Исследование погрешностей позиционирования по сигналам спутниковых радионавигационных систем при различных уровнях возмущенности околоземного космического пространства

• Автор: Кондакова, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 221 с.

Список обозначений и сокращений
Введение
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПУТНИКОВЫХ
РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ
НА ТОЧНОСТЬ ИХ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ
1Л. Общие сведения о спутниковых радионавигационных системах
GPS, ГЛОНАСС
1Л Л. Назначение, состав и требования к спутниковым
радионавигационным системам
1Л .2. Структура радиосигнала и частотный план сигналов НС
СРНС
1Л .3. Общие принципы и методы навигационновременных определений
1.2. Источники погрешностей навигационно-временных определений СРНС
1.2.1. Кодово-фазовые измерения и измеряемые величины
1.2.2. Виды погрешностей и их вклад в точность навигационновременных определений в СРНС
1) Погрешности, обусловленные расхождением шкал
времени относительно системного времени СРНС
2) Погрешности эфемеридного обеспечения
3) Значение «геометрического фактора» в СРНС
4) Погрешности, вызванные дополнительной
задержкой распространения сигнала в аппаратуре НС и НАП
5) Погрешности многолучевости
6) Погрешности, вносимые на трассе распространения сигнала НС
1.3. Нерегулярные явления в ионосфере и их влияние на
качество работы СРНС
1.3.1. Нерегулярные вариации полного электронного содержания
1) Явления, связанные с магнитными бурями
2) Перемещающиеся ионосферные возмущения и внезапные возмущения ПЭС
1.3.2. Влияние нерегулярных вариаций среды ОКП на параметры сигналов НС СРНС
1) Фазовое и групповое запаздывание радиоволн в ионосфере
2) Флуктуации амплитуды и фазы сигналов НС СРНС
1.3.3.Обзор литературы по влиянию нерегулярных явлений в
ОКП на качество функционирования СРНС
Выводы по разделу
2. МЕТОДИКА И ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОЦЕНКИ ПОГРЕШНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ СРНС
2.1. Характеристика критериев оценки точности позиционирования
2.2. Методика оценки точности и непрерывности позиционирования
2.2.1. Глобальная сеть двухчастотных приемников GPS
2.2.2. Описание RINEX-файлов
2.2.3. Последовательность обработки данных
2.3. Методика статистического оценивания
погрешности позиционирования
2.4. Программно-алгоритмическое обеспечение
2.4.1. Исполняемые функции программного комплекса “Навигатор”
2.4.2. Управление программным комплексом
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОГРЕШНОСТИ И СБОЕВ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ СПУТНИКОВОЙ
НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ GPS
3.1. Характеристика экспериментальной базы данных и условия эксперимента

3.2. Погрешности позиционирования GPS при
невозмущенной ионосфере
3.3. Погрешности позиционирования GPS в условиях

геомагнитных возмущений
3.3.1. Магнитная буря 15-16 июля 2000 г
3.3.2. Магнитная буря 31 марта 2001 г
3.3.3. Магнитная буря 29-31 октября 2003 г
3.3.4. Статистика среднесуточных значений
погрешности позиционирования
3.4. Сбои позиционирования в магнитоспокойных условиях
3.5. Сбои позиционирования в условиях возмущенной ионосферы
3.5.1. Магнитные бури 15 июля 2000 г и 31 марта 2001 г
3.5.2. Магнитная буря 29-31 октября 2003 г
3.5.3. Статистика сбоев позиционирования
3.6. Зависимость погрешности позиционирования от широты
GPS станции
3.7. Зависимость плотности сбоев позиционирования от широты
GPS станции
3.8. Статистические оценки точности позиционирования приемников GPS
3.8.1. Продолжительность возмущенного периода
3.8.2. Максимальные интервалы для различных значений погрешности
3.8.3. Статистическое распределение вероятности погрешности позиционирования
3.8.4. Теоретическое распределение вероятности
£ погрешности позиционирования
Выводы по разделу
4. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ТОЧНОСТЬ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ GPS

НЕЮ воздушных судов. Во-вторых, исследовать потенциальное влияние ионосферных сцинтилляций на качество функционирования системы и выявить регионы, наиболее неблагополучные в этом отношении. В-третьих, оценить возможные последствия влияния авроральных сцинтилляционных эффектов в периоды высокого уровня геомагнитной активности на качество работы GPS на средних широтах [71].
В [105, 106] исследовалось влияние геомагнитных бурь на качество работы двухчастотных приемников GPS. Установлено, что сбои измерения фазы происходили в основном на вспомогательной частоте L2. Статистика измерений показала, что максимальный период потери сигнала от спутников достигал 400 секунд. При этом среднее значение времени потери сигнала составило 80 с, а приблизительно в 80% от всех случаев период потери сигнала составил не менее 50 с. Конструктивные отличия приемников по алгоритмам обработки сигналов, типу антенн и т.п. возможно приводят к различным показателям сбоев измерений фазы. Различия в типах приемников проявились и в магнитоспокойных условиях. Для станций, расположенных на высоких широтах, сбои измерений фазы сигнала происходили чаще, чем на низкоширотных станциях.
В новой работе [68] оценивается эффект влияния мерцаний на эффективность работы приемников GPS в режиме измерений L1 и L2. Эти эффекты описаны в терминах срыва сопровождения сигнала GPS и деградации точности и относятся к различным временам, ионосферным условиям и положениям на Земле.
Все эти литературные данные свидетельствуют в пользу предположения, что именно рассеяние на неоднородностях приводит к деградации сигналов НС GPS. Однако только в некоторых специальных измерениях получено прямое доказательство этой гипотезы [90, 95].
Чтобы наблюдать мерцания сигналов GPS, необходима регистрация амплитуды сигнала с частотой дискретизации не хуже 1...10 Гц, поскольку