Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. - Генике А.А.
ISBN 5-86066-063-4
Скачать (прямая ссылка):
Отличительная особенность фазовых измерений заключается в том, что при их выполнении фиксируется фаза колебаний промежуточной частоты, которая однозначно связана с фазой несущих колебаний, причем непосредственно время излучения и приема отмеченных колебаний при снятии отсчетов в приемнике в расчет не принимается. В результате выполнения таких измерений удастся зафиксировать только последние цифры в значении измеряемого до спутника расстояния в пределах одной длины волны несущих колебаний. П редыдущие цифры определяют в процессе разрешения неоднозначности, который базируется на использовании дифференциальных методов и выполняется на базе полевой партии. При учете влияния ионосферы используется фазовая скорость распространения радиосигналов, причем методы определения таких поправок в большинстве случаев основываются на применении различных несущих частот.
Большинство характерных для фазовых измерений поправок стремятся исключить за счет применения соответствующих дифференциальных методов. Математическое обоснование минимизации влияния различных источников ошибок при фазовых измерениях будет изложено в подразделах 2.5 и 2.6.
7S
2.4. Принда п измерения псевдодальностей и практическое использование данного метола
Основным показателем Псевдодальномсрных измерений является разность между моментом передачи кодовой посылки (при отсчете времени по часам, установленным на спутнике) и моментом приема упомянутой посылки (при отсчете времени по часам приемника). Применительно к введенному определению под псевдодальностью будем понимать измеряемое значение расстояния между спутником и приемником на момент передачи и приема радиосигналов с применением псевдослучайных кодовых посылок, генерируемых на спутнике и в приемнике. При этом первые из них формируются с помощью спутниковых часов, а вторые — на основе показаний часов приемника.
Показания часов на спутнике и в приемнике, как правило, расходятся, что приводит к возникновению соответствующих погрешностей в величине измеряемого расстояния. Кроме того, дополнительные отличия между определяемым и истинным значениями искомой длины линии обусловлены задержками на трассе прохождения радиосигналов через атмосферу (ионосферу и тропосферу).
С учетом сделанных замечаний основополагающее уравнение для псевдодальномерных измерений имеет вид:
где Jnp и 1С — показания часов приемника и спутника, регистрируемые в момент измерения псевдодальностей; 5глр и 5tc - уход показаний часов относительно эталонного времени на момент взятия отсчетов; с - скорость распространения электромагнитных волн в вакууме; р - топо-центрическое (геометрическое) расстояние между спутником и приемником на момент измерения псевдодальности; SR = cStamM — поправка к величине измеряемого расстояния, обусловленная влиянием атмосферы.
Непосредственно на основе уравнения (2.5) может быть получена рабочая формула для псевдодальномерных измерений, аналогичная ранее приведенной формуле (2.2):
А = (»„ -Oc = P + -<*,) + <«. (2-6)
Для определения интересующего нас значения геометрического расстояния р измеренную величину R корректируют за счет введения поправок of. и SR (поправка Ol/ip при этом заранее не'определнется, а входит в число неизвестных параметров).
Одна из особенностей определения времени прохождения радиосигналом расстояния между спутником и приемником на базе исполь-
79
зовапия кодовых посылок состоит втом, что из-за периодичности повторения отмеченных посылок регистрирующее устройство приемника позволяет определить временное смещение между принимаемыми от спутника и формируемыми на месте кодовыми сигналами только в пределах периода их повторения. Для используемого в системе GPS общедоступного С/А-кода такая периодичность равна одной миллисекунде, что соответствует прохождению радиосигналом расстояния равного около 300 км. Поскольку расстояние до спутника составляет величину около 20 ООО км, то без принятия соответствующих мер может возникнуть проблема разрешения неоднозначности применительно к кодовым сигналам.
Наиболее эффективно отмеченная проблема решается за счет использования информации о полном значении времени GPS и поправок к показаниям часов конкретного спутника, которая передается со спутника в составе навигационного сообщения и которая позволяет отождествить соответствующую кодовую посылку, на основе которой определяется псевдодалыюсть.
При практическом использовании псевдодальномерных измерений с целью определения координат точки стояния приемника абсолютным методом совместно решают следующую систему уравнений:
Л' - fix, t-xj+ (У ,TyJ^T^l^J + АД
д;=-xJ+{y^-yJ+(^-zJ+AR (2 7)
К = fix ^ -xj + (r?j -rj+fa- zv ї+м
где K1 4 = Rj 4 +c5tc- AR - откорректированное значение, псевдодальности до соответствующего спутника; Xcl с4, Yel с4> Zcl с4 — текущие координаты четырех одновременно наблюдаемых спутников; Хпр, Ynp, Znp - определяемые координаты точки стояния; ДА = сЫпр — определяемая поправка, обусловленная неточностью хода часов приемника.
При решении системы уравнений (2.7) производится линеаризация этих уравнений. Точность таких координатных определений оценивается погрешностями на уровне нескольких метров. С учетом этого данный метод находит преимущественное использование при решении навигационных задач.
