Анализ погрешностей спутниковой радионавигационной системы, работающей в дифференциальном режиме

Рисунок 2.5 - Сообщение типа 3 - параметры опорной станции GPS

Сообщение типа 6 - нулевой кадр GPS (постоянное)

Сообщение типа 6 не содержит никаких параметров. Оно будет использоваться в качестве заполнителя передачи, если потребуется. Его назначение - обеспечить передачу, когда GPS опорная станция не имеет

других сообщений, готовых для передачи, или, чтобы синхронизировать начало сообщения некоторой неопределенной эпохи. Может не быть никаких причин для посылки этого сообщения. Оно определяется только как сообщение на всякий случай. Оно может использоваться в будущем как сообщение-заполнитель, если будет не нужна более высокая скорость передачи сообщений вследствие медленного нарастания ошибки. Оно также может быть использовано для индексации состояния станции, т.е. “Не работает”, когда опорный приемник не работает. Хотя это короткое сообщение, оно снабжает пользователя дополнительными преамбулами. Передачи этого сообщения могли бы стать средством установления и поддерживания кадра синхронизации.

Сообщение содержит два первых слова, как обычно, в сопровождении N=0 или 1, в зависимости от того, требуется передача четного или нечетного дополнения. Если N=1, то 24 бита данных в дополнительном слове должны быть заполнены чередующимися 0 и 1. Четность должна контролироваться как обычно.

Сообщение типа 9 - установка частных поправок GPS

Сообщение типа 9 служит для тех же самых целей, что и сообщения типа 1, - оно содержит основные дифференциальные поправки GPS. Однако, по сравнению с типом 1 для сообщения типа 9 не требуется полный набор спутников. Как результат, сообщения типа 9 требуют использования более стабильных часов, чем в том случае, когда станция передает только сообщения типа 1, поэтому поправки спутников имеют различное опорное время.

Для предупреждения ухудшения навигационной точности из-за немоделируемого дрейфа часов, который может иметь место в промежутке между сообщениями типа 9, требуется датчик времени с высокой стабильностью. Они также полезны для медленных линий передачи данных в присутствии импульсного шума того типа, который появляется при функционировании радиомаяков. В течение периодов высокого уровня шума более высокая скорость преамбул поддерживает более высокую частоту ресинхронизации.

Сообщение типа 9 может также использоваться для улучшения характеристик линий передачи данных, которые чувствительны к интерференции от импульсного шума типа, возникающего в линиях передачи данных радиомаяков. Группирование спутников в блоки из трех значительно улучшает характеристики линии передачи данных по двум направлениям. Во-первых, когда сообщения типа 9 содержат поправки для трех спутников, изначально низкий возраст, содержащихся в них поправок, более чем компенсирует их более продолжительное время передачи, связанное с более длительными процедурами. Это показано в таблице 2.8. Во-вторых, малая длина сообщения типа 9 обеспечивает повышенную устойчивость к шуму и создает возможность более быстрой ресинхронизации вследствие того факта, что преамбула передается с более высокой скоростью (более часто). Отметим, что по сравнению со случаем использования сообщения типа 1, поправки из частного сообщения типа 9 могут использоваться сразу, как только они получены, снижая, таким образом, среднее время ожидания и уменьшая чувствительность сообщений к шуму в канале[7].

Таблица 2.8 - Возраст поправок при 100 бит/сек.

Содержание и формат сообщения типа 9 идентично содержанию и формату сообщения типа 1 за исключением того, что (число спутников) и (число 30-битовых слов) будут значительно меньше.

Сообщение типа 16 - специальное сообщение GPS (постоянное)

Сообщение типа 16 является специальным сообщением в коде ASCII, которое может индицироваться на принтере или ЭЛТ. Каждое сообщение типа 16 может иметь длину до 90 символов. Для согласованности с другими сообщениями, младшие значащие биты передаются первыми, что означает, что “переворот данных”, также применяется в этом сообщении. 8-битовый код ASCII используется, но следует принимать во внимание, что младший значащий бит, как правило, будет всегда равняться нулю вследствие того, что не существует стандарта на обозначение других символов, отличных от 7-битовых символов ASCII. Если, например, для специальных целей коммерческие операции или агентства выбирают для использования графические символы IBM, они могут быть переданы с использованием сообщение типа 16. Заполняющие биты в таком сообщении представляются нулями во избежание случайной ошибочной интерпретации чередующихся 1 и 0, которые служат заполнителями в других сообщениях.

Рисунок 2.6 показывает слово в том виде, как оно выглядит в сообщении типа 16.

Рисунок 2.6 - Сообщение типа 16. ASCII (“QUICK”)

4. Погрешности местоопределения и их анализ

4.1 Составляющие ошибок

Точностные характеристики СРНС определяются уровнем погрешностей, сопутствующих навигационным определениям (погрешности определения псевдодальности ― ПД) и геометрическому расположению используемому для оценки место ИСЗ и АП.

Погрешность измерения ПД складывается из погрешностей следующих составляющих:

- эфемеридная информация;

- частотно-временная синхронизация;

- шумы приемника;

- внешние помехи;

- тропосферные задержки;

- ионосферные задержки;

- наличие переотраженных сигналов (многолучевость).

При статистической независимости этих погрешностей, что практически всегда имеет место, дисперсия погрешности оценки ПД равна сумме дисперсий перечисленных составляющих. Величины составляющих могут существенно различаться и имеют различные временные интервалы изменчивости. Последнее приводит к различному проявлению их на этапе последовательного многократного измерения ПД и места в сеансе местоопределения. По различным оценкам уровень погрешности (СКО) определения псевдодальностей по легко обнаруживаемому коду (C/A) находится в пределах 6,2–6,6 м и 7,7–9,6 м соответственно для околозенитных и пригоризонтных ИСЗ.

 Скачать реферат