ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. Под ред. А.И.Перова (2010) (1151961), страница 44
Текст из файла (страница 44)
п. 6.3.6.5), поскольку в этом случае полоса пропускания следящей системы может быть еще в несколько раз быть меньше, что приведет к дальнейшему возрастанию ошибки (7.60). Рассмотрим влияние нестабильности ОГ на точность оценки доплеровского смещения частоты в ССЧ некогерентного приемника, полагая, что в ней используется сглаживающий фильтр в виде двух интеграторов с демпфированием. При Глава 7 где 7"„, — частота несущего колебания (например, 1605 МГц). Запишем уравнения фильтрации доплеровского смещения частоты — = Г «.К„,(Т„,дг -Г), — =К„«)~ 6 7' ). (7.61) Дисперсия флуктуаций доплеровского смещения частоты ~,' в установив- шемся режиме определяется выражением ~Л~ ~ Л~;.
2 ~~(1а)) +задКП1+Кн2~ (7.62) Используя соотношения (6.102) между коэффициентами усиления и формулу (6.105) для полосы пропускания следящей системы, запишем (7.62) в виде 7'„' У~ 0,187 (7.63) Фссч Положим 7„=1,605 10 Гц, фСсч = 2 Гц (см. рис. 6.26), У~ = =7,73 )О 'е Гп, Тогда иа )7.63) получаем Ъ, =0,43 Гд )0,08 м)е). При сужении полосы пропускания ССЧ до ф~-сч = 0,2 Гц (например, при комплексировании с инерциальной системой навигации) ошибка, обусловленная нестабильностью ОГ, возрастает до уровня ~~, = 1,37 Гц (0,256 м/с), что сопостач вимо с флуктуационной ошибкой ССЧ.
Рассчитаем ошибку, обусловленную нестабильностью ОГ, в схеме слежения за фазой сигнала когерентного приемника. Линеаризованная ССФ описывается уравнениями (6.84). В качестве входного воздействия следует выбирать у Я = 2рг ~'„,~'. Поэтому представим (6.84) в виде — = а)+ Кн, (2л ~'„,г' — (а), — = Р+ К„~ (2п~„,1' — ф), с~4Р, . а)й аг Ю н 3 (2 Хнс 9') . (7.64) Запишем выражение для дисперсии флуктуационной ошибки по доплеровскому смещению частоты: 292 этом линеаризованная система фильтрации описывается теми же уравнениями (6.103), что и выше, однако в этом случае положим входное воздействие У(~) = 7„,о),„ Глава 7 Если не принимать специальных мер по снижению данных погрешностей, то нельзя ожидать высокой точности НВО. Рассмотрим некоторые из мер, которые позволяют снизить погрешности определения псевдо дальности и псевдо скорости.
Компенсация погрешностей бортовой шкалы времени Одной из существенных составляющих погрешностей определения псевдо дальности являются погрешности бортовой шкалы времени. Частичная компенсация данных погрешностей осуществляется в результате накопления статистических данных по флуктуациям бортового ОГ, которое осуществляется наземным сегментом контроля и управления.
В результате такой обработки формируются оценки следующих параметров: сдвига шкалы времени п-го НС относительно СШВ г„; относительного отклонения у„=(~„— ~„„)/~„„прогнозируемого значения несущей частоты г'„' и-го НС от номинального значения 7"„„этой частоты для того же НС. Значения параметров т„, у„передаются наземным комплексом управления по линии связи на борт НС, где они закладываются в навигационное сообщение (более подробно о навигационном сообщении см.
п. 11.4). Обновление данной информации производится каждые 15 мин, поэтому используют обозначения г„(г~), у„(к~), где ~~ — время внутри текущих суток по шкале 13ТС(ЯЛ)+03 ч 00 мин, к которому относятся передаваемые значения параметров. В приемнике поправка к БВШ может быть рассчитана в соответствии с формулой й„(к) = г„(т,)+ у„® (~ — Ю,) . (7.68) Отметим, что прогнозируемое значение частоты /'„дается с учетом гравитационного и релятивистского эффектов на момент времени ~ (см. п.
7.4). Кроме (7.68) в приемнике могут быть учтены поправки на релятивистские эффекты (7.49) и (7.53), при этом итоговая поправка к БШВ будет иметь вид ~~БШВ ~~ст + ~~е + ~~й ' (7.69) 294 Компенсация ионосферной погрешности Различают методы компенсации ионосферной погрешности для одночастотных приемников, т.е. преемников, работающих только в диапазоне П, и для двухчастотных приемников, работающих в диапазонах Л1 и А2 . Наиболее просто проблема компенсации ионосферной погрешности решается в двухчастотном приемнике. Из всех составляющих погрешности определения псевдо дальности (7.2) лишь ионосферная погрешность зависит от частоты. Поэтому, если измерить псевдо дальности ДЯ), Д(72) на двух частотах, Источники погрешностей и точность ОВО то в погрешностях этих измерений только ионосферные погрешности будут различаться, следовательно, можно записать д(х)-л(л) = (~/...Я)-~/...(л)).
