Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 70
Текст из файла (страница 70)
В табл. 21.3 приведены средние значения ГФ Г„„в системе, построенной на базе эллиптических спутников, и их СКО при различном числе видимых НИСЗ. Здесь же для сравнения повторены аналогичные значения для пассивного (нли асинхронного) варианта использования этой же сети НИСЗ, заимствованные из табл. 19.4. Как видно нз табл. 2!.3, характер изменения среднего значения и СКО ГФ при изменении числа видимых НИСЗ одинаков в активном и пассивном режимах.
Однако при малых числах видимых НИСЗ в активном режиме значения ГФ в 5...10 раз меньше, чем в пассивном режиме, так что прн ограниченном числе НИСЗ в сети активный режим может обеспечить более высокую точность местоопределения, чем пассивный. Однако, если учесть, что падает н точт(ость измерений НП (см. табл. 21.2), то точностные характеристики активного и пассивного режимов при малом числе видимых НИСЗ оказываются сравнимыми. При большом числе видимых НИСЗ ()5) точность местоопределения в пассивном режиме оказывается выше. 2С2. ТОЧНОСТНЫЕ СВОЯСТВД СЕТЕВЫХ СРНС В ОТНОСИТЕЛЬНОМ РЕЖИМЕ Стремление к повышению точности местоопределения с помощью РНС привело к использованию этик систем в так называемом относительном, или дифференциальном, режиме (см. гл.
20). Особое внимание он привлек к себе в связи с созданием сверхдлиниоволновой РНС «Омега» [171) . Этот режим состоит в определении взаимного расположения двух движущихся нли неподвижных П с целью компенсации сильнокоррелированных составляющих ошибок навигационных определений. При Э!4 таком методе точность определения взаимного расположения П оказывается тем выше, чем ближе размещены эти объекты. Если в качестве одного объекта используется неподвижный контрольный пункт (КП), установленный в точке с известными координатами, то на определенном расстоянии от этого КП возможно более высокоточное, чем в обычном режиме, определение координат любого П, на который передаются результаты измерений на КП в том или ином виде, Благодаря своей ,повышенной точности относительный метод привлек к себе впи ание н создателей сетевых СРНС (191!.
усть навигационные определения проводятся двумя П в двух близких точках пространства по одному и тому же созвездию НИСЗ, причем ошибки нахождения НП записываются в виде Ьй! = Ьйт! + Лй!!, 'бйэ = Ьйср+ ЛКм где ЬКт!, Лйт! — некомпенсируемые погрешности НП в пунктах ! и 2, Ьйо — зависимые составляющие погрешности НП в тех же пунктах. Вычисляя относительную погрешность б!1,р навигационных определений на пункте 1, можно получить выражения для корреляционной матрицы К, ошибок навигационных определений: — ! т — ! т М,=(С! Кл! С!) +(С! Кл!'С!) +((С! — С!) Кло(Сэ — С!)) (21.! ) В относительном режиме погрешность навигационных определений складывается из трех слагаемых, первые два из которых представляют собой погрешности определений на пунктах 1 н 2, обусловленные некомпенсируемыми погрешностями нахождения вектора НП, а третье — погрешность за счет неполной компенсации коррелированных погрешностей нахождения вектора НП, вызванных различным их преобразованием в ошибки навигационных определений вследствие различия матриц преобразования С! и С! в пунктах 1 и 2.
Представляет интерес рассмотреть ряд частных случаев использования относительного метода, вытекающих из равенства (21.1). Случай 1. Пусть оба пункта ! и 2 находятся столь близко однц к другому, что практически справедливым оказывается равенство С! =Сэ=С. При этом вырпжснис (2!.!) трансформируется в равенство: К,=(С' К!т' С) ' + (С' К,„'С ) '. (21.2) Если при этом на каждом из пунктов результаты измерения равно- точны и независимы, т. е. К!э=о, !', (21.3) Э!5 где о~ — среднеквадратическое значение погрешности нахождения составляющих вектора К, 1=1; 2 — номер пункта, 1 — единичная матрица, то из (21.2) получим К, = (С' С) ( о( + сф .
(21.4) Выражение (2! .4) показывает, что точность относительного метода в рассматриваемом случае характеризуется матрицей (С'С) ', связь которой с ГФ уже устанавливалась в гл. 18. Рассмотрим, в каком соотношении находятся в этом случае полный баланс ошибок (см. гл. 16) и баланс независимых ошибок оь фигурирующих прн анализе точностных свойств относительного метода. Погрешности измерений, возникающие вследствие неточностей синхронизации излучений, одинаковы на обоих пунктах и жестко коррелированы.
