ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. Под ред. А.И.Перова (2010) (1151961), страница 85
Текст из файла (страница 85)
Потребителя во многих случаях интересуют свои координаты в геодезической системе координат (см. п. 3.1). Поэтому в АП необходимо осуществить пересчет координат из геоцентрической системы в геодезическую. Общие формулы связи двух систем координат имеют вид (3.3), (3.4), а пересчет по этим выражениям может быть реализован следующим вычислительным алгоритмом [13.31: 1) определяются исходные данные — координаты х, у, ~ в геоцентрической системе координат ОХИ, выходные данные — координаты В, Е, Н в геодезической системе координат; 2) вычисляется вспомогательная величина .0= х +у Аппаратура потребителей к,=О; Ь=сек,, к =ассака~ркка(2Ь2кк~1 — сакка Ь), если модуль разности ~з2 — з, ~ < е, где е — требуемая точность вычислений, то В=Ь, В=22сскВскккпВ-сБ — е ккп В, в противном случае полагается з, = з, и вычисления повторяются, начиная с расчета Ь.
Во всех случаях выбирается е = 0,0001". После нахождения В,Е,Н становится известной матрица перехода из геоцентрической системы координат в прямоугольную горизонтальную, что позволяет осуществить преобразование составляющих скорости движения подвижного объекта. 13.9. Использование оптимальных алгоритмов обработки сигналов и информации в аппаратуре потребителей Как пример использования оптимальных алгоритмов обработки сигналов и информации в современной НАП СРНС, описанных в гл. 6, рассмотрим образцы приемной аппаратуры, выпускаемые Зачад Мач1дапоп Кукиш Со. (1.ехоп, Магог и др.) и доступные на российском рынке. Эти приемники воплощают в себе наиболее передовые технологии в области приема и обработки спутниковых сигналов ГЛОНАСС и ОРИ.
Перечислим основные особенности реализованных технических решений. Использование ССФ 3-го порядка для слежения за фазой принимаемых сигналов, что обеспечивает устойчивое сопровождение спутников при установке аппаратуры на высокоманевренных объектах. Использование поддержки схемы слежения за задержкой сигнала (ССЗ) от схемы ССФ [см. п.6.3.6.5, 6.3.6.6], что позволяет уменьшить ширину шумовой полосы ССЗ до единиц и даже долей герца и, таким образом, уменьшить флуктуационные ошибки оценки псевдо дальности до уровня единиц-десятков сантиметров.
Соттоп (Со-Ор) Тгасйпд [О]. Представляет собой несколько упрощенный вариант одноэтапного слежения за параметрами сигнала [см. п. 6.5, 17.2.21. Суть алгоритма заключается в разделении динамики фазы сигнала на две составляющие: быстро- (обусловленную динамикой объекта и нестабильностью опорного генератора приемника) и медленноменяющуюся (обусловленную движением спутника и нестабильностью его опорного генератора).
Такое разделение позволяет использовать для слежения за медленноменяющейся составляющей ССФ с шириной шумовой полосы порядка 2 Гц, а для слежения за быстроменяющейся составляющей — с полосой порядка 20 Гц. Количество узкополосных ССФ равно количеству сопровождаемых спутников, широкополос- 525 Глава 13 ная ССФ вЂ” одна для всех спутников, и использует для оценки параметров суммарную мощность принимаемых сигналов.
Такой подход позволяет повысить чувствительность приемника примерно на 10 дБ по сравнению с традиционно используемым подходом, основанном на использовании для слежения за каждым из сигналов НС автономных ССФ. Подавление многолучевоети осуществляется на основе двух подходов, которые могут использоваться как совместно, так и по отдельности.
Первый подход состоит в использовании специально сконструированной антенны (13.6], обеспечивающей подавление сигналов, отраженных от земной поверхности и объектов, расположенных ниже антенны. Однако, данный подход не обеспечивает подавление сигналов, отраженных от объектов, расположенных над антенной (высокие здания, деревья и т.п.), поэтому в приемнике осуществляется дополнительная сигнальная обработка, позволяющая в существенной степени снизить ошибки оценки параметров сигнала, обусловленных эффектом многолучевости. Дифференциальный режим навигаиии.
