Л[=[,— )м что позволит расширить зону однозначных отсчетов приблизительно в четыре раза.
Аппаратура. использующая такой вариант устранения многозначности, должна обеспечивать возможность фазовых измерений и измерения псевдодальностей по коду Р на двух несущих частотах [~о 1«); использование информации от избыточных спутников, число которых в ССРНС при углах места не менее )О' колеблется от ! до 5. Аппаратура должна обеспечивать возможность фазовых измерений и измерений псевдодальностей по коду Р по всем видимым НИСЗ системы.
Метод разрешения многозначности с помощью информации об избыточных поверхностях положения описан, например, в [)57, )7! [ и состоит в отыскании такого набора значений целых чисел длин волн, при котором среднеквадратнческая погреш. ность местоопределения минимальна. Недостатком такого подхода является большая размерность задачи оценивания. Однако время обработки результатов на ЭВМ можно уменьшить, если использовать дополнительную разиостную частоту Л! нли специально излучаемую для таких целей частоту )», при этом вычислительные затраты при трсхмсрпом местоопределении уменьшатся в [)1~~ ') " раз.
Следует отме1 нть, что испольэовать дополнительные частоты— Л! или !« — для расширения интервала однозначных определений можно только прн когсрентпостн этих излучений с излучением на частоте ~ь т. е. при их согласовании по фазе н частоте. Реализовать указвнное требование непросто, особенно при частотном разделении излучений различных НИСЗ, как это имеет место в системе «Глонасс»ч если на всех НИСЗ системл1 эоб использовать идентичную передающую аппаратуру, перестраиваемую в диапазоне всех излучаемых частот.
Для реализации различных способов устранения многозначности (УМ) требуется различное аппаратурное и математическое обеспечение. При отсутствии ограничений на канальность АП и доступности для потребителя высокоточных сигналов СРНС на двух частотах целесообразно устранить многозначность по каждой псевдодальности отдельно, используя два набора данных: измерения по кодам Р и фазовые измерения на каждой из двух частот ((! и )з). Механизм исключения многозначности в этом случае состоят в следующем !1931.
Рассмотрим прнемннк, расположенный на неподвижном объекте н нзмеряющнй псевдодальностн до НИСЗ по коду Р на частотах )г, 1=1, 2: г!„,„— — г + с(л!и л!с) + лг»а+ лгм+ лг. г+ с (2О 11) н фазы несущнх )! на те же моменты времени: ГРМ,„= С '! Г+ ! (Лгп — Л! ) + с ' ! Лг, + Л|р„+ Лт, — л,, + е. (20.!2) В формулах (20.11), (20.12) обозначено: г — геометрическое расстоянне между П н НИСЗ на момент нзмерення; с — скорость света; Л!и „.
— уход часов П н НИСЗ соответственно; гхг„, гхць — ноносферные груяповая н фа»оная задержкн соответственно; Лг„, Ьń— тропосферные групповая н фа»оная задержки соответственно; лг — целое число периодов несущей )г, соответствующее геометрнческой дальности г; г л =1 — ! =1 — '1, Л с (20.13) ! - ! — целан часть (.);,Х! — длнна волны частоты )д йг' — шумовые погрешности псевдодальномерных намеренна: е! — шумовые погрешности фазовых измерений; м — фазы, выраженные в долях фазового цикла, О~в~(. Воспользуемся нзвестнымн прнблнженнымн соотношенннмн !461 между фа»о. вымя н групповыми задержками, выраженнымн в одинаковых еднннцах нзмере.
ння: (20. 14) лгпн Лг,, = Л р,, х, ар,ю зт, Лг г Лг„з)зг! Лр!Х$ Лт»Л!Ф!' (20 15) л ! 57 У)2 л, йй( У! (20.16) где Л!х — нптегральпан элсктроннпн в1шггшрппнн вдоль лу ш г; а, !ц кон!г фнцненты пропорцнональностн, причем й~ = йю Будем полагать, что плн нсключепкя тропосфсрных погрешпостси нсполь. эован одна нз известных высокоточных способов коррснцнн !6!! н остагочппн тропосферная погрешность фазы Лгу»а.
