Власов И.Б. ГНСС (studmaket) (1151932), страница 22

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 22)

Ïðèìåíåíèå ïåðå÷èñëåííûõ è äðóãèõ ìåð ïîçâîëÿåò ñíèçèòü âåëè÷èíó ÝÏÄ, îáóñëîâëåííîé ïåðåîòðàæåíèÿìè, äî çíà÷åíèé ïîðÿäêà 2…3 ì.9.3. Ïîãðåøíîñòè ÀÏÎñíîâíûìè èñòî÷íèêàìè ïîãðåøíîñòåé â ÀÏ ÿâëÿþòñÿ ïîãðåøíîñòè îïîðíîãî ãåíåðàòîðà, à òàêæå øóìû ñõåì ñëåæåíèÿ çà çàäåðæêîé, ÷àñòîòîé, ôàçîé è íåñóùåé ñèãíàëîâ ÍÊÀ.

Äåòàëüíûéàíàëèç âëèÿíèÿ ýòèõ ôàêòîðîâ íà ïîãðåøíîñòè ÍÂÎ ïðèâåäåí âðàçëè÷íûõ èñòî÷íèêàõ [2, 7, 18], îäíàêî ïî ñâîåìó îáúåìó ýòîò ìàòåðèàë âûõîäèò çà ðàìêè äàííîãî ïîñîáèÿ. Ïîýòîìó íèæå ïðèâîäÿòñÿ ëèøü îñíîâíûå ôîðìóëû, ïîçâîëÿþùèå ïîëó÷èòü èíæåíåðíóþ îöåíêó äîñòèæèìîé òî÷íîñòè èçìåðåíèé â ñòàíäàðòíîé èóãëîìåðíîé ÀÏ.9.3.1. Ïîãðåøíîñòè îïîðíîãî ãåíåðàòîðàÍà òî÷íîñòü ðàáîòû ñëåäÿùèõ ñèñòåì ïðèåìíèêà îêàçûâàåò âëèÿíèå, ïðåæäå âñåãî, êðàòêîâðåìåííàÿ íåñòàáèëüíîñòü ÷àñòîòû îïîðíîãî ãåíåðàòîðà, ïðèâîäÿùàÿ ê ñäâèãàì ØÂÏ è ôëóêòóàöèÿì ôàçûîïîðíûõ ñèãíàëîâ.

Äëÿ ñîâðåìåííûõ êâàðöåâûõ ãåíåðàòîðîâ, îáåñïå÷èâàþùèõ ñïàäàíèå ñïåêòðàëüíîé ìîùíîñòè ôàçîâûõ øóìîâ127ïîðÿäêà 40 äÁ íà äåêàäó, â ðàáîòå [11] ïðåäëîæåíà ñëåäóþùàÿ ôîðìóëà äëÿ äèñïåðñèè ïîãðåøíîñòè ñëåæåíèÿ çà çàäåðæêîé Dτ [ñ2],îáóñëîâëåííîé íåñòàáèëüíîñòüþ îïîðíîãî ãåíåðàòîðà â óñòàíîâèâøåìñÿ ðåæèìå:0,05 N vDτ ≈,3(∆ fÑÑÇ )ãäå Nv – îäíîñòîðîííÿÿ ñïåêòðàëüíàÿ ïëîòíîñòü ôàçîâîãî øóìàîïîðíîãî ãåíåðàòîðà.

Äëÿ ñîâðåìåííûõ êâàðöåâûõ ãåíåðàòîðîâ ýòîçíà÷åíèå ñîñòàâëÿåò 10–18…10–21 Ãö.Åñëè ïðèíÿòü, ÷òî ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ ÑÑÇ ñîñòàâëÿåò 1 Ãö, òîïðè Nv = 10–18 Ãö ÑÊÎ ïîãðåøíîñòè στ = Dτ = 5 ⋅ 10−20 ñ = 0,22 íñ,÷òî ñîîòâåòñòâóåò ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ äàëüíîñòè ïîðÿäêà0,066 ì. Ýòî çíà÷èòåëüíî ìåíüøå ïîãðåøíîñòåé, îáóñëîâëåííûõäðóãèìè ôàêòîðàìè (ñì. äàëåå, ïîäðàçä. 9.3.3).

