Аппаратно-программные методы обработки навигационной информации при интегрировании спутникового приемника и барометрического альтиметра

• Автор: Бусько, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Использование средств спутниковой навигации наземными потребителями

1.1 Решение навигационной задачи.

1.2 Особенности позиционирования наземного транспорта

1.3 Геодезическая привязка антенн радиорелейных станций

1.4 Обзор интегрированных средств навигации наземных пользователей.

1.5 Заключение к главе 1.

Глава 2. Совместное использование приемника СРНС и барометрического альтиметра.

2.1 Использование дополнительного измерения высоты при наземной

навигации
2.2 Решение навигационной задачи при минимальном объеме
одновременных измерений
2.3 Определение координат при избыточности измерений.
2.4 Юстировка направленных антенн
2.5 Выводы по главе 2
Глава 3. Особенности калибровки абсолютных показаний барометрического альтиметра.
3.1 Барометрическое и спутниковое измерение высоты.
3.2 Определение координат
3.3 Калибровка альтиметра
3.4 Выводы по главе 3
Глава 4. Исследование алгоритма калибровки альтиметра. Аппаратура потребителей.
4.1 Моделирование алгоритма калмановской фильтрации при калибровке
альтиметра.
4.2 Исследование эффективности калибровки барометрического
альтиметра с применением фильтра Калмана
4.3 Аппаратура потребителей
4.4 Выводы по главе 4.
Заключение
Список литературы


Основные результаты работы докладывались на семинаре по навигационным системам в Иркутском государственном университете путей сообщения, март года, VI межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы радиоэлектроники и связи», Иркутск, 3 мая года, на 9-й всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники», Красноярск, 4-5 мая года, XIV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, - мая года. Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 6 печатных работах, в том числе 5 статей в научных сборниках и 1 текст доклада. Из общего числа публикаций 3 в едином авторстве и 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 3-х приложений. Общий объем работы — 0 страниц, из них 5 страниц основного текста, рисунка, 3 таблицы. Библиографический список включает 3 наименований. Глава 1. Большинство аппаратуры наземных потребителей ориентировано на GPS-приемники навигационного класса для гражданского применения [, , ], которые определяют местоположение с погрешностью не хуже нескольких десятков метров. Отличительной особенностью аппаратуры гражданского применения в сравнении со специальной аппаратурой, например для военных или геодезических целей является прием и обработка сигналов пониженной точности (модулированных кодом С/А) в одном частотном диапазоне []. Это определяется доступностью такого сигнала для всех потребителей и требует меньших аппаратных затра т. В СРНС GPS каждый навигационный искусственный спутник земли (НИСЗ) передаёт два непрерывных радиосигнала: на частотах L 1 = , МГц и L2=, МГц. Сигнал L1 содержит две составляющие, которые, для удобства их разделения, сдвинуты по фазе (на . Первая — модулируется двоичной информационной последовательностью и дальномерным псевдослучайным P-кодом (Protected — защищенный). Вторая — информационной последовательностью и дальномерным псевдослучайным С/А-кодом (Clear acquisition — легко обнаруживаемый). Сигнал L2 модулируется только P-кодом и информационной последовательностью. Информационные последовательности содержат информацию об эфемеридах НИСЗ, времени и т. Войти в слежение за сигналом более точного кода Р (имеющего недельную длительность) можно лишь с помощью пароля (ключевого слова), передаваемого менее точным кодом С/А (с длительностью около 1 мс). Таким образом, P-код зашифрован для специальных целей, а аппаратура общего применения реализуется па серийных одночастотных (L1) приемниках GPS с открытым для гражданских пользователей С/А кодом [, 0]. В СРНС ГЛОНАСС структура навигационных радиосигналов аналогична. В основе навигационных определений лежит метод беззапросных измерений псепдодальностей Rdl между /-м спутником и потребителем [9, , , , 0], с последующим расчетом координат потребителя. Расстояние до спутников определяется по измерениям времени прохождения радиосигнала от космического аппарата до приёмника умноженным на скорость света. Для того чтобы определить время распространения сигнала в приемнике генерируется копия псевдослучайного кода, передаваемого каждым спутником [, ]. В одпочастотных приемниках GPS это — С/А-код. См. Рис. Псевдослучайный код в сигнале спутника содержит временную метку (передаваемую каждые несколько секунд). В приёмнике сопоставляется принятый псевдослучайный код с генерируемой копией и затем измеряется задержка между одинаковыми участками кода и одинаковыми метками. Момент ухода метки со спутника, определяют по часам спутника. Приемник захватывает сигнал спутника, «считывает» временную метку и фиксирует момент ее прихода по своим часам. Разность между моментами ухода метки со спутника и прихода ее на антенну приемника представляет собой интервал времени Дг, по которому можно вычислить дальность до спутника Я,. Я, =сДг (1. Для определения задержки At, время на всех ПИСЗ и у потребителей должно быть синхронизировано, т. Такой эталонной шкалой является собственное системное время.