тогда уравнення (20.1!1, (20.12) дая скорректнрованных намеренна с учетом соотношеннн (20.13) — (20.16) н введення в уравнение (20.11) относнтельной переменной фн, путем норчнрованнн псев. додальностей к «ллнне волны» модулнрующего колебания Хж соответствующего коду Р: фм, =»л'гм,ч=с ')„г!.„, тле (р т, ', т,— длнтсльность элементарного снмвола кода, могут быть представлены в следующем виде: 307 7» ф, 7»(р+ т) + — Ьл! + $н ! 7» 1Р = )р (Р + т) + — й(тх + (е, )» о, 7,(р+г) — — Ьэт — и,+ен 1 р,- (г(р+ т) — — Ьй!х — л, + е,. (1 (20. (7) В уравненннх (20.!7) приняты следующне обозначения: фьо! — скорректнрованные результаты нзмерення, соотвегствующне величинам фм, Ем..! р с ' г— задержка сигнала, соответствующая геометрнчесному расстоянню между П н НИСЗ; т — суммарная остаточная погрешность, обусловленная рвсхожденнем временных шкал П н НИСЗ, погрешностями прогноза эфемернд н остаточной тропосферной погрешностью.
Уравнения наблюдення (20.)7) можно представить в матрнчном ваде прн $! 0 н а!=0: 7-2 0 0 0 0 р+'г Ьй!х л, лг % фг Чч тг (20Л8) — ! 0 0 — ! л,= — ф,+о,ф,+Ь,ф, л, = — ог+ о» ф, + Ьтфе, (20. (О) (20.20) где (( + )г 6~ 7 )г (г о,= — ° —, Ь= — 2 — ° —, )', — )е !» ' )1 — )з )г' КоэфФициенты ое Ь, для снстемы «Навсгар» будут иметь одни н те же значе.
ннн прн УМ но всем НИСЗ снстсмы, н длн системы «Глонасс» опн будут разлнч. нымн нрн УМ по рвзлнчным 1!ИСЗ. Таким образом, прн фазовых измерениях многозначность можно в принципе устранить, использовав алгоритмы (20.19) либо (20.20), если доступны измерения по высокоточному коду на двух частотах.
Наличие в измерениях шумов $! и е! приводит к погрешностям Ла! в определении величины л!. Условие устранения 308 Снсгема (20.)8) содержит четыре уравнения н четыре неизвестные велнчнны: р«р+т, й)ух, ль лг. Определяемые параметры л~ н ле можно представить в анде неоднозначности при наличии шумов может быть записано в следующем виде: ! Ьп!! «- 0,5. (20.21) Вероятность Р„. выполнения условия (20.21) характеризует надежность УМ. При фазовых измерениях по системе «Глонасс» в погрешность Ьа! дополнительно к шумовой войдет еще систематическая составляющая, обусловленная отсутствием привязки фазы дальномерного кода к фазе несущей, поэтому при одном и том же объеме обрабатываемых данных вероятность Р„„для системы «Глонасс» будет меньше.
Для устранения этой дополнительной систематической погрешности следует включить начальное рассогласование фаз несущей и дальномерного кода в вектор оцениваемых параметров. Получаемая таким способом точность местоопределения при полностью доступных высокоточных сигналах на двух частотах может составить единицы сантиметров. Для широкого класса потребителей доступен меньший объем информации.
Однако и в этом случае использование совместной обработки фазовых измерений и псевдодальномерных по коду С/А в сочетании с оптимальным сглаживанием результатов позволит получить точность местоопределения вплоть до дециметров [164, 218, 219[ для подвижных объектов и более высокую — для геодезических [205, 206]. 2В.В.
РВЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ. РЕАЛИЭАЦИЯ ДПС Интерес к использованию системы «Навстар» в ДР проявляют специалисты различных ведомств и служб. Для оценки практических возможностей методики в большом объеме проводились натурные испытания, результаты которых подтвердили эффективность ДР [168, 191[. Испытания на морских судах. В ноябре !Уаз г. Гидрографической службой Канады совместно с фирмой Ног!есн !Норвегия) был про. веден эксперимент в открытом море для определения точности и надежности !ЭСгР3 на различных расстояниях от береговой ККС.
Ванная серии испытания показала, что на удалениях до 300 км ЛР может обеспечить точность порядка 3...!О м, существенно снижая систематииеские погрешности, при этом исключение ионосфериоп ошибки оказывается более эффективным, чем при диухчпстотпом способе работы. Испытипии ип военных н грижлписких ис!гтпл~ тих н с а м о л е т а х.
Серии испытаний были посшпцены применении> ДР при папигвциониои обеспечении авиационных объектов. В !УВ4 г па полигоне Армии США Юма Управление объединенной программы СРУ пропело испытании ЛМ с коррекцнеа пссвдодальиостей. Испытав<я проводились э интересах отработки системы бомбометания. В результате экспериментов было показано, что а ДР точность местоопределения вертолета составила 2...3 м, причем использование кодов Р и С/Л дает вполне сравнимые точности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
