Спутниковые системы навигации GPS и ГЛОНАСС

В шестиканальной НАП на наземном подвижном объекте максимальные (0,95) инструментальные погрешности определения местоположения объекта в горизонтальной p и вертикальной z плоскостях связаны с инструментальными погрешностями псевдодальности до “высокого” (околозенитного) НКА  (S1) и до “низкого” (пригоризонтного) НКА  (S2) следующим образом (см. выше):

в лучших ситуациях  p = 2,0  (S2);  z = 2,0  (a);

в худших ситуациях  p = 2,2  (S2);  z = 2,2  (a),

где

 (a) = [4 2(S1)+2 2(S2)]1/2.

Используя эти формулы и полученные выше значения инструментальных погрешностей псевдодальностей , найдем оценки максимальных инструментальных погрешностей определения местоположения наземных динамичных (T0=1 с) объектов при использовании узкополосных навигационных радиосигналов в однодиапазонной шестиканальной НАП (1600 МГц):

1. в лучших ситуациях  (S1) = 6,2 м;  (S1) = 7,7 м и соответственно  p = 15,4 м;  z = 34 м;

2. в худших ситуациях  (S1) = 6,6 м;  (S1) = 9,6 м и соответственно  p = 21 м;  z = 42 м.

Строгая оценка вклада ионосферных погрешностей определения координат наземного объекта при применении однодиапазонной НАП является достаточно сложной задачей, дадим приблизительный анализ.

В предыдущем разделе были оценены ионосферные погрешности измерения псевдодальностей в однодиапазонной НАП. Было показано, что ионосферная погрешность псевдодальности (дальности) до пригоризонтного НКА ( =5    10 ) равна  R2=3 R1, где  R1  ионосферная погрешность дальности при вертикальном радиолуче. Ионосферные погрешности псевдодальностей в сеансе зависят от времени проведения сеанса: минимальны ночью, максимальны днем.

Пусть наземный объект находится под пересечением двух орбитальных колец , и в сеансе навигации используются шесть НКА: два околозенитных и четыре пригоризонтных . Очевидно, что если сеанс навигации проводится в околополуденное время, то ионосферные погрешности псевдодальностей для пригоризонтных НКА будут мало отличаться друг от друга и соответственно четыре разности между псевдодальностью до пригоризонтного и до зенитного НКА будут приблизительно одинаковы  D =  R2- R1=2 R1. В этой ситуации ионосферные погрешности определения координат наземного объекта в сеансе навигации в околополуденное время можно оценить как

 z=2 D=4 R1;  x, y= 0,5 D=  R1.

Если сеанс навигации проводится в утреннее или вечернее время, то ионосферные погрешности псевдодальностей до пригоризонтных НКА будут сильно отличаться , и для таких сеансов навигации ионосферные погрешности определения координат можно приблизительно оценить как:  x, y, z =  2 R1, где  R1  ионосферная погрешность псевдодальности до зенитного НКА в дневное время.

Если наземный объект равноудален от трех орбитальных колец, то в сеансе навигации нет околозенитного НКА, и “высокие” НКА имеют углы возвышения  1 = 41 . 45 . Ионосферные погрешности определения координат наземного объекта в таком сеансе навигации будут не больше, чем в сеансе, в котором имеется околозенитный НКА.

Таким образом, в сеансах навигации наземных объектов при использовании шестиканальной однодиапазонной НАП максимальные ионосферные погрешности определения координат объекта можно оценить следующим образом:

 x, y = (1 .2)  R1;  z = (2 .4)  R1,

где  R1  ионосферная погрешность при вертикальном радиолуче в дневное время.

В худший сезон (зимний день) в годы максимальной солнечной активности  R1 = 15 м. Следовательно, максимальные ионосферные погрешности определения местоположения наземного объекта составят

 p = [( x)2+( y)2]1/2 = 21 .42 м;  z = 30 .60 м.

Приведем полученные оценки максимальных суммарных (инструментальных и ионосферных) погрешностей глобальной навигации в СРНС ГЛОНАСС при использовании узкополосных навигационных радиосигналов 1600 МГц в шестиканальной НАП на динамичных (T0 = 1с) наземных объектах в годы максимальной солнечной активности:

В годы минимальной солнечной активности ионосферные погрешности будут в 5 .6 раз меньше, и соответственно максимальные суммарные погрешности глобальной навигации наземных подвижных объектов составят:

 Скачать реферат