Разработка адаптивного алгоритма выбора созвездий навигационных спутников для многоканальной приемной аппаратуры

• Автор: Агафонова, Светлана Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.07.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 395 с. : ил

Введение^
СОДЕРЖАНИЕ
1.ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА РАБОЧИХ СОЗВЕЗДИЙ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
ДИСТАНЦИ011НОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ
1.1 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ НАВИГАЦИОННОГО ПРИЕМНИКА
1.2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ НАВИГАЦИОННОГО ПРИЕМНИКА
1.2.1 СПУТНИКОВАЯ РАДИОНАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА
1.2.2 УСЛОВИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОСИГНАЛА
1.2.3 ТРЕБОВАНИЯ ПО КАЧЕСТВУ И ОПЕРАТИВНОСТИ
НАВИГАЦИОННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ
1.2.4 ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ НАВИГАЦИОННОГО ПРИЕМНИКА
1.3 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ АДАПТИВНОГО ВЫБОРА РАБОЧИХ
СОЗВЕЗДИЙ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ
Выводы ПО ПЕРВОМУ РАЗДЕЛУ
2. Запись и геометрическая интерпретация критериев
ОПТИМАЛЬНОСТИ ВЫБОРА РАБОЧИХ СОЗВЕЗДИЙ
2.1 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ КРИТЕРИЯ ОПТИМАЛЬНОСТИ
К ЭКВИВАЛЕНТНОМУ УСЛОВИЮ
2.2 ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
ЭКВИВАЛЕНТНОГО УСЛОВИЯ
2.3 ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ СЕАНСА
НАВИГАЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
2.4 ПОСТРОЕНИЕ ИДЕАЛЬНЫХ ОПТИМАЛЬНЫХ СОЗВЕЗДИЙ
2.4.1 МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ИДЕАЛЬНЫХ
ОПТИМ АЛЫ 1ЫХ СОЗВЕЗДИЙ
2.^.2 КАТАЛОГ ИДЕАЛЬНЫХ ОПТИМАЛЬНЫХ СОЗВЕЗДИЙ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ
Выводы ПО ВТОРОМУ РАЗДЕЛУ
3. Формирование адаптивного навигационного алгоритма выбора
РАБОЧЕГО СОЗВЕЗДИЯ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ
3.1 ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ АДАПТИВНОГО АЛГОРИТМА
3.1.1 СТРУКТУРА АДАПТИВНОГО АЛГОРИТМА
3.1.2 СТРУКТУРА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
3.1.3 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ
3.1.4 ВХОДНЫЕ И ВЫХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ АЛГОРИТМОВ ВЫБОРА
РАБОЧЕГО СОЗВЕЗДИЯ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ
3.2 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ВЫБОРА РАБОЧИХ СОЗВЕЗДИЙ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ
А РАБОЧИХ СОЗВЕЗДИИ
3.2.2 АЛГОРИТМ ЛОКАЛЫ ЮГО ПЕРЕБОРА НАВИГАЦИ01111ЫХ СПУТНИКОВ
3.2.4 ЭМПИРИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ ВЫБОРА РАБОЧИХ СОЗВЕЗДИЙ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ
3.4 ЛОГИКА УПРАВЛЯЮЩЕГО АЛГОРИТМА ВЫБОРА ВАРИАНТА ПОСТРОЕНИЯ РАБОЧЕГО СОЗВЕЗДИЯ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ__
Выводы ПО ТРЕТЬЕМУ РАЗДЕЛУ
4. ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ПЛАНИРОВЩИКА НАВИГАЦИОННОГО ПРИЕМНИКА
4.1 КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ПЛАНИРОВЩИКА
4.2 ОПИСАНИЕ БАЗЫ ЗНАНИЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ПЛАНИРОВЩИКА
4.3 АЛГОРИТМЫ ПОИСКА ОПТИМАЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ АЛГОРИТМОВ ВЫБОРА РАБОЧЕГО СОЗВЕЗДИЯ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ
4.4 МАШИНА ЛОГИЧЕСКОГО ВЫВОДА
4.5 ОЦЕНКА ПОЛУЧАЕМОГО КАЧЕСТВА НАВИГАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИ1 ТОЧНОСТИ ПОИСКА ОРС В РЕЗУЛЬТАТЕ РАБОТЫ ИП ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
Выводы ПО ЧЕТВЕР ТОМУ Р,
Заключеі ІИЕ
Литера ту ра
Приложения
ГИ. Альманахи систем GPS и ГЛОІІАСС
П2. Алгоритм приведения координат навигационных спутников
ГЛОНАСС и GPS в единую систему координат WGS-
ПЗ. Орбитальная группировка ГЛОНАСС и GPS на 13 октября 2000г. В системе WGS-
П4. Ионосферные погрешности измерения радиальной скорости
ИЗМЕНЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ
П5. Математические модели интервальных показателей
эффективности КАДЗЗ
П6. Доказательство утверждений
П7. Таблицы базы знаний ИП
П8. Вероятностные оценки ухудшения качества
навигационной информации _
П9. Вероятностные оценки улучшения качества
навигационной информации
П10. Вероятностные оценки точности поиска ОРС
П11. Листинг процедуры поиска оптимального
варианта параметров алгоритма А1Х312
П12. Листинг программы, реализующей
МЕХАНИЗМ ЛОГИЧЕСКОГО ВЫВОДА