Îäíàêî åñëè ïîïûòàòüñÿ ïîâûñèòü òî÷íîñòü ïîçèöèîíèðîâàíèÿ ìàëîïîäâèæíîãîîáúåêòà çà ñ÷åò äàëüíåéøåãî ñóæåíèÿ ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ, íàïðèìåð äî 0,2 Ãö, òîãäà çíà÷åíèå Dτ âîçðàñòåò â 53 = 125 ðàç ñîîòâåòñòâåííî, στ = Dτ = 0,22 125 ≈ 2,5 íñ, ëèíåéíàÿ ïîãðåøíîñòè ïðèýòîì ñîñòàâèò îêîëî 0,7 ì, ÷òî óæå ñðàâíèìî ñ äðóãèìè ñîñòàâëÿþùèìè ïîãðåøíîñòè ÀÏ.Ôîðìóëà äëÿ äèñïåðñèè ôëóêòóàöèé îöåíêè äîïëåðîâñêîãî ñäâèãà Df [Ãö2] â óñòàíîâèâøåìñÿ ðåæèìå ñõåìû ñëåæåíèÿ çà äîïëåðîâñêèì ñäâèãîì íåêîãåðåíòíîãî ïðèåìíèêà èìååò âèä0, 2 Nv fí2Df ≈,∆ f ÑÑ×ãäå fí – íåñóùàÿ ÷àñòîòà; ∆fÑÑ× – ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ ñèñòåìû ñëåæåíèÿ çà ÷àñòîòîé (ÑÑ×).Ðàñ÷åò, àíàëîãè÷íûé ïðîâåäåííîìó âûøå, ïðèâîäèò ê ñëåäóþùåìó âûâîäó: ïðè øèðèíå ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ ∆fÑÑ× = 2 Ãö ÑÊÎîøèáêè ñîñòàâëÿåò ïîðÿäêà 0,5 Ãö, ñîîòâåòñòâåííî ÑÊÎ èçìåðåíèéñêîðîñòè – ïîðÿäêà 0,1 ì/ñ.

