Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Ч'ак, в системе ОРЗ эквивалентная дальномерная средвеквадратическая ошибка, выававная погрешностями эфемеридвого обеспечения, ве превосходит нескольких метров. Погрсииюсти, екосимые ка трассе при распространении рпдиосигиалез ИСЗ, включают э себя тропосфервые пагрешнасти, ионосфервые погрешыости и погрешности из.зв много- лучевого распространения радиоволн. Особенности югияния тропасферы и ионосферы на точность измерения дальности и радиальной скорости, а также методы учета этого влияния применительно к космическим радиоливиям уже были описаны в равд. 3.5.3, 3.5.4 и остаются справедливыми в настоящем рассмотрении.
Фактически все методы учета тропосфериых и ионосферных погрешностей сводятся к тому или иному способу их компенсацыи в радиокоардинаторе, и точыость измерений ухудшают только остаточные погрешности иэ-за неполыой компенсации. Так, дополыительная тропосферная задержка сигнала может достигать 3...80 нс, а введение поправок, полученных с использованием модели тропосферы, поаволяет уменьшить тропосфериую ошибку в 12...25 раэ.
Значение дополнительной ионосфернай задержки иаменяется в широких пределах — от 5 до 500 вс, и проведение на основе модели ивоеферы коррекции снижает ее примерно в 2 раза. Двухчастогный метод компенсации иовосфервых ошибок, реализуемый прн излучении и приеме сигналов ИСЗ на двух ыесузцих частотах, является более точным: он позволяет получить остаточную погрешыость па задержке порядка десятых долей — единиц яаносекувд. Пегрешпоспш иэ-за мкогопучееаге распрострпкскил обусловлены тем, что на приемную антенну радиокоординатора УО в общем случае может поступать не только прямой сигнал от ИСЗ, но и множество сигналов, переотраженных от земной и морской поверхыостей, вданий и т. п.
При этом отраженные сигналы могут быть соиамеримы по уровню с прямым сигналом. В реаультате интерференции имеют место существенные искажения полезного сигнала„которые приводит к соответствующим ошибкам измерении его информационных параметров. Экспериментальные и теоретические исследования показывают существенный разброс аначений лалъномервой погрешности из-за мыоголучевостн, которая зависит ог условий взаимного расположения ИСЗ, УО и отражающих объектов, методов приема сигнала и может достигать десятков метров. В наиболее неблагоприятных ситуациях многолучевость может привести к срыву слежения э следящих схемах.
Для уменьшенил ошибок многолучезости, порождаемых отражающими объектами, расположенными ниже приемной антенны радиокоординатора, используют антенны специальной конструкции, осуществляющие режекцню отраженных сигналов. Уменьшение ошибок многолучевости, вызванных наличием отражающих объектов выше приемной антенны, возможно за счет испольаоваыия специальных технологий слежения за задержкой принимаемого сигнвла. Эти технологии основавы на подборе специальных форм опорных сигналов 335 (стробов) в корреляторах следящих систем (см. разд. 3.4) и поаволяют разделить прямой и отражеивые сигналы. Такое разделеяие будет эффективным (т.
е. ие приледет к удзлентпо части прямого сигнала вместе с отражеиными), если отраженные сигналы запаздывают отвссительяо прямого более чем на длительность фровта злемеита дальномерпой ПСП на выходе линейной части приемника. Указанные методы позволяют уменьшить ошибки многолучезости до десятых долей — едиииц метров. Трасса распространеиия также является причиной зозможпых глубоких замирзиий сигпалоз (главным образом из-за ослабления з кронах деревьев и местных предметах).
Поэтому з рздиокоордияаторах предусматриваются специальные технологии обработки слабых сигпалов и исключения или коррекции измереяий с аномальными ошибками. Погрел«иосши, вносимые анешяими ися«очкиками ме. з»яюир«х излучений. обязаны наличию шумов космического простраиства, атмосферы и земного покрова, а также внутриполосиых помех, создаваемых различвыми рздиоаяектроиными средствами. Для борьбы с мощными сосредоточенными по спектру и импульсными помехамя от ралисзлектроаяых средств а савременных радиокоордиаатораз испсльауются специальные методы адаптивной компенсации зтих помех, основанные на их оцеливании и вычитании сигнала оценки из принимаемого сигнала.
Воаможна также пространственная режекция сильной помехи аа счет здаптиввого каледония минимума ДНА радиокоордияатора из ее источвик. Внешние шумовые помехи при анализе погрешяостей пересчитываются на вход радионоординатора и учитываются в суммарной шумовой температуре (раад. 2.6). Осноевмми»югреи«нос»яами радиокоордикатороз являются шумовые и динамические погрехпности систем слежения аа мщержкой и весущей частотой полезного сигнала, в также погрешности, зыаваикые цифровой реализацией систем слежения.
Методика расчета этих погрешностей для разлячвьпс применяемых иа практике схем слежеиия была рассмотрена в разд. 3,4, З.б. Как следует из етого рассмотреяия, ошибка иамеревия задержки уменьшается с уменьшением длительности злемепта ПСП т, одиако при этом повышаются требования к точаости системы зхождеиия в связь по задержке. Позтому яа практике задержка з радиокоордииаторах систем ОРВ и ГЛОНЛСС паследовззчльио уючняется по двум разиым ПСП„ входящим в состав рздиосигвзла каждого ИСВ: «грубой» (т,„— 10 е с) и «точкой» (т — 10» с). Обе ПСП могут переда- ваться одновременно аа одиой несущей застолье с помощью кзадратурвой фазовой манипуляции, т.
