Факторы, влияющие на точность СРНС

Основные источники погрешностей. Суммарная погрешность СРНС зависит от того, насколько точно известно местоположение спутников в момент измерения; от непостоянства скорости распространения радиоволн; нестабильности бортовых эталонов времени; числа используемых для определения дальности спутников (избыточная информация позволяет повысить точность); уровня помех и от некоторых других факторов.

Неточность информации о местоположении спутников. Координаты спутников передаются в виде эфемерид бортовой аппаратурой НИСЗ по данным, периодически получаемым от КИК. Современный уровень техники позволяет смоделировать факторы, возмущающие движение спутника по орбите (прецессионное движение оси Земли, давление солнечного света и др.), с очень высокой точностью. Поэтому погрешности, вызываемые перечисленными причинами, не превышают нескольких метров. Такого же порядка и погрешность, обусловленная неточностью модели земного шара и измерения высоты потребителя.

Непостоянство скорости распространения радиоволн. Изменение этой скорости при распространении в ионосфере и тропосфере приводит к погрешности измерения (погрешность рефракции). Знание природы этих погрешностей позволяет с помощью коррекции снизить их значение до нескольких метров. Остаточная погрешность является следствием приближенности расчетных формул и неточности сведений о параметрах атмосферы. Погрешность определения дальности D Д _т, вызываемая рефракцией в тропосфере, зависит от зенитного угла q _З, т.е. угла между местной вертикалью в точке определения местоположения и направлением на спутник, а ее значение (в метрах) равно

, (3.3)

где n _т – среднее значение коэффициента преломления в тропосфере.

Резкое увеличение D Д _т с ростом q _З ограничивает использование НИСЗ, видимых под малыми (менее 5°) углами возвышения.

Погрешность рефракции в ионосфере зависит от концентрации электронов в ионосфере N _э, зенитного угла q _з, высоты НИСЗ Н _с и частоты сигнала f:

. (3.4)

Кроме того, D Д _и зависит от расстояния Д _и, которое радиоволна проходит в ионосфере. Радикальным способом учета данной погрешности является работа СРНС на двух различных частотах. Измерения на частотах f ₁ и f ₂ одной и той же дальности позволяют исключить (или определить) неизвестную функцию и ввести поправку в измерения.

Точность пассивных дальномерных систем. Дополнительным источником погрешностей в таких системах является, как указывалось, недостаточная стабильность частоты бортового генератора потребителя. В последние годы разработаны рубидиевые стандарты частоты, имеющие приемлемые для потребителя массогабаритные характеристики (см. табл. 3.1) [11].

Таблица 3.1 Характеристики стандартов частот, устанавливаемых на НИСЗ

Параметры стандарта частоты	КСЧ	РСЧ	ЦСЧ	ВСЧ
Нестабильность частоты (d f) Масса, кг Объем, дм3 Потребляемая мощность, Вт	10^-11 1,35 1,13	10^-12 2,25 2,13	10^-13 13,5 11,3	10^-14 33,8

Примечание. КСЧ – кварцевый, РСЧ – рубидиевый, ЦСЧ – цезиевый, ВСЧ – водородный стандарты частоты.

Оценка точности СРНС. Моделирование и экспериментальная проверка показывают, что при использовании точного кода спутниковой кодовой последовательности погрешности имеют следующие предельные значения (в метрах):

неточность прогноза параметров НИСЗ.............	3,9;
неполный учет ионосферной задержки.............	2,3;
неполный учет тропосферной задержки.............	2,0;
многолучевой характер распространения...........	1,2;
погрешность бортового оборудования..............	1,5.

Использование сложномодулированных сигналов (фазоманипулированного, в частности) на основе высокостабильных спутниковых генераторов обеспечивает синхронизацию времени на спутниках и объектах навигации и проведение высокоточных квазидальномерных и квазидоплеровских измерений. Переход от низкоорбитальных ИСЗ к среднеорбитальным снижает тормозящее действие атмосферы и повышает точность эфемеридной информации.

Дата добавления: 2014-01-07