Динамика ошибок GPS-гланасс спутниковых систем

Категория: Интересное
Скачиваний: 1747 Комментариев: 0
Опубликовано: 21-08-2012, 00:10
Динамика ошибок GPS-гланасс спутниковых систем

Использование спутниковых радионавигационных систем (СРНС) позволяет осуществить коррекцию бортовых средств навигации, определить высоту и скорость полёта летательного аппарата, обеспечить войска единым временем. Спутниковые радионавигационные системы находят применение в решении задач десантирования, перехвата воздушных целей, дозаправки, бомбометания и пуска ракет, а также управления воздушным движением. Однако в реальных условиях величины потенциально достижимых показателей качества функционирования спутниковых радионавигационных систем снижаются по ряду причин, одной из которых является распространение радиосигналов сквозь среду околоземного космического пространства (ОКП). Наибольшее влияние на распространение радиоволн сквозь среду ОКП оказывает ионосфера, при этом наиболее существенными ионосферными эффектами распространения радиоволн для СРНС являются мерцания амплитуды и фазы сигналов НС. Мерцания фазы и амплитуды радиосигнала при его распространении сквозь среду ОКП являются следствием неоднородного распределения электронной концентрации (ЭК) в данной области. Значительные нерегулярные локальные и глобальные изменения в распределении ЭК и полного электронного содержания (ПЭС) обусловлены, в основном, деятельностью солнца в периоды извержений хромосферы, процессами, происходящими в коре земли и нижних слоях атмосферы (в том числе антропогенными воздействиями) . Степень проявления эффекта ионосферных мерцаний радиосигнала возрастает в периоды геомагнитных возмущений ОКП и может привести к срыву сигнала одного или нескольких навигационных спутников .


Срыв сопровождения сигналов НС приводит к ухудшению точности и непрерывности позиционирования. Один из основных параметров системы - точность позиционирования - может оцениваться по величине сферической среднеквадратической погрешности (СКП) позиционирования. В дальнейшем величину сферической СКП будем называть ошибкой позиционирования. Установлено, что особенно сильно указанные негативные эффекты проявляются на широко используемой военными потребителями второй частоте GPS, количество сбоев измерения амплитуды и фазы сигнала в периоды геомагнитных возмущений достигает 30, для станций, расположенных на высоких широтах, сбои измерений фазы сигнала происходят чаще, чем на низкоширотных станциях. Между тем, разработчиками аппаратуры были высказаны сомнения о возможной связи ухудшения качества функционирования аппаратуры пользователя СРНС с увеличением солнечной активности (с магнитными бурями). Поэтому нами было проведено исследование, которое показало, что во время магнитной бури амплитуда флуктуации фазы несущей достигает 12,8 радиан; мерцания фазы несущей приводят к срыву сопровождения сигналов НС; сигнал на второй частоте срывается чаще, чем на первой.


Такие фазовые мерцания, происходящие на коротком временном интервале, вызывают срыв сопровождения фазы несущей в контуре ФАПЧ следящего измерителя и, соответственно, срыв сопровождения сигнала НС. Результат исследования позволяет сделать вывод, что среда ОКП снижает качество функционирования спутниковых радионавигационных систем. Проведены исследования, в которых была выявлена не только временная, но и пространственная зависимость ошибок позиционирования от уровня, однако этот эффект был лишь обнаружен и не был исследован в полной мере. Для пользователя спутниковых радионавигационных систем важно знать пространственно-временную динамику ошибок позиционирования на период предсказанного геомагнитного возмущения. Нами разработано программно-алгоритмическое обеспечение для исследования пространственно-временной динамики ошибок позиционирования аппаратуры пользователя спутниковых радионавигационных систем. На 1, 2 представлено пространственное распределение ошибок позиционирования для Северной Америки 29 октября 2003 года с 15-минутным интервалом. Чёрные круги в левом нижнем углу 1 и 2 соответствуют ошибке позиционирования в 150, 100 и 50 метров. Эти карты необходимы лишь для предварительного анализа, хотя и по ним уже можно сделать первые оценки ошибок позиционирования. Для более детального исследования пространственно-временной динамики ошибок позиционирования аппаратуры пользователя разработана методика построения карт, включающая базу данных двухчас-тотных псевдодальномерных измерений для мировой сети IGS, алгоритм навшационно-временных определений, восстанавливающий координаты станций-GPS и сферические СКП определения этих координат, разработанный в ИСЗФ СО РАН аппарат сферического гармонического анализа, а также аппарат корреляционного анализа.


Свежие материалы

  • Wi-Fi direct- удобство для  пользователя22-06-2017, 17:31
  • Обзор ZTE Grand S – самый тонкий смартфон19-06-2017, 23:55
  • Бесплатные платформеры для Android17-04-2017, 23:32
  • Samsung Galaxy Grand Prime - производительный смартфон10-02-2017, 20:52
  • Samsung Galaxy Note 3 -  современный фаблет16-01-2017, 12:47

Наши учасники