CC BY
72
содержащий Zn - 93,59 г/дм3, достаточно чистый и пригодный для процесса электролиза цинка, а также для получения чистого оксида цинка.
Выводы
Разработана автоклавная технология переработки техногенных отходов Риддерского металлургического комплекса ТОО «Казцинк» - гидратных кеков, включающая автоклавное сернокислотное выщелачивание гидратных кеков; гидролитическую очистку цинксодержащих сульфатных растворов от примесей железа, мышьяка, сурьмы и кремния; выделение примесей меди, кадмия, кобальта и никеля методом цементации; получение растворов, пригодных для электролиза цинка и получения оксида цинка.
Список литературы:
1. Снурников А.П. Гидрометаллургия цинка. - М.: Металлургия, 1981. -384 с.
2. Валиев Х.Х., Романтеев Ю.П. Металлургия свинца, цинка и сопутствующих металлов. - Алматы, 2000. - 441 с.
3. Марченко Н.В. Металлургия тяжелых цветных металлов. - Красноярск, 2009. - 394 с.
4. Патент № 2233893, RU. Способ очистки сульфатных цинковых растворов от примесей / Казанбаев Л.А., Козлов П.А., Колесников А.В. и др. -Опубл. 10.08.2004 г.
5. Патент № 16100, KZ. Способ очистки цинковых сульфатных растворов от примесей / Романов Г. А., Сулейманова Г. А., Калдарбеков М.А., Василевская О.Ф. - Опубл. 15.08.2005 г.
6. Farmer VC. The Infrared Spectra of minerals. - London, 1974. - 539 p.
7. Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. - М., 1966. - 412 с.
АКТУАЛЬНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫСОКОТОЧНОГО РЕЖИМА АБСОЛЮТНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ШИРОКОГО КРУГА ЗАДАЧ СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ
© Никитин Д.П.*
Московский авиационный институт
(национальный исследовательский университет) МАИ, г. Москва
В работе рассматривается принцип функционирования навигационной аппаратуры потребителя (НАП) в высокоточном абсолютном ре-
* Старший преподаватель кафедры 402 «Радиосистемы управления и передачи информации», кандидат технических наук.
жиме позиционирования при приеме сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) GPS и ГЛОНАСС. Приводятся методы формирования и передачи уточненной эфемеридно-временной информации с сервера-формирователя к потребителю. Показаны основные сферы и области применения высокоточного абсолютного режима позиционирования, приведены его характеристики и преимущества по сравнению с другими режимами позиционирования в данных отраслях.
Ключевые слова высокоточный абсолютный режим, GPS, ГЛОНАСС, Эфемеридно-временная информация, ГНСС.
В последние годы ГНСС плотно внедряются в мировую инфраструктуру, интеграция во многие отрасли экономики становится поистине глобальной. Уже сейчас значительная часть транспорта, энергетики, связи, транспортировка нефти и газа, разведка месторождений и многие другие отрасли, вплоть до сельского хозяйства, используют ГНСС для определения координат, направления и скорости движения транспортных средств, синхронизации часов, организации контроля и управления за различными объектами. Таким образом, спектр задач и приложений ГНСС в настоящее время крайне широк: начиная от классических задач геодезии, картографии, морской навигации, и заканчивая такими отраслями, как строительство, сельское хозяйство, автоматизированные системы управления робототехникой и т.д.
При этом имеется изобилие и разнообразие оборудования и программного обеспечения для навигационных определений. Потребительский сегмент включает многообразие аппаратуры для приема навигационных сигналов и их обработки при решении различных задач. Как правило, потребителю от навигационного приемника требуются определенные характеристики качества (точности и надежности), для этого приемник настраивают на работу в заданном режиме позиционирования.
Давно известны и широко распространены на практике следующие режимы работы навигационного приемника:
- Режим абсолютной (автономной) навигации (англ. Stand Alone) -режим определения координат одиночного приемника по собственным измерениям псевдодальности с ошибками позиционирования порядка нескольких метров [1, 2].
- Режим определения координат подвижного приемника относительно координат базового (опорного) приемника по измерениям псевдодальности называют режимом кодовой дифференциальной навигации (англ. Differential GPS - DGPS), данный режим обеспечивает ошибки позиционирования в зависимости от многих факторов, как правило, в пределах 1 метра [1, 2].
- Режим определения координат подвижного приемника относительно координат базового (опорного) приемника по фазовым измере-
ниям называется режимом фазовой дифференциальной навигации (англ. Real Time Kinematic - RTK). При функционировании в таком режиме, НАП может обеспечивать точностные характеристики порядка единиц сантиметров [1, 2], что является достаточной точностью для подавляющего большинства современных задач, которые ставятся перед приемниками сигналов ГНСС.
Режимы дифференциальной навигации позволяют скомпенсировать ряд сильно коррелированных ошибок позиционирования и добиться более качественной оценки местоположения, по сравнению с абсолютным автономным режимом позиционирования. Однако для реализации дифференциальных режимов позиционирования потребителю требуется иметь как минимум два навигационных приемника, две навигационные антенны, геодезического класса точности, а также обеспечить канал передачи поправочной информации от базового приемника к подвижному приемнику. Таким образом, процедура организации дифференциальных режимов далеко не всегда легко организуема по ряду причин, причем для многих потребителей одной из основных причин является цена двойного комплекта оборудования. Помимо этого базовая станция должна быть размещена в точке с априорно известными координатами.
