Курсовая работа: Спутниковые системы навигации GPS и ГЛОНАСС

· признаки достоверности ЦИ в кадре;

· время начала кадра t_k ;

· эфемеридную информацию  координаты и производные координат НКА в прямоугольной геоцентрической системе координат на момент времени t₀ ;

· частотно-временные поправки (ЧВП) на момент времени t₀ в виде относительной поправки к несущей частоте навигационного радиосигнала и поправки к БШВ НКА;

· время t₀ .

Время t₀ , к которому “привязаны” ЭИ и ЧВП, кратны 30 мин от начала суток.

Альманах системы содержит:

· время, к которому относится альманах;

· параметры орбиты, номер пары несущих частот и поправку к БШВ для каждого штатного НКА в ОГ (24 НКА);

· поправку к ШВ системы относительно ШВ страны, погрешность поправки не более 1 мкс.

Альманах системы необходим в НАП для планирования сеанса навигации (выбор оптимального созвездия НКА) и для приема навигационных радиосигналов в системе (прогноз доплеровского сдвига несущей частоты). Оперативная ЦИ необходима в НАП в сеансе навигации, так как ЧВП вносятся в результаты измерений, а ЭИ используется при определении координат и вектора скорости потребителя.

В системе НАВСТАР ЦИ в узкополосных навигационных радиосигналах структурирована следующим образом: строка имеет длительность 6 c, кадр содержит 5 строк (30 с), суперкадр  25 кадров (12,5 мин).

Узкополосные навигационные радиосигналы в системе ГЛОНАСС обеспечивают более оперативный прием (обновление) альманаха за счет более короткой длительности суперкадров (2,5 мин) по сравнению с системой НАВСТАР (12,5 мин)

Навигационные измерения в многоканальной НАП

Рассмотрим многоканальную НАП, использующую узкополосные радиосигналы и предназначенную для глобальной навигации наземных подвижных объектов (сухопутных, морских, воздушных). Будем считать, что в НАП применяется широконаправленная приемная антенна.

В каждом канале НАП в режиме слежения за узкополосным навигационным радиосигналом принимается ЦИ и ежесекундно измеряются два навигационных параметра  псевдодальность и радиальная псевдоскорость.

Псевдодальность от объекта до НКА измеряется в НАП посредством измерения сдвига принимаемой ПСП1 относительно опорного сигнала в НАП. Радиальная псевдоскорость объекта относительно НКА измеряется посредством измерения сдвига несущей частоты принимаемого навигационного радиосигнала относительно частоты опорного сигнала в НАП. Опорный сигнал в НАП формируется с использованием кварцевого генератора.

Результаты измерений псевдодальностей S_k (t) не менее, чем для четырех выбранных НКА (k = 1,2,3,4) с учетом введения ЧВП, содержащихся в кадре ЦИ, можно выразить следующим образом :

S_k (t)=R_k (t)+c (t)+c  _k (t)+ S_k (t),

где R_k (t)  дальность от объекта до НКА; с  скорость света;   (t)  сдвиг ШВ НАП (опорного сигнала) относительно ШВ системы;   _k (t)  погрешность ЧВП;  S_k (t)  погрешность измерений в НАП.

В двухдиапазонной НАП навигационные измерения псевдодальностей на двух несущих частотах  _в 1600 МГц и  _н 1250 МГц позволяют исключить ионосферные погрешности измерений следующим образом. Обозначим S₀ (t)  измеренная псевдодальность без ионосферных погрешностей. Поскольку для верхнего и нижнего диапазонов

S_в (t)=S₀ (t)+А/; S_н (t)= S₀ (t)+А/,

где А/ ²  ионосферная погрешность измерения псевдодальности, то алгоритм получения объединенного результата S₀ (t), в котором исключены ионосферные погрешности будет следующим:

S₀ (t)= S_в (t)-S_н (t); m= _н / _в =7/9.

Погрешность двухдиапазонного измерения псевдодальности можно оценить следующим образом:

 S₀ =  S_в -  S_н = 2,53 S_в - 1,53 S_н .

В сеансе навигации результаты измерений в НАП псевдодальностей относительно не менее четырех НКА, выбранных для сеанса, и принятая ЭИ от выбранных НКА позволяют определить три координаты объекта и сдвиг местной ШВ объекта (опорного сигнала) относительно ШВ системы.

Задача настоящего раздела  оценить погрешность измерения псевдодальностей в многоканальной НАП при использовании узкополосных навигационных радиосигналов. Основными источниками погрешностей измерения псевдодальности в многоканальной НАП являются: шумы и многолучевость на входе приемника, тропосфера, ионосфера (в однодиапазонной НАП).

При оценке погрешностей псевдодальности, обусловленных шумами и многолучевости на входе приемника, будем полагать, что в каналах НАП в цепях слежения за ПСП1 применяются дискриминаторы задержки, у которых ширина центрального линейного участка дискриминационной характеристики равна длительности символа ПСП1.