Анализ погрешностей спутниковой радионавигационной системы, работающей в дифференциальном режиме

(1.4)

где - разница хода часов потребителя и спутникового времени;

- значение задержки спутникового сигнала относительно меток времени шкалы потребителя.

Если число спутников не менее четы

рех, то вышеуказанная система может быть разрешена относительно четырех неизвестных и .

Таким образом, помимо координат одновременно определяется . Необходимые для решения уравнения координаты спутников извлекаются из навигационных данных.

Предыдущее выражение можно переписать следующим образом:

(1.5)

где

- измеренное значение дальности или псевдодальность;

Шкала времени спутника, и частота его несущего колебания задаются от одного и того же бортового генератора. Аналогично шкала времени приемника потребителя, и частота его гетеродина также задаются от эталона частоты приемника. Такое единство порождает связь расхождения шкал времени с расхождением частот:

(1.6)

где - частота гетеродина приемника потребителя, рассматриваемая как функция времени в связи с относительно не высокой стабильностью эталона частоты приемника потребителя;

- частота несущего колебания спутника – полагается постоянной, поскольку формируется от гораздо более стабильного бортового генератора. Относительная стабильность бортовых генераторов СРНС составляет величину порядка ;

- начальная расстройка шкал времени.

Если продифференцировать выражение для расстояний по времени, то получим:

(1.7)

умножив левую и правую части последнего равенства на где - длина волны несущей j-го спутника:

(1.8)

Для члена получаем:

(1.9)

В предположении, что номинальное значение частоты гетеродина приемника потребителя величина есть смещение частоты гетеродина относительно своего номинального значения.

С учетом (1.11) из (1.10) получаем:

(1.10)

где -измеренное значение доплеровского смещения частоты в аппаратуре потребителя.

Дифференцируя в (1.10) по времени, получаем систему уравнений относительно четырех неизвестных и :

необходимые решения этой системы значения находятся в результате обработки измерений псевдодальностей. Значения извлекаются из эфемеридных данных, сообщаемых спутниками. Таким образом, по мимо составляющих вектора скорости потребителя одновременно определяется [3].

2. СРНС «НАВСТАР»

Глобальная спутниковая система «НАВСТАР» предназначена для высокоточного определения пространственно-временных координат и составляющих скорости объектов-потребителей. Система разработана по заказу и находится под управлением МО (ВВС) США [5].

Система предоставляет два вида обслуживания [6]:

1. Standard Positioning Service (SPS) - стандартное обслуживание по определению местоположения, предназначенное для гражданских пользователей;

2. Precise Positioning Service (PPS) - точное обслуживание по определению местоположения, предназначенное для военных и авторизованных пользователей, имеет более высокую точность по сравнению с SPS.

Гражданские пользователи во всем мире используют SPS без ограничений. Большинство приемников может принимать сигнал SPS. Точность такой системы преднамеренно понижена до следующих значений:

· горизонталь 100 метров;

· вертикаль 156 метров;

· время 340 наносекунд.

Стандартное обслуживание по определению местоположения предоставляется с использованием сигнала «НАВСТАР» L1. Сигнал Ll передается всеми спутниками, входящими в состав группировки и содержит так называемый грубый код (С/А) и данные навигационного сообщения. Сигнал L1 также содержит точный код (P), который зарезервирован для военного использования и не является частью SPS.

Спутники «НАВСТАР» также передают сигнал L2, который не является частью SPS.

Авторизованные пользователи с криптографическим оборудованием, ключами и специально оборудованными приемниками используют PPS. К ним относятся американская армия, некоторые американские правительственные агентства и некоторые гражданские пользователи. Точность этой системы:

· горизонталь 22 метра;

· вертикаль 27.7 метров;

· время 100 наносекунд.

Здесь приведены показатели точности «НАВСТАР» из Федерального плана радионавигации 1994 года. Приведенные показатели имеют точность 95% и выражают значение двух среднеквадратичных отклонений. Для горизонтальных рисунков (цифр, показателей) 95% точность - эквивалент 2 drms (two distance rооt-mеаn-squаrеd), или два радиальных среднеквадратичных отклонения. Для вертикали и времени 95% точность - значение двух стандартных отклонений ошибки по высоте или ошибки по времени.

 Скачать реферат