CC BY
1
Секция «Информационно-управляющие системы»
УДК 004.942
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ МНОГОЛУЧЕВОСТИ НА ТОЧНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОЖДЕНИЯ бортовой шкалы времени ка и шкалы времени БЕЗЗАПРОСНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО СРЕДСТВА
А. С. Свиридова, Ю. В. Сажина
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: mayckova@mail.ru
Раскрывается проблема многолучевости, как одного из фактора снижения точности навигационных определений для глобальной навигационной системы ГЛОНАСС.
Ключевые слова: навигационная система, многолучевость, точность, ГЛОНАСС, навигационный сигнал, беззапросное измерительное средство.
ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF MULTIPATH ON THE ACCURACY OF DETERMINING THE DISCREPANCY OF THE ONBOARD TIME SCALE OF THE SPACECRAFT TIME SCALE ON THE UNSOLICITED MEASURING TOOL
A. S. Sviridova, U. V. Sazhina
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: mayckova@mail.ru
In this paper, the problem of multipath as one of the factors reducing the accuracy of navigation definitions for the global navigation system GLONASS is revealed.
Keywords: navigation system, multipath, accuracy, GLONASS, navigation signal, unsolicited measuring tool.
На протяжении всей истории развития спутниковой радионавигации доминирующей была и остается проблема повышения точности навигационных определений. Не исключением является и глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС), которая предназначена для определения местоположения, скорости движения, точного времени морских, воздушных, сухопутных и космических потребителей, а также для выполнения дополнительных информационных функций. Основные показатели этой системы обеспечиваются за счет применения функциональных дополнений, которые передают потребителям навигационных сигналов дополнительную корректирующую информацию, тем самым повышая точность и надежность навигационных определений [1].
Постоянное развитие навигационных систем, в том числе и системы ГЛОНАСС направлено на разработку и апробацию функциональных дополнений, ориентированных на различных потребителей гражданского и специального применения и отличающихся местом размещения, размером зон обслуживания, типом канала доведения корректирующей информации.
Функциональные дополнения позволяют минимизировать влияние внешних факторов на конечный результат измерений, тем самым повышая точность. К таковым внешним факторам, оказывающим непосредственное влияние на беззапросное измерительное средство (беззапросное измерительное средство является составной частью системы ГЛОНАСС и входит в наземный комплекс управления) относятся [2]:
- аппаратные и программные погрешности измерения на беззапросном измерительном средстве;
- ухудшение сигнала с навигационного космического аппарата;
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 2
- влияние ионосферных и тропосферных задержек;
- многолучевость и др.
Если аппаратные и программные погрешности, а так же влияние ионосферных и тропосферных задержек можно скомпенсировать поправками, ухудшение сигнала с навигационного космического аппарата можно скомпенсировать убрав аномальные значения из расчета, то влияние многолучевости подлежит более глубокому анализу, поскольку данных фактор имеет хаотичный характер и не только уменьшает точность измерений, то и оказывает прямое влияние на появление разрывов измерений и как результат, увеличение расхождения бортовой шкалы времени комического аппарата и шкалы времени беззапросного измерительного средства.
Надо отметить, что навигационно-временные определения в системе ГЛОНАСС осуществляются в шкале времени системы ГЛОНАСС, относительно которой проводится синхронизация бортовой шкалы времени сигналов навигационных космических аппаратов, а так же привязка или синхронизация шкал времени потребителей. Таким образом, оценка влияния многолучевости на измерения имеет огромный эффект на конечный результат навигационных определений.
Многолучевость - это переотражение сигналов навигационных космических аппаратов от деталей конструкций объектов, что приводит к значительному увеличению погрешности фазовых и кодовых измерений [3].
Многолучевость во многом зависит от прохождения навигационных космических аппаратов. Так, с увеличением угла места навигационного космического аппарата относительно беззапросного измерительного средства влияние многолучевости снижается. Справедливо и обратное - если угол места навигационного космического аппарата менее 30°, то влияние многолу-чевости наиболее существенно.
Для того чтобы оценить влияние многолучевости необходимо проводить анализ навигационных измерений на каждом измерительном пункте на всем времени прохождении навигационных космических аппаратов, рассматривая их прохождение по трассе. Навигационные измерения при этом - это полученные значения кодовых и фазовых псевдодальностей для сигналов Ь1 и Ь2.
На основании полученных измерений проводится оценка систематической погрешности, выраженной в величине разности между кодовой и фазовой псевдодальностью с учетом задержки в ионосфере [4]. Перевод полученного значения во временную характеристику служит показателем расхождения бортовой шкалы времени космического аппарата и шкалы времени беззапросного измерительного средства. Периодическое увеличение расхождения шкал времени по трассе прохождения навигационных космических аппаратов, преимущественно на одном и том же угле места может свидетельствовать о влиянии многолучевости.
Компенсация влияния многолучевости проводится путем применения аппаратных и программных методов.
В качестве аппаратных методов можно рассматривать изменение расположение антенной системы, увеличение высоты мачты или, при существовании такой возможности, удаление причин многолучевости (например, спил деревьев).
Программные методы включают в себя предобработку полученных измерений путем их осреднения, предварительного получения оценки систематической погрешности с целью удаления аномальных значений. Наилучший результат предобработки измерений достигается путем использования комплекса программных и аппаратных методов компенсации влияния многолучевости.
Библиографические ссылки
1. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ. Общее описание системы с кодовым разделением сигналов. Редакция 1.0 М. : КНИЦ ВКС, 2016. С. 133.
2. ГЛОНАСС. Принципы построение и функционирования / под. ред. А. И. Перова, В. Н. Харисов. М. : Радиотехника, 2010. С. 800.
3. Кашкаров А. П. Система спутниковой навигации ГЛОНАСС. М. : ДМК, 2017. С. 514.
4. Свиридова А. С., Сажина Ю. В. Решение задачи контроля достоверности навигационного сигнала НКА ГНСС ГЛОНАСС на уровне беззапросного измерительного средства наземного комплекса управления // Наука и бизнес: пути развития. 2017. № 12 (78).
© Свиридова А. С., Сажина Ю. В. 2018