Ïðè ñóæåíèè ïîëîñû ∆fÑÑ× â 10 ðàç äî0,2 Ãö ýòà îøèáêà ñîñòàâèò óæå 0,25 ì/ñ, ÷òî ñðàâíèìî ñ ôëóêòóàöèîííîé îøèáêîé ñëåäÿùåé ñèñòåìû.Àíàëîãè÷íàÿ ôîðìóëà äëÿ êîãåðåíòíîãî (ñëåäÿùåãî çà ôàçîé)ïðèåìíèêà èìååò âèä1, 2 Nv fí2Df ≈.∆ f ÑÑÔ128Ðàñ÷åòû ïî ýòîé ôîðìóëå ïîäòâåðæäàþò ðàíåå ñäåëàííûé âûâîä: ôëóêòóàöèè ÷àñòîòû îïîðíîãî ãåíåðàòîðà ÀÏ äåëàþò íåýôôåêòèâíûìè ïîïûòêè ïîâûñèòü òî÷íîñòü ðàáîòû ñëåäÿùèõ ñèñòåì çàñ÷åò íåîãðàíè÷åííîãî ñóæåíèÿ èõ ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ.9.3.2. Øóìîâûå (ôëóêòóàöèîííûå) îøèáêè ñëåäÿùèõ ñèñòåìÑðåäíåå êâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå øóìîâîé ïîãðåøíîñòè òèïîâîé íåêîãåðåíòíîé ñõåìû ñëåæåíèÿ çà çàäåðæêîé îïèñûâàåòñÿñëåäóþùèì âûðàæåíèåì [18]:0,5k ÏÏ k Ï,στ = τý  1 ÑÑÇ + 2 ÑÑÇ Ï×2 PN(Pc N0 )  c 0ãäå τý – äëèòåëüíîñòü ýëåìåíòà êîäà ÏÑÏ; k1, k2 – ïîñòîÿííûå êîýôôèöèåíòû, çàâèñÿùèå îò âûáðàííîé ñõåìû ñëåæåíèÿ; ÏÑÑÇ, ÏÏ× –îäíîñòîðîííÿÿ øèðèíà ïîëîñû çàìêíóòîé ñõåìû ñëåæåíèÿ çà çàäåðæêîé (ÑÑÇ) è òðàêòà ïðîìåæóòî÷íîé ÷àñòîòû (Ï×) ñîîòâåòñòâåííî; Pc /N0 – îòíîøåíèå ìîùíîñòè ñèãíàëà ê ñïåêòðàëüíîé ïëîòíîñòè øóìà íà âõîäå ÀÏ.Èç ïîñëåäíåé ôîðìóëû ñëåäóåò, ÷òî äëÿ êîäîâ ñòàíäàðòíîé òî÷íîñòè ÃÍÑÑ (τý = 1…2 ìêñ) òèïè÷íîå çíà÷åíèå ôëóêòóàöèîííîéñîñòàâëÿþùåé äàëüíîìåðíîé ïîãðåøíîñòè ÀÏ (ÑÊÎ) ñîñòàâëÿåò1,5...10 ì; äëÿ P-êîäà GPS – 0,2...1 ì.Äèíàìè÷åñêóþ ñîñòàâëÿþùóþ äàëüíîìåðíîé ïîãðåøíîñòè ÀÏìîæíî îöåíèòü ôîðìóëîéσRÄ =1,12∆ a λ24ÏÑÑÇ,ãäå ∆a – ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ äîïëåðîâñêîãî ñäâèãà ÷àñòîòû.Ýòî ñîîòíîøåíèå ñïðàâåäëèâî äëÿ óñòàíîâèâøåãîñÿ ðåæèìà ñõåìû ñëåæåíèÿ âòîðîãî ïîðÿäêà ïðè êâàäðàòè÷íîì çàêîíå èçìåíåíèÿçàäåðæêè ñèãíàëà.Äëÿ îöåíêè òî÷íîñòè èçìåðåíèÿ ïðèðàùåíèÿ äàëüíîñòè ñ èñïîëüçîâàíèåì ôàçû íåñóùåé ñïðàâåäëèâî âûðàæåíèå0,5 λ 2 ÏÑÑÇ σ Rô =  .2 (2π) Ðñ N 0 Ïîòåíöèàëüíàÿ òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ çàäåðæêè ïî ôàçå íåñóùåéîïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåì σ τ = 1 (2 π qf 0 ), ãäå q2 – îòíîøåíèå129ýíåðãèè ñèãíàëà ê ñïåêòðàëüíîé ïëîòíîñòè àääèòèâíîãî øóìà.

Ïðèðàáî÷èõ çíà÷åíèÿõ q2 ≈ 10 ïîëó÷àåì στ ≈ 1/20f0, ñîîòâåòñòâåííîσRô ≈ λ/20. Òèïîâûå çíà÷åíèÿ ýòîé ïîãðåøíîñòè ñîñòàâëÿþò ïîðÿäêà 1,2 ìì (ÑÊÎ) äëÿ P-êîäà è 1,6 ìì äëÿ C/A-êîäà GPS.9.3.3. Áþäæåò ïîãðåøíîñòåé ñòàíäàðòíîé è óãëîìåðíîé ÀÏÐàññìîòðåííûå âûøå ñîñòàâëÿþùèå ïîãðåøíîñòåé îïðåäåëåíèÿïñåâäîäàëüíîñòè è ïñåâäîñêîðîñòè ñâåäåíû â òàáë. 9.1 è 9.2, êîòîðûå ïðèíÿòî íàçûâàòü «áþäæåò ïîãðåøíîñòåé». Ïðè ñîñòàâëåíèèýòèõ òàáëèö ïðèíÿòî äîïóùåíèå, ÷òî âñå ñîñòàâëÿþùèå ïîãðåøíîñòè ÿâëÿþòñÿ ãàóññîâñêèìè ñëó÷àéíûìè âåëè÷èíàìè ñ íóëåâûì ìàòåìàòè÷åñêèì îæèäàíèåì, ïîýòîìó äèñïåðñèÿ èòîãîâîé ïîãðåøíîñòè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñóììó äèñïåðñèé ñîñòàâëÿþùèõ.