(7.70) Запишем формулу (7.37) для группового запаздывания в ионосфере в виде А „(Д1т1) = д/~1т1 и подставим ее вь7.707: или м„.„(~) АФ х' (7.71) ДллСРНС ГЛОНАСС /// =7/т,следовательво 'л= (1 — 7~/та~) =1,531. Вычисленное в соответствии с (7.71) значение о/„,„можно использовать для коррекции измеренной псевдо дальности в диапазоне с частотой ~ . Ошибки в оценке ионосферной задержки в соответствии с (7.71) определяются погрешностями оценки /1Д, которая, в первом приближении, определяется ошибками оценок псевдо дальностей (в диапазонах Е1 и Е2), обусловленными шумом приемника.
Полагая их дисперсии сгдф равными в двух диа- 2 назонах, запишем выражение для дисперсии ошибки ионосферной задержки: 2 2 2/2 ст~;„,„= 2стдфк /с 295 Для стационарных объектов за счет дополнительного усреднения оценки псевдо дальности по времени флуктуационная ошибка сгдф может быть сделана менее 1 м. Следовательно, среднеквадратичное значение ошибки оценки ионосферной погрешности может быть сг~;„,„< 2 м. Эта ошибка является одновременно и ошибкой компенсации ионосферной задержки (остаточной ошибкой после компенсации). В одночастотном приемнике недоступна дополнительная информация, характеризующая состояние ионосферы, поэтому здесь возможно лишь использование той или иной модели ионосферы.
Основная проблема при таком подходе заключается в том, что состояние ионосферы очень изменчиво и зависит от многих факторов. Поэтому невозможно предсказать с высокой точностью распределение концентрации электронов по высоте. Однако оказалось, что можно создать относительно грубую модель ионосферы, которая описывается незначительным числом параметров и позволяет скомпенсировать около 50;4 булава 7 общей погрешности. Такая восьмипараметрическая модель была разработана [7.61 применительно к системе ОРИ. При этом с СРНС ОРИ данные восемь параметров передаются в навигационном сообщении, что позволяет относительно просто реализовать процедуру компенсации в приемнике.
В дальнейшем были разработаны более сложные модели ионосферы [7.71. Однако их использование не позволяет осуществлять компенсацию ионосферной погрешности лучше, чем на 75',4 . В навигационном сообщении СРНС ГЛОНАСС информация о состоянии ионосферы не передается, поэтому для реализации компенсации ионосферной погрешности в одночастотном приемнике необходимо использовать дополнительную внешнюю информацию о параметрах ионосферы.
Компенсация тропосферной погрешности Для компенсации тропосферной погрешности используется та или иная модель тропосферы. Одна из широко используемых моделей, предложенная в [7.4~, определяется формулой 0,002277 (1255 ссй~~,„= ' р+~ — +0,05)е — Вс18 (а) +сИ, яп(а) 1, Т ) где Т вЂ” температура в кельвинах в месте расположения приемника; р — атмосферное давление в миллибарах; е — парциальное давление водяного пара в миллибарах; а — угол места НС, для которого рассчитывается поправка; В и бЯ вЂ” корректирующие члены, зависящие от высоты Ь расположения приемника и угла а, для которых существуют специальные таблицы [7.41. Известны и другие, более сложные модели тропосферы, например [7.81.
Использование моделей тропосферы позволяет скомпенсировать до 90 ',4 общей погрешности так, что остаточная погрешность может составлять < 0,2 м для сигналов НС, находящегося в зените. Снижение погрешностей, обусловленных многолучевостью Методы снижения погрешностей определения псевдо дальности, обусловленных многолучевым распространением, обсуждены в п. 7.5, поэтому просто перечислим их: неиспользование при обработке сигналов, приходящих с направлений, ниже угла маски; поднятие антенны выше наиболее существенных отражающих объектов; использование антенн с правой круговой поляризацией; использование дискриминаторов задержки с узкой апертурой дискриминационной характеристики. Снижение погрешностей, обусловленных приемником Основным средством снижения погрешностей оценивания псевдо дальности и псевдо скорости в приемнике является оптимизация алгоритмов и уст- 296 Источники погрешностей и точность НВО ройств обработки сигналов и информации.
Так, говоря об оптимизации устройств обработки сигналов, можно иметь в виду: использование прецизионных малошумящих входных усилителей, позволяющих снизить (на 1,5...2 дБ) мощность внутреннего шума приемника; использование вы сокостабильных опорных генераторов, например, с уровнем спектральной плотности фазовых шумов (циклической фазы), равной — 100 ... — 110 дБ на частоте 1 Гц; использование аналого-цифровых преобразователей с большим, чем два, числом уровней квантования; использование полосовых фильтров в высокочастотной части приемника с высокой избирательностью и т.д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