Рис. 1. Блок-схема формирования высокоточной ЭВИ в реальном времени
Высокоточный режим абсолютного позиционирования является относительно новым режимом работы навигационной аппаратуры и основан на использовании высокоточной эфемеридно-временной информации (ЭВИ) для навигационных космических аппаратов (НКА). Высокоточную ЭВИ для
использования в реальном времени рассчитывают с помощью специальных алгоритмов на сервере-формирователе, куда собирается информация с массы базовых станций со всего мира. Задержка формирования и выдачи ЭВИ относительно реального времени составляет порядка 4-6 секунд. За это время измерения собираются с базовых станций по всему миру, эти измерения поступают на фильтр Калмана и происходит процесс оценивания смещения часов НКА и уточнения позиции НКА, относительно предсказанных значений, которые известны на сутки вперед. Далее оцененные показания смещения часов НКА и его координаты передаются потребителю с помощью выбранного канала передачи информации. На рис. 1 показан пример формирования высокоточной ЭВИ для реального времени и примерные значения временных задержек, затрачиваемых на том или ином этапе.
Самый распространенный способ передачи высокоточной ЭВИ, сохраняющий практически полное глобальное покрытие поверхности Земли и позволяющий пользователю не быть привязанным к расположению вблизи базовой станции, это использование геостационарных космических аппаратов (КА). Геостационарные КА используются в качестве ретрансляторов высокоточной ЭВИ с сервера-формирователя ко всем потребителям.
Таким образом, принимая поправки к эфемеридным данным с геостационарных КА, приемник, работающий в высокоточном режиме абсолютного позиционирования, способен обеспечивать точность позиционирования порядка 10 см [3, 4], что является приемлемым для ряда приложения современной спутниковой навигации. При этом потребителю не требуется иметь второй комплект навигационной аппаратуры и задумываться над тем, где расположить базовую станцию и как точно обмерить ее координаты. На рис. 2 представлен пример реализации ошибок позиционирования при работе приемника в режиме высокоточной абсолютной навигации в реальном времени.
Время, часы:минуты:секунды
Рис. 2. Примеры реализации ошибок определения координат в режиме высокоточного позиционирования
При выполнении оценки навигационного решения, накладываются требования на качество данной оценки. При этом применяется статистическая теория [5]. Согласно статистической теории, параметрами, характеризующими качество решения по критерию точности, являются:
- среднее смещение (математическое ожидание) ошибок оценки;
- дисперсия ошибок полученной оценки;
В табл. 1 приведены значения RMS (root mean square), характеризующих ошибки позиционирования, реализации которых приведены на рис. 2.
Таблица 1
Значения RMS ошибок позиционирования в высокоточном абсолютном режиме позиционирования
Показатель RMS, м.
Широта 0.019
Долгота 0.022
Высота 0.030
Плановая ошибка (2D) 0.029
Ошибка по дистанции (3D) 0.041
Из результатов, приведенных на рис. 2 и в табл. 1 видно, что характеристики точности, обеспечиваемые при работе НАП в высокоточном режиме абсолютной навигации в состоянии удовлетворить требованиям большинства современных приложений, и за счет своей специфики и преимуществ перед дифференциальными режимами позиционирования, данный режим нашел свое применение во многих отраслях экономики.
Основные приложения для высокоточного режима абсолютного позиционирования:
- Сельское хозяйство - системы автоматического и полуавтоматического управления техникой (тракторами, комбайнами) для выполнения оросительных работ, рядкового посева зерновых, сбора урожая.
- Строительные работы - управление строительной техникой в тех приложениях, где не требуется стабильная точность на уровне 1-2 см, например, управление экскаватором для сооружения карьеров и добычи полезных ископаемых.
- Мониторинг состояния морских нефтедобывающих платформ - определение местоположения нефтедобывающих платформ и скорости их дрейфа в зависимости от времени с высокой точностью. В данном приложении организовать дифференциальные режимы часто вообще не представляется возможным, так как расстояние до ближайшей базовой станции может составлять сотни или даже тысячи километров.
Таким образом, высокоточный режим абсолютного позиционирования является перспективным и актуальным средством для решения многих за-
дач. При этом он позволяет получить достаточно высокие точностные характеристики навигационного решения, зачастую удовлетворяющие запросам потребителя и сократить материальные затраты на второй комплект навигационной аппаратуры, которые бы понес пользователь при организации дифференциальных режимов позиционирования.
Список литературы:
1. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. - изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: Радиотехника, 2010.
2. Аппаратура высокоточного позиционирования по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем / Под ред. М.И. Жодзишского.
3. Precise Point Positioning: A Powerful Technique with a Promising Future / S. Bisnath and Y. Gao // GPS World. - 2009. - April. - Р. 43-50.
4. Подкорытов А.Н. Высокоточное определение координат потребителя в абсолютном режиме в глобальных навигационных спутниковых системах с использованием разрешения целочисленной неоднозначности псевдофазовых измерений // Радиотехника. - М., 2012. - № 10.
5. Вальд А. Статистические решающие функции // Позиционные игры: пер. с англ. / Под ред. Н.И. Воробьева, И.Н. Врублевской. - М.: Наука, 1967 -222 с.