Ïîãðåøíîñòü ÀÏ ñîîòâåòñòâóåò îäíî÷àñòîòíîìó íåïîäâèæíîìó ïðèåìíèêóñ äâóõýòàïíîé îáðàáîòêîé ñèãíàëîâ ïðè íàáëþäåíèè ÍÊÀ, íàõîäÿùåãîñÿ â çåíèòå. Êðîìå òîãî, ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî â ÀÏ ïðèíÿòûîïèñàííûå âûøå ìåðû êîìïåíñàöèè ïîãðåøíîñòåé, ò.

å. â òàáë. 9.1è 9.2 ïðèâåäåíû èõ îñòàòî÷íûå çíà÷åíèÿ.Òàáëèöà 9.1Áþäæåò ïîãðåøíîñòåé îïðåäåëåíèÿ ïñåâäîäàëüíîñòèÈñòî÷íèê ïîãðåøíîñòèσR, ìÝôåìåðèäíûå ïîãðåøíîñòèÏîãðåøíîñòè ÷àñòîòíî-âðåìåííîãî îáåñïå÷åíèÿÈîíîñôåðàÒðîïîñôåðàÌíîãîëó÷åâîå ðàñïðîñòðàíåíèåÏîãðåøíîñòè ÀÏÏðî÷èåÑóììàðíàÿ ïîãðåøíîñòü2,62,04,00,52,51,52,06,2Òàáëèöà 9.2Áþäæåò ïîãðåøíîñòåé îïðåäåëåíèÿ ïñåâäîñêîðîñòèÈñòî÷íèê ïîãðåøíîñòèσR, ìÏîãðåøíîñòè ÷àñòîòíî-âðåìåííîãî îáåñïå÷åíèÿÌíîãîëó÷åâîå ðàñïðîñòðàíåíèåÏîãðåøíîñòè ÀÏÏðî÷èå, â òîì ÷èñëå ðåëÿòèâèñòñêèé ýôôåêòÑóììàðíàÿ ïîãðåøíîñòü0,040,010,080,010,09130 òàáë. 9.3 ïðèâåäåíû îöåíî÷íûå çíà÷åíèÿ îñíîâíûõ ñîñòàâëÿþùèõ ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ óãëîìåðíîé ÀÏ ïðè äëèíå áàçû èíòåðôåðîìåòðà 2 ì.Òàáëèöà 9.3Òèïè÷íûå çíà÷åíèÿ ñîñòàâëÿþùèõ ïîãðåøíîñòè óãëîâûõ èçìåðåíèéÈñòî÷íèê ïîãðåøíîñòèÑÊÎ, óãë.

ìèíØóìîâàÿ ïîãðåøíîñòü ôàçîìåòðà (ïðè ïîëîñå äèñêðèìèíàòîðà, ñîîòâåòñòâóþùåé óñêîðåíèþ 2g)Èçìåíåíèå ïîëîæåíèÿ ôàçîâîãî öåíòðà àíòåííûÌíîãîëó÷åâîå ðàñïðîñòðàíåíèåÏîãðåøíîñòü âû÷èñëåíèÿ êîîðäèíàò ÍÊÀ è ïîòðåáèòåëÿÈîíîñôåðíàÿ è òðîïîñôåðíàÿ ðåôðàêöèÿ1–100,5–5,00,5–5,0Ìåíåå 0,015Òî æåÑëåäóåò îáðàòèòü âíèìàíèå íà ñóùåñòâåííî ìåíüøåå ïî ñðàâíåíèþ ñî ñòàíäàðòíîé àïïàðàòóðîé âëèÿíèå íà òî÷íîñòü óãëîâûõèçìåðåíèé àòìîñôåðíûõ ïîãðåøíîñòåé. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî èíòåðôåðîìåòðè÷åñêèé ìåòîä ïî ñâîåé ñóòè ÿâëÿåòñÿ äèôôåðåíöèàëüíûì (ïîäðîáíåå îá ýòîì ñì. ðàçä. 10), ïîýòîìóàòìîñôåðíàÿ ïîãðåøíîñòü ïðàêòè÷åñêè íå âëèÿåò íà òî÷íîñòü óãëîâûõ èçìåðåíèé, ïîñêîëüêó ïðè ðàçìåðàõ áàçû â ïðåäåëàõ 100 ìîíà îêàçûâàåòñÿ ïîëíîñòüþ êîððåëèðîâàííà äëÿ âñåõ àíòåíí.9.4.

