3.6.2.1. Эффективность учета интервала корреляции погрешностей во времени можно проиллюстрировать возможностью существенного повышения точности абсолютных местоопределения п.3.6.1.1. Повысить на порядок точность таких абсолютных местопределений неподвижного судна (пусть находящегося в начальной точке маршрута) можно, выполнив за дополнительное время Тдп измерения и разовые определения координат с последующим их усреднением. Длительность Тдл сеанса (до суток и более) должна быть существенно больше, чем интервалы корреляции (постоянства) tr перечисленных в п. 1.3.2 составляющих погрешностей измерения квазидальности. Только в этом случае после усреднения влияние составляющей уменьшится в корень из отношеня Тдл/tr и оценки координат могут стать близкими к истинным Х0,У0,Z.
3.6.2.2. В эффективности учета значительного пространственного интервала корреляции можно убедиться на примере обеспечения высоких точностей местоопределения судна в моменты tj после момента t1 отшествия судна из почти точно известной начальной точки маршрута (координаты которой определены после операций либо п.3.6.2.1 либо 3.6.1.2) Это возможно если время tj-t1, не превышает временного интервала tr постоянства (корреляции) перечисленных в п.1.3.2 погрешностей. Для реализации жэтой возможности достаточно 1) из «истинных» Х0,У0,Z0 координат вычесть полученные в АП в момент отшествия t1 координаты Х1,У1,Z1, 2) запомнить эти разности и 3) вычитать их из выдаваемых АП координат в моменты tj. Заметим, что такой алгоритм корректен при условии, что в пределах tr обрабатываются сигналы тех же ИСЗ, что использовались и в момент отшествия.
3.6.3. Приведенные примеры объясняют, почему кроме абсолютных определений различают и другие разновидности операций местоопределения. Простейший вид – относительные местоопределения, осуществляемые, например, при решении задачи «встречи» - выхода разных судов в заданную точку. Повторные местоопределения выполняются, например, при решении задачи выхода в ранее уже определявшуюся АП точку, причем эта задача может решаться как при одновременном так и разновременном выходе в одну и ту же точку с использованием как одной и той же аппаратуры пртребителя АП одного судна, так и различных образцов АП на различных судах.
Результативность относительных и повторных местоопределений существенно повышается при использование каналов даже эпизодической радиосвязи между решающими одну задачу судами (между судами и головным судном, между судами и контрольным пунктом КП).
3.6.4. В дифференциальных подсистемах (ДПС) реализуется специальный односторонний канал непрерывной передачи данных с контрольно-корректирующей наземной станции (ККС), располагаемой примерно на расстояниях 250-500 км от границ рабочей зоны ДПС, причем приемная антенна прецизионного многоканального (работающего по всем возможным видимым ИСЗ) контрольного приемоиндикатора находится в точке с максимально точно известными координатами x0,y0,z0. Для упрощения изложения принципа функционирования ДПС можно положить, что эта точка используется как счислимая в алгоритмах п.4.1-п.4.3 работы приемоиндикатора по всевозможным четверкам ИСЗ.
Если бы погрешности, отмеченные в п.1.3.2, отсутствовали, то квазидальность (3.1) была бы равна счислимому расстоянию от ККС до ИСЗ минус линейный эквивалент ухода ШВ, т.е. rпkизм= Rk-d, причем значение d находится по алгоритмам п.3.2 и 3.3 (которые здесь дали бы нулевые значения Х,У,Z). При наличии погрешностей, пе-
29
речисленных в п.1.3.2, алгоритмы п.3.2 и 3.3 так же выдадут оценку d и погрешность измерения квазидальности можно определить по формуле
Drпk=rk-d=Rk-rпkизм-d. (3.13)
Эта величина и должна передаваться в рабочую зону ДПС как поправка. Увеличение интервала постоянства (корреляции) отсчетов ССЗ (например, путем скользящего усреднения в пределах экспериментально обоснованного интервала) может повысить точность оценки поправки. Принятые специальным приемником поправки автоматически вводятся в АП, где вычитаются из измеренных величин – это единственная дополнительная операция среди прочих задач вторичной обработки сигналов в АП.
Экспериментальные данные показывают, что среднеквадратическая погрешность местоопределений в рабочей зоне ДПС не превышает 6 м.
На ККС легко выявляется факт неработоспособности ИСЗ и эта информация также передается в рабочую зону ДПС.
Предусматривается размещение ККС на ряде круговых (ненаправленных) радиомаяков будет совмещен с ККС. Служебная информация с ККС передается с использованием минимальной частотной модуляции в частотных каналах, отведенных радиомаякам. ДПС на базе радиомаяков имеют дальность действия около 200 км. Поэтому в ряде стран рассматриваются проекты создания широкозонных ДПС на базе стационарных ИСЗ, Особенности таких ДПС освещены в /3/.
3.6.4.1. Интересный принцип /14/ повышения точности ДПС при использовании фазовых измерений предложен фирмой Sercel (Франция). Как на контрольно-корректирующей станции (ККС) такой ФДПС так и в аппаратуре потребителя АП, предназначенной для работы в такой ФДПС предусматривается реализация для сигналов каждого ИСЗ алгоритма "скользящего" усреднения разности отсчетов по огибающей (1.9) и по фазе (1.12). При интервале усреднения Ту » 10 минут эти разности
rрkизм.ф- rрkизм.ог=d-dфk-сt(Df/fk)-nklk (3.14)
на ККС и различных (неподвижных и подвижных) АП практически не должны зависеть от шумов (и влияния быстропеременных явлений многолучевого распространения радиоволн) и разброс этих значений (при условии исключения многозгачности фазовых измерений !) может оцениваться – как видно из примера расчета в п.1.3 - величиной, соизмеримой с длиной волны (0.2м). В (3.14) появится и общая для всей рабочей зоны ФДПС медленно меняющаяся погрешность, обусловленная разницей фазовой и групповой скоростей в ионосфере и различием задержек по фазе и огибающей в антенно-приемном тракте. Заметим, что если бы 1) эти скорости были одинаковы и другие составляющие погрешностей отсутствовали, 2) на ГУН кода D(t) подавалось непрерывное колебание с ГУН несущей, 3) многозначность фазы исключена, то правая часть (3.14) была бы почти нулевой.
Изложенные обстоятельства позволяют в режиме ФДПС реализовать следующие операции. На ККС определяется наиболее правбоподобное значение разности (4.14) и предается совместно с поправкой Drпk, выражаемой (3.13) для ДПС. На всех подвижных и неподвижных судах после выполнения первого сеанса усреднения местопределения ведутся по фазовым отсчетам. а не по огибающей. Ясно, что режим ФДПС может внедрятся после тщательных экспериментальных исследований.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.