Видимость спутников ГЛОНАСС - Кафедра аеронавігаційних

НАЦИОНАЛЬНЫЙ АВИАЦИОННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
В. КОНИН, А. ПОГУРЕЛЬСКИЙ
Исследования GNSS и разработка
технологического ПО для ГЛОНАСС.
Экспериментальные исследования и программы
вторичной обработки в среде MatLab
17 ноября 2009 года
Восточно-Европейская Конференция Телекоммуникаций и
Информационных Технологий и
4-я Осенняя Международная Конференция Wireless Ukraine
Доклад Национального авиационного унивекрситета (кафедра АНС,
институт Аэронавигации)
КИЕВ- 2009
1
ДЕЙСТВУЮЩИЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ
2
РОССИЯ ИНТЕСИВНО ВОССТАНАВЛИВАЕТ
ГЛОНАСС
1. В конце 2008 года финансирование на развитие ГