Мир Знаний

Анализ погрешностей спутниковой радионавигационной системы работающей в дифференциальном режиме (стр. 11 из 21)

** - двоичное число 1000 0000 0000 0000 указывает на наличие проблемы и оборудование пользователя должно немедленно прекратить использование данного спутника;

*** - двоичное число 1000 0000 указывает на наличие проблемы и оборудование пользователя должно не медленно прекратить использование данного спутника;

**** - номер 32 спутника индуцируется нулями во всех разрядах;

- число спутников, поправки для которых содержатся в сообщении;

- число слов с данными в сообщении. Длина кадра равна
слова
.

Опорная станция не будет применять модели ионосферной и тропосферной задержек при формировании дифференциальных поправок. Влияние часов спутника и релятивистских (связанных с относительным перемещением и положением) параметров будет определяться с использованием алгоритмов, описанных в Спецификации сигналов GPS/SPS. Сдвиги часов опорной станции будут общим сдвигом во всех поправках псевдодальности, которые не вызывают вредного воздействия на вычисления местоположения.

Признак конкретной посылки данных (IOD) включен в сообщение для того, чтобы оборудование пользователя могло сравнить его с IOD используемых навигационных данных GPS. IOD является признаком, который гарантирует, что вычисления оборудования пользователя и поправки опорной станции базируются на одном и том же наборе передаваемых параметров орбит и времени. Если они не согласуются, дифференциальное оборудование пользователя обязано выполнить соответствующие действия, чтобы принимать (использовать) те параметры, которые являются парой (соответствуют) для параметров, используемых опорной станцией. Это может быть выполнено двумя способами: контроль соответствия (парности) IOD спутника и IOD опорной станции в сообщениях типа 1 или 2, или прием (использование) другого сообщения с навигационными данными от соответствующего спутника. В общем случае дифференциальная станция пытается использовать текущие навигационные данные, передаваемые спутником. Если не существует никакой важной проблемы с навигационными данными, сообщения типа 1 будут использовать новые навигационные данные в пределах нескольких минут обмена.

Никогда при наличии таких обстоятельств не следует пытаться получить “частичное” дифференциальное решение, т.е. обрабатывать дифференциально скорректированные и дифференциально нескорректированные псевдодальности для расчета одного и того же местоположения. Результирующие параметры местоположения будут, как правило, не лучше, чем при недифференциальном решении.


Таблица 3.4. Коэффициент масштабирования

Код Число Значение
0 (0) Коэффициент масштабирования для поправки псевдодальности - 0.02 м, а для поправки скорости изменения дальности - 0.002 м/сек
1 (1) Коэффициент масштабирования для поправки псевдодальности - 0.32 м, а для поправки скорости изменения дальности- 0.032 м/сек, (кроме того, обратитесь к таблице 2.3)

Основная причина использования двухуровневого коэффициента масштабирования заключается в поддержании высокой степени точности в течение большего времени и в обеспечении возможности увеличить диапазон поправок в редких случаях, когда это необходимо.

Таблица 3.5. Ошибка дифференциальной дальности пользователя (UDRE)

Код Число Дифференциальная ошибка на уровне одной сигмы
00 (0)  1 метра
01 (1) > 1 метра и  4 метров
10 (2) > 4 метра и  8 метров
11 (3) > 8 метров

Сообщение типа 2 – ошибки (приращения) дифференциальных поправок GPS

Сообщения типа 2 предназначено для таких ситуаций, когда оборудование пользователя не может немедленно декодировать новые данные эфемерид спутников в спутниковых данных. Поэтому дифференциальная станция должна быть спроектирована так, чтобы немедленно декодировать новые данные эфемерид, т.к. могут быть интервалы времени, в течение которых пользователь и опорная станция используют различные данные эфемерид, что может привести в результате к ошибкам, особенно после загрузки (новыми данными) спутника. Сообщение типа 2 может быть исключено, если все приемники пользователей спроектированы для немедленного декодирования данных эфемерид.

Если применяется сообщение типа 2, опорная станция должна передавать сообщения типа 1 и типа 2 каждый раз, когда она начинает использовать новое сообщение GPS с навигационными данными для расчета местоположения спутника и компенсации сдвигов часов спутников. Это обозначается изменением параметра признак конкретной посылки данных (

) в сообщении типа 1. Каждый новый набор спутниковых навигационных данных идентифицируется параметром
. Дифференциальное оборудование пользователя не должно использовать новые спутниковые навигационные данные до тех пор, пока опорная станция не выдаст соответственный
в сообщении типа 1.

При изменении параметров эфемерид опорная станция должна передавать сообщение типа 2 в паре с сообщением типа 1 и продолжать передавать сообщение типа 2 в течение нескольких минут после изменения спутниковых навигационных данных. В течение этого периода дифференциальное оборудование пользователя будет воспринимать (усваивать) новые навигационные данные и начнет использовать данные “нового” сообщения типа 1. Сообщение типа 2 действует в качестве моста для продолжения высокоточной навигации в течение переходного периода. При корректном использовании сообщения типа 2 точность сохраняется. Предпочтительно, но не обязательно, передавать сообщение типа 2 первым; в будущем это может стать обязательным требованием. Если сообщение типа 2 применяется вместе с сообщением типа 9, сообщение типа 2 должно предшествовать сообщению типа 9, использующему новые эфемериды.

Данное сообщение содержит различия в поправках псевдодальности и скорости изменения дальности, вызванные изменением спутниковых навигационных данных. На опорной станции должны быть выполнены два расчета для поправки псевдодальности (

) и поправки скорости изменения дальности (
). Первый расчет будет использовать самые последние навигационные данные, полученные от спутника. Второй расчет должен использовать навигационные данные, которые заменяются самыми свежими навигационными данными. Опорная станция должна вычислять разность поправок, чтобы определить
(приращение)
и
(приращение)
, необходимые для сообщения типа 2.

равна
(рассчитанной с использованием более старых навигационных данных) минус
(рассчитанная с использованием самых последних навигационных данных), или

(2.3)

Точно также

равна
(рассчитанной с использованием более старых навигационных данных) минус
(рассчитанная с использованием самых последних навигационных данных), или

(2.4)

Чтобы использовать поправку типа 2 оборудование пользователя должно:1. Использовать в данный момент времени спутниковые навигационные данные с IOD, который составляет пару с IOD сообщения типа 2 для данного спутника;

2. Принимать сообщения типа 1 с новым IOD, который не является парой для IOD, который используется в данный момент времени;

3. Вычислять корректирующую поправку псевдодальности в соответствии с приведенным ниже уравнением, в котором используется информация сообщений типа 1 и типа 2:

(2.5)

где

- время применения (использования коррекции);

- модифицированный Z-счет из сообщения 1;

- модифицированный Z-счет из сообщения 2.