При относительном методе эти ошибки могут быть компенсированы. Погрешности распространения радиоволн при совпадении пунктов 1 и 2 также компенсируются, если на обоих пунктах используются одинаковые модели ввода поправок на распространение радиоволн. Здесь уместно отметить, что исследованный в гл. 5 (см. также [138]) 2-частотный алгоритм коррекции ионосферных поправок превращает соответствующую коррелированную составляющую погрешности в случайную с некоторой эквивалентной дисперсией, которая может и превышать саму исходную погрешность. При относительном режиме это приводит к ухудшению точности, поэтому 2-частотную компенсацию погрешностей вследствие распространения радиоволн в этих случаях использовать нецелесообразно. Будем считать далее, что погрешности обработки на приемном конце в пунктах 1 н 2 не коррелнрованы.
При этом предположении допускаемая неточность приводит к пессимистической оценке точностных свойств относительного метода. В соответствии сданными табл. 16.1 некомпенсируемая погрешность а~ в 2...10 раз меньше, чем в обычном режиме навигационных определений. На самом деле выигрыш будет больше, так как в проведенном анализе не учитывались погрешности эфемерид, которые также компенсируются при принятых условиях.
Уравнение (21.4х) показывает, что относительный метод эффективен, если и'~+о ~(о'м где о'э —, дисперсия коррелированной части ошибок нахождения вектора НП в пунктах 1 и 2, Случай 2. Пусть теперь пункты 1 и 2 находится на некотором удалении один от другого. Если при этом справедливо условие (21.3), то равенство (21.1) принимает вид К, =( С; С~) о~~ +( Сг С~) ой + (ЬС' ЬС) оо (2!.5) Выражение (21.5) показывает, что в рассматриваемом случае пер. вое и второе слагаемые практически аналогичны правой части равенства (21.4). Отличие от случая 1 состоит в том, что разложение общей ошибки ЬЕ; на составляющие бй,~ и бЕ0 само зависит от удаления пунктов 1 и 2 один от другого.
Можно показать, что в ССРНС независимые погрешности о1 и ом фигурирующие в (21.5), практически не меняются при различных взаимных расположениях НИСЗ и определяющихся в относительном режиме пунктов 1 н 2. Установим теперь, как определить значение АС в формуле (21.5), определяющее вклад коррелированных погрешностей ЛЕд в погрешность навигационных определений в относительном режиме.
Учитывая, что пункты 1 и 2 находятся близко один к другому, нетрудно показать, что АС ж — Ьх+ — Ау+ — Ьг, дС дС дС дк дд дк (21.6) где бх, бу и Аг — расстояния между пунктами 1 и 2 по соответствующим осям координат. Поскольку элементы матрицы С— первые производные от навигационной функции по определяемым элементам матрицы Г), элементы матрицы ЛС вЂ” вторые производные от упомянутой функции.
Выражение (21.6) показывает, что вклад коррелированных ошибок обусловлен изменением ГФ. Это изменение, как видно из предыдуших глав, невелико, особенно при большом числе видимых НИСЗ. Поэтому влияние 3-го слагаемого выражения (21.5) малосущественно, если наблюдения в пунктах 1 и 2 проводятся по одному и тому же созвездию НИСЗ.
ГЛАВА 22 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ БОРТОВОЯ АППАРАТУРЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЯ 11Л. АВТОМАТИЗАЦИВ НАВИГАЦИОННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ И ШТУРНАНСНИХ РАСЧЕТОВ Требования точности и оперативности обсерваций, предъявляемые к С!зНС, могут удовлстпоритьси только путем автоматизации процесса навигационных определений. Автоматизации подлежат все основные операции: поиск н обнаружение сигналов выбранного созвездия НИСЗ, слежение за сигналами и измерение РНП, прием и декодирование служебной информации, решение навигационных и дополнительных (сервисных) задач, контроль работоспособности аппаратуры, индикация и регистрация результатов решений.
3!7 Наметились два направления автоматизации бортовой аппаратуры потребителей (БАП). Первое из них связано с использованием в комплекте БАП специализированной, но единой ЭВМ. Второе — с применением рассредоточенных вычислителей. Применение ЭВМ в БАП значительно расширяет возможности навигационного комплекса и позволяет решать ряд дополнительных штурманских (сервисных) задач, состав которых зависит от назначения аппаратуры. Так, для самолетной аппаратуры к числу таких задач в первую очередь относятся: хранение координат поворотных пунктов маршрута и промежуточных аэродромов, расчет и хранение параметров линии заданного пути, расчет главно- и частно-ортодромических координат, расчет времени полета до очередного поворотного пункта маршрута, расчет высоты полета и т. д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
