Разработка рекомендаций по применению систем функционального дополнения спутниковой навигации

дипломная работа

1.4 Дифференциальный метод определения координат

Спутниковые навигационные системы позволяют определить координаты потребителя с точностью порядка 10…15 метров. Но в ряде случаев требуется более высокая точность определения местоположения. К таким случаям относится навигация в городских условиях, заход на посадку по категориям ИКАО , а также геодезические измерения, картография и т.д.

Добиться существенного увеличения точности определения координат (до единиц и долей сантиметра) удается при помощи функционального дополнения к ГНСС, называемого дифференциальной подсистемой.

В дифференциальной подсистеме используется дифференциальный метод, суть которого заключается в передачи на приемники воздушных судов ГЛОНАСС/GPS поправок к измеренным псевдодальностям до НКА. Поправки формируются и контролируются ККС, для чего антенны ГНСС размещаются в месте с эталонными координатами.

Дифференциальный метод основан на минимизации погрешностей, влияющих на точность определения местоположения судовыми приемниками ГЛОНАСС/GPS. Основными погрешностями при определении координат являются:

· ионосферная рефракция распространения сигнала, в среднем составляет от 20 до30 м в течение дня и от 3 до 6 м ночью;

· тропосферная рефракция распространения сигнала в нижних слоях атмосферы. Для НКА с малыми высотами она достигает 30 м. Разница в значении рефракции между приемником опорной станцией и судовым приемником может составлять от 1 до 3 м.

· эфемеридная ошибка разница между фактическим местоположением НКА и его местоположением, вычисленным по данным эфемерид, полученным с НКА. Обычно эта разница не превышает 3 м;

· ошибки бортовой шкалы времени НКА разница между временными шкалами каждого используемого НКА и временем центрального синхронизатора, по которому производится расчет прогнозируемых эфемерид.

При работе приемника опорной станции и приемника по одним и тем же НКА все вышеперечисленные ошибки компенсируются дифференциальным режимом.

Кроме того, дифференциальный режим обеспечивает функцию контроля целостности СНС ГЛОНАСС и GPS, путем определения приемниками ГЛОНАСС/GPS неработоспособных НКА и передачи этой информации на приемники с минимальной временной задержкой.

Для сравнения точности местоопределения координат рассмотрим характеристики базовай ККС авиационной дифференциальной подсистемы СНС ГЛОНАСС/GPS , приведенные в табл. 5.

Таблица 5

Характеристики базовых контрольно-корректирующих станций

Тип принимаемого сигнала:

-ГЛОНАСС

-GPS

CТ-сигнал (L1, L2)

C/A-код (L1)

Точность определения навигационных параметров:

-по псевдодальности(при сглаживании по фазе несущей)

-по псевдоскорости(по фазе несущей)

0,01 м

0,001 м/сек

Время начального определения (не более)

120 сек

Чувствительность

160 дБ/Вт

Питание: переменный ток

220 В/ 50 Гц

Потребляемая мощность

150 Вт

Габаритные размеры

450х340х200 (мм)

Вес

15 кг

Очевидно, что применение ККС существенно улучшает определение координат ВС, чем просто использование СНС.

Сформулированы требования к навигационному обеспечению воздушных судов.

Требования к доступности зависят от этапов полета и интенсивности воздушного движения. Численные значения доступности при маршрутных полетах составляют 0,999...0,99999; при полете в зоне аэродрома и некатегорированном заходе на посадку -0,99999. Требования по доступности для захода на посадку и посадки по категориям ИКАО соответствуют требованиям к системам инструментальной посадки. Численные значения их близки к 1.

Требования к целостности составляют для маршрутных полетов, полетов в зоне аэродрома и некатегорированном заходе на посадку - 0,999 при допустимом времени предупреждения соответственно 10 с, 10 с и 2 с, а для захода и посадки по I, II и III категориям ИКАО -0,999999, 0,9999999 и 0,9999999995 при допустимом времени предупреждения не более 1 с.

Требования к точности определения координат и высоты полета ВС приведены в табл. 6.

Таблица 6

Требования к точности определения координат и высоты полета ВС

Решаемые задачи

Точность определения координат (СКО), м

Точность определения высоты (СКО), м

Маршрутный полет:

Над океаном (безориентирная местность)

Трассы шириной 20 км

Трассы шириной 10 км

Местные воздушные линии I категории

Местные воздушные линии II категории

5800

2500

1250

500

250

30...40

30...40

30...40

30...40

30...40

Полет в зоне аэродрома

200

-

Специальные полеты (для разведки полезных ископаемых, поиска и спасения и др.)

1…10

-

Некатегорированный (неточный) заход на посадку

50

-

Заход на посадку по 1-й категории Н=30 м

4,5...8,5

1.5...2

Заход на посадку по Н-й категории Н=15 м

2,3...2,6

0,7...0,85

Заход на посадку по Ш-й категории Н=2,4 м

2,0

0,2...0,3

Делись добром ;)