Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. - Генике А.А.
ISBN 5-86066-063-4
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 4.1 в графическом виде представлена описываемая уравнением (4.7) модель Клобутара. Интересующие потребителя ионосферные поправки вычисляются при этом в такой последовательности:
I. Зная приближенные значения широты и долготы точки стояния, а также положение спутника в пространстве, представляется возможным вычислить угол возвышения и азимут линии визирования, ориентированной на спутник.
155
Задержка Л.™.. ПС
30 20 10
0 4 S 12 16 20 2Л Мосінос
врсиз, ч
Рис. 4.1. Модельное представление изменений ионосферной мдержки в течение суток
2. Принимая среднюю высоту ионосферы равной 350 км, вычисляется широта и долгота точки пересечения упомянутой выше линии визирования с ионосферой {"ионосферная точка").
3. Задаваясь географическими значениями широты и долготы «ионосферной точки», определяют угол между этой точкой и геомагнитным северным полюсом Земли. Вычитая полученное значение угла из 90°, находят интересующее значение геомагнитной широты Фт,
на основе которого могут быть вычислены амшштудаЛ2 и половинное значение периода Л,, косинусогщальной функции. Оба эти параметра представляют собой полиномы третьего порядка от геомагнитной широты «ионосферной точки», причем в состав этих двух полиномов входят 8 коэффициентов, значения которых сбрасываются по радиоканалу в составе навигационного сообщения.
4. Используя упомянутую выше информацию, с помощью уравнения (4.7) может быть вычислена ионосферная задержка в зенитном направлении. На заключительной стадии эта задержка увеличивается за счет введения соответствующею масштабирующего коэффициента, учитывающего наклонное падение радиолуча на ионосферу. Этот коэффициент является функцией угла возвышения линии визирования, ориентированной на спутник. При его расчете приходится принимать во внимание высоту «ионосферной» точки над земной поверхностью, которая определяется недостаточно надежно.
Передаваемые со спутника 8 коэффициентов (ар а,, а3, ал, ?p ?2, ?3, P4) отбираются из 370 наборов, включающих отмеченные 8 параметров и используемых для этих целей. Данные параметры функционально связаны с сезонными влияниями и с уровнем солнечного радиационного излучения. Для каждого сезона в расчет принимаются 37 десятидневных групп, а в пределах каждой такой группы имеется 10 наборов параметров, каждый из которых связан с величиной солнеч-156
Частота 1.6 ГГц
ного радиационного потока. Входящая в сектор управления и контроля ведущая станция осуществляет выбор соотпетствующей серии для того или иного спутника и через загружающую станцию передает эту информацию на требуемый спутник. По результатам проведенных исследований, касающихся моделирования ионосферных задержек, установлено, что для случая двухмерных навигационных определений (т.е. без высотной отметки) остаточное влияние ионосферы приводит к появлению ошибок на уровне от 0,5 до 2,7 м, в то время как ошибка в вертикальном направлении оказывается примерно в 6 раз больше (от 4 до 16 м).
Описанный выше метод учета влияния ионосферы считается недостаточно надежным и не обеспечивает высокую точность измерений. В связи с этим он применяется преимущественно в навигации при абсолютных методах координатных определений.
При геодезическом использовании спутниковых измерений наибольшее распространение получил метод учета влияния ионосферы, базирующийся на применении двух несущих частот Ll и L2. Поскольку данный метод заслуживает повышенного внимания при высокоточных геодезических спутниковых измерениях, то изложим вкратце обоснование двухчастотного принципа исключения ионосферных задержек применительно к фазовым измерениям.
Для упрощения математических выкладок пренебрежем на данной стадии (также, как и в подразделе 2.8) влиянием тропосферы, т. е. предположим, что влияние атмосферы сводится только к воздействию ионосферы на результаты спутниковых фазовых измерений. При этом приведенные в разделе 2 формулы (2.36) могут быть представлены в следующем, несколько модернизированном виде:
i (49)
hi.
где т'аом = р/с + (Stс - St111) - время прохождения радиосигналом геометрического расстояния между спутником и приемником, включающее в себя и временные поправки, обусловленные уходом часов на спутнике и в приемнике; k/fLjL2- поправка, учитывающая влияние ионосферы.
Из совместного решения уравнений (4.9) имеем:
Ф.г-^-^АФ»-=^-^- (4.10)
JtI J 1.1
Характерная особенность введенного значения фазового сдвига, относящегося к комбинационной частоте fu = (J^1 ff2i^/fu, состоит в том, что оно оказывается свободным от влияния ионосферы.
157
При практических расчетах во многих случаях вводят понятие фактора R-JL/fL!. который лля системы GPS имеет следующее числовое значение:
Я= 1227.6/1575,42-0,779. С учетом фактора R может быть получена формула для величины г'™»' входящей в соотношение (4.10):
.. I Фл-м>,; ""'/L2 1-Я2 (4.11)
Если отнести эту исличину к основной несущей частоте/, J, то выражение для свободного от ионосферного влияния фазового сдвига принимает вид:
ф - f г -ф*і Лфп
4TiI-Jn'*™ 1-й' ' (4.12)