е. со сдвигом по фазе иа х/2. Типовые звзчеиия среднеквадратической дельномгриой ошибки, выазаниой погрепшостями рздиокоординатора (с учетом ввешиих шумов), составляют десятые доли — едивицы метров. На практике обычно справедливыми являются предположевия о иезазисимссти отдельвых источников погрешностей. В стих условиях дисперсии реаультирующих ошибок измерения псездодальности и псевдоскорости разны сумме дисперсий соответствующих о»пибок, выаваяных разными источниками. В итоге типовые зиачеаия реаультирующих средвеквадратических погрешностей измерения псездодальнсстей по задержке ПСП лежат в диапааоие 1,4...8,1 и (11, 12).
По*решяости о»)еяяи состояния УО )»з определяются рассмотреваыми выше погрешностями измерения параметров относительного сосгояаия Хс,~ и алгоритмами вторичной обработки в вычислителе радиоксордиаатора. Если погрешности иамерения псездодальностей (псездоскоростей) зо асех каяалех радиокоордикатора вааимна независимы и имеют одинаковые сто тиегические характеристики, то среднеКвадратические ошибки ояределения параметров состояния УО рассчитываются умножением средиекзздратяческой ошибки измерения псзвдодзльпостей (псевдосксростей) па ссотзетстзуззцие коэффициенты, которые азвисят от геометрии взаимного расположения ИСВ рабочего созвездия и УО и назызаются поэтому зеоз«ею)»ическиз«и фахторамк (1, 11, 12). Геометрические факторы в геоцентрической системе координат (см.
7.24) находятся на основе формул (7.30) и (7.31). При определении вектора соогонния УО в другой системе координат геометрические факторы определяются с учетмз соотне~стзующих формул пересчеуа коордииат. Тогда, нзцример, для средпекзздратических ошибок определения местопсложеяия УО в горизонтальной плоскости о„„ и в «тростраистве и, = Я„+ апз имеем о„,— Г а.п -Г„„о, где Г Г„„— геометрические факторы в гариаоитзльной плоскости и в пространстве; ар — среднеквадратическая ошибка иамереииз псездодальностей.
Очевидно. для повышения точпости определения состояния УО желательно минимизиронать значения геометриче- ЗЗб ских факторов. Геометрические 4жкторы будут тем меныпе, чем дальше друг от друга разыесены в пространстве наблюдаемые ИСЗ. В частности, можно показать, что при наблюдении четырех ИСЗ ыянлучшие условия достигаются в случае, когда объем тетраздра, в вершинах которого расположены ИСЗ, яв. ляется наибольшим. Для наземного УО зта абеспечиваетсн тогда, когда один ИСЗ находится в зените над УО, а три другие равномерно расположены в горизонтальной плоснасти; прн атом à — 1,63.
В то же время при неудачном (близком) расположении четырех ИСЗ геометрические факторы могут составлять десятки и сотни единиц. На практике уменьшение значений геометрических факторов резлиауется за счет приема сигналов от всех видимых ИСЗ, число которых обычно избыточно (см. равд. 7.6.1). Это увеличивает вероятность наличия далеких один от другого ИСЗ з рабочем созвездии. Соответственно ухудшение геометрических факторов в атом случае свяаана с уменьшением числа видимых ИСЗ, а также их аатенеиием препятствиями. Типичное значение Г„„= 2. и соответствуюгцее реаультирующее значеыие среднеквадратической ошибки определения горизонтальных координат составляет примерна 3...16 м. Дальнейшее повышение точности определения состояния УО воаможно в задачах неаперативнога управления аа счет увеличения продолжительности наблюдений в фиксированной точке расположения УО н последующей совместной обработки всех измерений.
Сопоставление приведенных данных с табл. ТЛ покааывает, что, несмотря на достаточно высокую точность месиюпределения, обеспечиваемую спутникоными системами ОРЗ н ГЛОНАСС при измерениях по дельнамерным кодам, существует целый ряд практических задач, для которых зта точность может быть недостаточной Это прежде всего прецизионное управление геодезическими работами, высокоточное оперативное управление машинами, агрегатами н нх рабочими органами, посадка воздушных судов по категориям 1САО и специальное движение наземных объектов. Для использования спутниковых систем радиоуправления при решении этих аадач используются специальные моголы повышения точности — дифференциальный режим измерений и фязоеые измерекия псевдодальнастк па несущей частоте, которые рассматриваются ниже 7.6.3. Методы поеышений точности Ди4в)мреициальиый режим измерений.
для рззлназцын дифференциалыюго режима (ДР) измерений требуются дополнительные технические средства, которые образуют дифФереицилльиуге надсистему (ДПС) спутниковой системы управления. Основным олементом ДПС является специальная стациоыарная наземная контрольно-корректирующая станция (ККС), на которой формируется н затем передается на УО корректируюгдая инФормация. В состав ККС входят рздиокоординатор, позволяюгдий определять вектор состояния ККС ио сигналам ИСЗ в стандартком режиме измерений, формирователь корректирующей информации и передающее устройство. Нз УО к средствам ДПС относятся устройства приема н выделения корректзрующей ян4юрмецин, а также устройства коррекции оценки вектора состояния УО, дополняющие стандартный радиокоординатор. Контрольно-корректирующая станция зталаннруется в результате привязки ее на местности по координатам с геодезически высокой точностью и использования радиокаординатора наивысшего класса точности. Радиакоординатор ККС дает оценку вектора атносительнога состояния ККС (псевдадальностей и псеццоскорастей) Л,"же~ос, которая затем сравнивается зталонным вектором состояния Лззсдю, рассчитанным по известным координатам ККС Лккс и ИСЗ Лос.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