Ãåîìåòðè÷åñêèé ôàêòîðÏðè ôèêñèðîâàííûõ çíà÷åíèÿõ ïîãðåøíîñòåé èçìåðåíèÿ ïñåâäîäàëüíîñòåé ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå íà òî÷íîñòü ìåñòîîïðåäåëåíèÿ îêàçûâàåò âçàèìíîå ïîëîæåíèå ÀÏ è ðàáî÷èõ ÍÊÀ, êîòîðîåîïðåäåëÿåò óãëû ïåðåñå÷åíèÿ ïîâåðõíîñòåé ïîëîæåíèÿ (ðèñ. 9.1).Ìèíèìàëüíûì ïîãðåøíîñòÿì ìåñòîîïðåäåëåíèÿ äëÿ äàëüíîìåðíûõìåòîäîâ ñîîòâåòñòâóåò òàêîå ðàñïîëîæåíèå ÍÊÀ, ïðè êîòîðîì â òî÷êå ðàñïîëîæåíèÿ ÀÏ ïîâåðõíîñòè ïîëîæåíèÿ ïåðåñåêàþòñÿ ïîä ïðÿìûì óãëîì, îäíàêî âûïîëíèòü ýòî óñëîâèå ïðè îäíîâðåìåííîì íàáëþäåíèè áîëåå òðåõ ÍÊÀ íåâîçìîæíî.Êîëè÷åñòâåííîé õàðàêòåðèñòèêîé ïîãðåøíîñòè ìåñòîîïðåäåëåíèÿ, ñâÿçàííîé ñ îñîáåííîñòÿìè ïðîñòðàíñòâåííîãî ïîëîæåíèÿ ÍÊÀè ÀÏ, ñëóæèò òàê íàçûâàåìûé ãåîìåòðè÷åñêèé ôàêòîð ÃΣ, èëè êîýôôèöèåíò ãåîìåòðèè.  èíîñòðàííîé ëèòåðàòóðå èñïîëüçóåòñÿ îáîçíà÷åíèå GDOP (îò àíãë.

geometrical delusion of precision – ãåîìåòðè÷åñêèé ôàêòîð óõóäøåíèÿ òî÷íîñòè).131Ðèñ. 9.1. Âëèÿíèå ãåîìåòðèè ñîçâåçäèÿ ÍÊÀ íà òî÷íîñòü ìåñòîîïðåäåëåíèÿ×òîáû óòî÷íèòü ìàòåìàòè÷åñêèé ñìûñë ïîíÿòèÿ ãåîìåòðè÷åñêîãî ôàêòîðà, çàïèøåì çàâèñèìîñòü âåêòîðà δî ïîãðåøíîñòè îïðåäåëÿåìûõ ïàðàìåòðîâ îò âåêòîðà δè ïîãðåøíîñòè èçìåðÿåìûõ ÍÏδ î = gk − gk −1 = Gk−−11∆ Rk −1 = G − 1δ è .(9.1)Ñ ó÷åòîì ôîðìóëû (9.1) íàéäåì êîððåëÿöèîííóþ ìàòðèöó îøèáîê íàâèãàöèîííûõ îïðåäåëåíèé ïîòðåáèòåëÿ â âèäå{}( ) (K î = M (δ î − mî )(δî − mî )ò = G − 1 K è G − 1ò= G ò K èòG)−1, (9.2)ãäå Kè – êîððåëÿöèîííàÿ ìàòðèöà ïîãðåøíîñòåé èçìåðåíèÿ ÍÏ{}(ïñåâäîäàëüíîñòåé), K è = M (δè − mè )(δè − mè )ò ; mî, mè – ñîîòâåòñòâåííî âåêòîðû ìàòåìàòè÷åñêèõ îæèäàíèé ïîãðåøíîñòåé δî, δè.Ïðèìåì ðàâíûìè íóëþ ñîñòàâëÿþùèå âåêòîðà mè. Òîãäà mî = 0()è äèñïåðñèè îïðåäåëÿåìûõ ïàðàìåòðîâ σ2x , σ2y , σ2z , στ2 , ò.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)