Курсовая работа: Спутниковые системы навигации GPS и ГЛОНАСС

 (S) = ,

где c  скорость света; F₁  тактовая частота ПСП1; P_c /g_ш  энергетический потенциал узкополосного навигационного радиосигнала на входе приемника; k  ухудшение энергетического потенциала в приемнике (k  1,5); T₀  интервал осреднения (накопления) измерений.

Энергетические потенциалы узкополосных навигационных радиосигналов на входе приемника в НАП с широконаправленной приемной антенной (см. выше) составляют [дБ Гц]:

 =90	 =5
1600 МГц	+47...49	+39...44
1250 МГц	+43...45	+34...39

и соответственно шумовые погрешности однодиапазонных измерений при осреднении T₀ = 1с составят [м]:

    	   
 (Sв ) 1600 МГц	1,7...2,1	3,3...6,0
 (Sн ) 1250 МГц	3,0...4,0	5,9...10,5

Шумовую погрешность двухдиапазонного измерения псевдодальности найдем следующим образом:

 (S₀ )={[2,53 (S_в )]² +[1,53 (S_н )]² }^1/2 ;

и соответственно получим при T₀ =1c

 (S₀ )=

Навигационный радиосигнал от пригоризонтного НКА может приходить к наземному подвижному объекту не только прямым путем но и за счет зеркального отражения от земной поверхности (многолучевость). Отраженный радиосигнал приходит к объекту с направления ниже местного горизонта, и при зеркальном отражении изменяется на противоположное направление круговой поляризации радиосигнала. С учетом данного обстоятельства и за счет пространственной избирательности приемной антенны мощность отраженного радиосигнала P_c2 будет много меньше мощности прямого радиосигнала P_c1 на входе приемника.

Погрешность измерения псевдодальности до пригоризонтного НКА, обусловленная многолучевостью при использовании узкополосного навигационного радиосигнала, будет максимальна в худшей ситуации, когда задержка  t отраженного радиосигнала относительно прямого радиосигнала на входе приемника будет равна  t=1/2F₁ , где F₁  тактовая частота ПСП1. При  t  1/2F₁ , и при  t 3/2F₁ погрешность будет много меньше, чем в худшей ситуации. При T₀ =1 c погрешность псевдодальности до пригоризонтного НКА из-за многолучевости в худшей ситуации для узкополосных навигационных радиосигналов будет равна

 (S)= .

Подставляя P_c2 /P_c1 = - (30...32) дБ, получим  (S)= 3,0 м, которое хорошо согласуется с экспериментальными данными. Следовательно, при двухдиапазонных измерениях (1600 МГц, 1250 МГц) и T₀ =1 c получим:

 (S₀ )=  (S)=9,0м.

В тропосфере скорость распространения радиоволны равна c=c₀ /n(h), где с_0 скорость распространения света в вакууме; n(h) коэффициент преломления тропосферы на высоте h над поверхностью Земли, n(h)  .

Тропосферную погрешность беззапросного измерения дальности (псевдодальности) для НКА при углах возвышения НКА     можно найти следующим образом:

 R( )=

В НАП тропосферные погрешности компенсируются расчетными поправками. Если рассчитывать тропосферные поправки для средних параметров тропосферы (глобально), то их погрешность  ( R) составит 10% от величины поправки  R( ).

Для оценки погрешностей можно воспользоваться простой экспоненциальной моделью тропосферы:

 n(h) =  n(0) e^-h/а ;

и, подставив средние значения  n(0)=3 10^-4 , a=8 км, получим:

 , угл.град..........................	90	10	5
 R( ), м.............................	2,5	15	30
 ( R), м.............................	0,25	1,5	3,0

Проведем оценку ионосферных погрешностей измерения псевдодальности в однодиапазонной НАП (1600 МГц). Ионосфера Земли начинается с высоты 100 км, на высотах от 300 до 400 электронная концентрация в ионосфере максимальна и выше с увеличением высоты уменьшается приблизительно экспоненциально и на высоте 900 км электронная концентрация в ионосфере составляет приблизительно 10% от максимальной.

Групповая скорость радиосигнала в ионосфере равна с = с₀ n(h), где с₀  скорость света в вакууме, n(h)  коэффициент преломления ионосферы на высоте h над поверхностью Земли, n(h)<1. Коэффициент преломления в ионосфере n(h) зависит от частоты радиосигнала и для частоты радиосигнала f >100 МГц можно воспользоваться равенством:

 n(h) = 1-n(h) = 40,3 N(h) / f ² ,

где N(h)  электронная концентрация ионосферы на высоте h [эл/см³ ]; f-несущая частота радиосигнала [кГц].

Проведем оценку ионосферных погрешностей беззапросного измерения дальности (псевдодальности) до околозенитного и пригоризонтного НКА.

Ионосферную погрешность при вертикальном прохождении радиолуча к наземному объекту от зенитного НКА можно оценить следующим образом:

 R₁ =

Вертикальный профиль величины  n(h) в зависимости от высоты можно представить в виде:

1. при h  h₁ =100 км  n(h) = 0 ;