Приемник в реальном времени обеспечивает декодирование корректирующих поправок, передаваемых в соответствии с форматом КТСМ 104 (см. гл. 12), и оценивание координат объекта с точностью до десятков сантиметров. Режим КТК (Яеа1 Тле Ктета1к) ~13.71 является дальнейшим расширением режима дифференциальной навигации и позволяет на основе приема данных об измерениях псевдо дальности и псевдо фазы, выполняемых в базовом приемнике, в реальном времени оценивать текущие координаты приемника с точностью до единиц миллиметров в статическом режиме и до единиц сантиметров в динамическом режиме. 1.1 й 1.2. Приемник может осуществлять слежение за сигналами спутников в двух частотных диапазонах П и Е2, модулированными кодами стандартной точности С1А, кодами высокой точности Р (режим АК выключен) и криптозащищенными кодами высокой точности У (режим АЯ включен). В последнем случае используется специальная технология Кеппсоде1езв 1гасЫпд. Использование измерений в двух частотных диапазонах позволяет выполнить компенсацию погрешностей, обусловленных задержками сигналов в ионосфере, и тем самым повысить точность оценки координат в автономном режиме навигации.
Кроме того, применительно к режиму В.ТК использование двухчастотных измерений позволяет повысить вероятность правильного разрешения неоднозначности фазовых измерений, сократить время, необходимое на разрешение неоднозначности, и повысить точность оценки координат. БРБ й 6ХОЖА5Х Приемник осуществляет прием как сигналов СРНС ОРБ, так и сигналов СРНС ГЛОНАСС в обоих частотных диапазонах (П и Е2 ), что обеспечивает повышение точности, доступности, непрерывности и целостности НВО, в том числе в городских и других сложных условиях, когда ограничена радиовидимость НС. 526 Аппаратура потребителей И~ААЯ & ЕБИОБ.
Приемник может осуществлять прием сигналов от геостационарных спутников СВАЯ, используя передаваемую корректирующую информацию для повышения точности оценки текущих координат. Высокие точность и темп выдачи данных измерений. Приемник может выдавать данные о текущих измерениях псевдо дальности, полной фазы до всех радиовидимых спутников, координатах и скорости объекта с темпом до 20 Гц, что позволяет фиксировать траектории объектов (в том числе высокодинамичных) с высокой детальностью и точностью. Подавление помех в полосе сигнала. Наряду с ОРЯ/бЬОМАЯЯ корреляционными каналами ЛЧЯ сЬ1р содержит 6 цифровых настраиваемых режекторных фильтра, обеспечивающих подавление узкополосных помех в полосе частот принимаемых сигналов спутников.
Общее число подавляемых помеховых сигналов — до 6. Полоса режекции каждого из фильтров может быть программно задана в диапазоне от 5 до 80 кГц. Коэффициент подавления помех — до 60 дБ. Для анализа помеховой обстановки и начальной оценки параметров помеховых сигналов используются два сканирующих цифровых спектроанализатора с программируемой разрешающей способностью. Поставляемое с приемным модулем программное обеспечение используется для управления приемником в реальном времени, отображения текущей информации (координат, скорости, видимого созвездия спутников и др.), записи «сырых» данных в файлы для их последующей обработки.
Литература 13.1. Харисов В.Н., Булавский Н.Т., Горев А.П. Обоснование модели динамики при синтезе схем слежения для приемников СРНС// Радиотехника. Радиосистемы, 2004, № 7, с. 104 — 107. 13.2. ЗбРР ТБ 34.171 Аяяяег1 б1оЬа1 Роябоп1пя Буяегп (А-бРЯ). Ьпр://чччч.38рр.ог8 13.3. Цифровые радиоприемные системы: Справочник/ М И. Жодзишский, Р. Б.
Мазепа и др. — М.: Радио и связь, 1990. 13.4. Аппаратура радионавигационных систем ГЛОНАСС и бРЯ. Системы координат. Методы перевычислений координат определяемых точек. Государственный стандарт РФ, Госстандарт России, 1997. 13.5. Убос!г!з/гну М, Уис!апач Я., Рейзе! Р:, Аз/!/аее Х Со-Ор ТгасЫпд 1ог Сагг1ег РЬаяе, Ьггр://ччто.1ачад.согп 13.6. Ейрроч К, Тагагп!соч Р., АИуаее Х, АзгаИюч А., Бипарп Х ТЬе Р1гя Рпа1- РерГЬ Рпа1-Ргег)пепсу СЬо1ге К1пд, ЬГГр://чччччч.1ачаг1.согп 13.7. ХЬосЬиййу М, Рого!печ М, КЬ~а!/гоч А., Азlуаее Х Кеа1-Т1гпе К)пегпабс (КТК) Ргосеяя1пд 1ог Рпа!-Ргег)цепсу бРБ/бЬОЫА88, ЬГГр://чччччч.1ачад.согп 527 Глава 14 РазделЗ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ Глава 14 НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РАДИОНАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ГЛОНАСС Превращение системы ГЛОНАСС в непрерывно эксплуатируемую систему предъявляет повышенные требования к надежности функционирования ее космического и наземного сегментов, совместимости навигационных сигналов с сигналами других радиотехнических систем, взаимодействия с другими навигационными системами.