Характер полученных зависимостей подобен аналогичным зависимостям при одночастотном методе измерений, значения максимальных пофешностей имеют порядок 10'2...10'3, что на порядок меньше чем при одиочастотных измерениях . На рис. 1.14-1.15 представлены фафики максимальной ионосферной ошибки разностных измерений для минимальной и максимальной величины электронной концентрации, позволяющие определить диапазон значений максимальных ионосферных пофешностей для различных высот потребителя при использовании одночастотного и двухчастотного методов измерений. В то время как Одночастотные измерения для минимальной и максимальной солнечной активности имеют ионосферные ошибки, отличающиеся на порядок, остаточные погрешности двухчастотных разностных измерений имеют близкие значения. Кроме того следует отмстить, что для одночастотных измерений наблюдается максимум наибольшей ионосферной ошибки в области радиовидимости на высоте порядка 1000 км.
Измерение радиальной скорости в НИ основано на измерении приращения дальности на несущей частоте. Поэтому, оценку погрешности измерения радиальной скорости в ионосфере можно получить дифференцированием соответствующей погрешности измерения дальности по времени. Погрешность дапьномернмх измерений одночастотным методом является функцией высоты потребителя и зенитного угла НС, т.е. &/)(И„,9НС). Используя правило дифференцирования сложной функции, получаем ионосферную пофсшность измерения радиальной скорости в следующем виде:
АV- _ АЬг‘(■3не) _ дАП(К<3нс)<*К ^дАг1(Ип,&нс)<^9НС
‘ Ф дИп Ф д9нс Ф
Таким образом, ионосферная пофешность измерения радиальной скорости зависит от скорости потребителя и угловой скорости движения ПС относительно потребителя, которые в свою очередь определяются параметрами орбиты НС и потребителя.
Модуль орбитальной скорости для эллиптических орбит определяется выражением /57/
где // = 3.9865 • 10' км* /с - гравитационный параметр Земли;
га =------ —- - радиус-вектор потребителя в полярной системе координат; р,
14еС05^л
е - фокальный параметр и эксцентриситет орбиты потребителя; - угол истиной аномалии; а - большая полуось орбиты потребителя.
Угловую скорость НС относительно потребителя можно вычислить по формуле
= 5/и 9Ш. (у11С С05 а сох А/ - и,.) + соз9нс{ук. зтасой М - уг )
Ф______________________________£ ’ ^ ' ’
■ где 1~~— - модуль орбитальной скорости НС;
а = - 911С + агезщ + $т9н< - ДПЙУ ; ДОду - модуль разности долготы
V 1*1 + Ьцс )
восходящего узла(ВУ) орбиты потребителя и долготы ВУ орбиты ПС; Д/ - разность наклонений орбиты потребителя и орбиты НС; у.1=уазт9,1 уг = ип соз в;