Сбои при измерениях фазового и группового запаздывания сигналов GPS во время геомагнитных возмущений

• Автор: Ушаков, Игорь Иванович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Список таблиц.

Список рисунков.

Список обозначений и сокращений.

Глава 1. Общие сведения.

1.1. Сведения о спутниковой радиотехнической навигационной системе GPS.

1.1.1. Состав навигационной системы GPS.

1.1.2. Структура навигационных радиосигналов GPS.

1.1.3. Принцип функционирования GPS.

1.1.4. Фазовые измерения псевдодальности.

1.2. Обзор работ по качеству функционирования системы GPS.

Глава 2. Методика эксперимента.

2.1. Глобальная сеть двухчастотных приемников GPS. Получение по Internet данных в формате RINEX.
2.2. Измерение полного электронного содержания ионосферы по двухчастотным фазовым измерениям псевдодальности.
2.3. Автоматизированный программный комплекс глобального GPS-детектора ионосферных возмущений.
2.3.1. Первичная обработка данных.
2.3.2. Вторичная обработка данных.
2.4. Методика обработки данных.
2.4.1. Некогерентное накопление спектров.
2.4.2. Анализ сбоев, возникающих в работе GPS приемников.
Глава 3. Статистика сбоев измерений фазового и группового запаздывания сигналов спутниковой навигационной системы GPS.
3.1. Сбои измерений фазового и группового запаздывания в спутниковой навигационной системе GPS при невозмущенной ионосфере.
3.2. Сбои измерений фазового и группового запаздывания в спутниковой навигационной системе GPS при возмущенной ионосфере.
3.3. Зависимость относительной плотности сбоев измерений фазового запаздывания в системе GPS от значения индекса Dst.
3.4. Сравнение полученных результатов с ранее известными работами.
Глава 4. Влияние возмущений ПЭС в ионосфере на эффективность функционирования навигационной системы GPS.
4.1. Изменчивость ионосферы, ионосферные эффекты распространения радиоволн и их влияние на функционирование современных радиоэлектронных средств.
4.1.1. Особенности распространения радиоволн ДМВ-диапазона по трассе «Земля-Космос».
4.1.1.1. Фазовое и групповое запаздывание радиоволн в ионосфере.
4.1.1.2. Влияние ионосферы на частоту радиоволны.
4.1.2. Пространственно-временная изменчивость полного электронного содержания.
4.1.2.1. Регулярные изменения полного электронного содержания.
4.1.2.2. Нерегулярные вариации полного электронного содержания.
4.1.3. Влияние ионосферы на качество функционирования некоторых современных радиоэлектронных средств.
4.2. Связь сбоев измерений в системе GPS и распределения абсолютных значений вертикального полного электронного содержания.
4.3. Связь амплитуды вариации полного электронного содержания сбоев измерений фазы GPS.
4.4. Спектр мощности вариаций полного электронного содержания по данным глобальной сети GPS.
4.5. Связь сбоев фазовых дальномерных измерений приемников GPS и динамики аврорального овала.
4.6. Сравнение результатов экспериментальных исследований возникновения и развития неоднородностей ПЭС с помощью Иркутского радара HP с данными ионозонда и GPS. Заключение.
Благодарности.
Библиография.

Список таблиц
3.1. Общие сведения об эксперименте при невозмущенной ионосфере.
3.2. Среднесуточные и максимальные значения относительной плотности сбоев режима L1-L2 uLl в различных диапазонах широт для 29 июля 1999 г.
3.3. Среднесуточные значения и максимальные значения относительной плотности сбоев режима L1-L2 и L1 основных типов приемников для 29 июля 1999 г.
3.4. Среднесуточные и максимальные значения относительной плотности сбоев режима С1 в различных диапазонах широт для 29 июля 1999 г.
3.5. Среднесуточные и максимальные значения относительной плотности сбоев режима С1 основных типов приемников для 29 июля 1999 г.
3.6. Среднесуточные и максимальные значения относительной плотности сбоев режима Р1/Р2 основных типов приемников для 29 июля 1999 г.
3.7. Среднесуточные и максимальные значения относительной плотности сбоев режима Р1 и Р2 основных типов приемников для 29 июля 1999 г.
3.8. Среднесуточные и максимальные значения относительной плотности сбоев режима Р1 и Р2 в различных диапазонах широт для 29 июля
1999 г. (приемник Ashtech).
3.9. Статистика эксперимента при невозмущенной ионосфере.
3.10. Общие сведения об эксперименте при возмущенной ионосфере.
3.11. Среднесуточные и максимальные значения относительной плотности сбоев режима L1-L2 и L1 в различных диапазонах широт для 6-7 апреля 2000 г.
3.12. Среднесуточные и максимальные значения относительной плотности сбоев режима L1-L2 и L1 в различных диапазонах широт для 15 — 16 июля 2000 г.
3.13. Среднесуточные значения и максимальные значения относительной плотности сбоев режима L1-L2 и L1 основных типов приемников для 6 — 7 апреля 2000 г.
3.14. Среднесуточные значения и максимальные значения относительной плотности сбоев режима L1-L2 и L1 основных типов приемников для 15 -16 июля 2000 г.
3.15. Среднесуточные и максимальные значения относительной плотности сбоев режима С1 в различных диапазонах широт для 6-7 апреля
2000 г.
3.16. Среднесуточные и максимальные значения относительной плотности сбоев режима С1 в различных диапазонах широт для 15 - 16 июля 2000 г.
3.17. Среднесуточные и максимальные значения относительной плотности сбоев режима С1 основных типов приемников для 6 —7 апреля 2000 г.

Среднесуточные значения <Р> и максимальные значения Ртах относительной плотности сбоев режима С1 для этих диапазонов широт по всем ИСЗ и станциям GPS, приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4. Среднесуточные и максимальные значения относительной плотности сбоев режима С1 в различных диапазонах широт для 29 июля 1999 г.
29 июля 1999 г.; 200-300и Е, С1
Широта, N Р,% Рти,%
50-80и 0,0018 0,08
30-50и 0,0139 0,154
-30-30° 2,88 4,04
Статистика сбоев «грубой» кодовой дальности С1 для основных типов двухчастотных приемников (фирмы ASHTECH, TRIMBLE, АОА), которыми оборудованы пункты глобальной сети GPS, приведена на рис. 3.4. Этот рисунок представляет зависимости от LT относительной средней плотности сбоев P(t) кодовых измерений С1, полученные при усреднении данных всех ИСЗ в диапазоне долгот 0-360°Е на средних широтах 30-50°N для 29 июля 1999 г.
Из данных рис. 3.4, а можно заключить, что для приемников фирмы Ashtech плотность сбоев кодовых измерений С1 в 10-20 раз меньше, чем для других типов приемников.
В 10 раз превышает эти оценки плотность сбоев для приемников фирмы АОА (рис. 3.4, в).
Больше всего подвержены сбоям измерений С1 приемники фирмы Trimble (рис. 3.4, б).
Сбои кодовой дальности С1 для всех типов приемников носят спорадический характер и не имеют четко выраженной суточной зависимости.