Кроме того, необходимо учитывать постоянный рост требований пользователей к точности навигационного определения и целостности системы, понимая под целостностью ее способность обеспечивать предупреждение пользователей о тех моментах времени, когда система в целом или отдельные НС не должны использоваться для навигационных определений. Модернизация системы ГЛОНАСС проводится и будет проводиться в дальнейшем по следующим направлениям: улучшение совместимости с другими радиотехническими системами; повышение точности навигационных определений и улучшение сервиса, предоставляемого пользователям; повышение надежности и срока службы бортовой аппаратуры спутников и улучшение целостности системы; развитие дифференциальной подсистемы.
14.1. Модернизация ГНС ГЛОНАСС В 2008 году были официально утверждены новые требования к глобальной навигационной системе (ГНС) ГЛОНАСС. Требования относятся как к составу системы, так и к значению ее основных параметров. Выполнение требований должно осуществляться последовательно за 4 этапа: Этап 1. Обеспечение непрерывной навигации на территории Российской Федерации. Этап 2. Обеспечение глобальной непрерывной навигации.
Этап 3. Доведение основных тактико-технических характеристик ГНС ГЛОНАСС до уровня, обеспечивающего конкурентоспособность ГНС ГЛОНАСС. Этап 4. Дальнейшая модернизация ГНС ГЛОНАСС. Требования этапа 4 528 Направления совершенствования СРНС ГЛОНАСС определяются при формировании программы по поддержанию, развитию и использованию системы ГЛОНАСС на 2012 — 2020 годы. В состав ГНС ГЛОНАСС должны входить: 1.Космический комплекс (глобальная навигационная спутниковая система) ГЛОНАСС в составе: ° орбитальная группировка навигационных космических аппаратов (ОГ НКА); ° наземный комплекс управления КА, включающий систему синхронизации (СС).
2.Комплекс функциональных дополнений глобальных навигационных спутниковых систем (КФД ГНСС) в составе: в широкозонная система дифференциальных коррекций и мониторинга ~СДКМ) навигационных полей ГНС; ° региональные и локальные дифференциальные системы (входят функционально). З.Система апостериорного высокоточного определения эфемерид и временных поправок системы ГЛОНАСС. 4.Средства фундаментального обеспечения (СФО) ГНС ГЛОНАСС (входят функционально): ° комплекс средств определения и прогнозирования параметров вращения Земли; ° комплекс средств формирования УТС(Я1); ° комплекс средств уточнения фундаментальных астрономогеодезических параметров. 5.
Навигационная аппаратура потребителей. Система ГЛОНАСС должна отвечать следующим основным требованиям. 1. Обеспечить решение задач координатно-временного и навигационного обеспечения в абсолютном режиме для неограниченного количества стационарных и мобильных потребителей непрерывно на всей поверхности Земли и до высот 2000 км, и дискретно — до высот 40000 км. 2.
Обеспечить решение задач координатно-временного и навигационного обеспечения в дифференциальном режиме для неограниченного количества стационарных и мобильных потребителей непрерывно на территории Российской Федерации в зонах действия функциональных дополнений. 3. Погрешность определения пространственных координат и времени потребителя для непрерывного поля в государственной системе координат и времени в системной шкале ГЛОНАСС за счет «космического сегмента» по сигналам с СТ-кодом (без учета ошибок в среде распространения и ошибок приемной аппаратуры) в реальном времени в абсолютном режиме без использования информации от функциональных дополнений с вероятностью 0,95 на любом суточном интервале времени на этапе штатной эксплуатации системы в пределах всей области обслуживания СРНС ГЛОНАСС при РРОР=2 должна составлять: 529 Глава 14 4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
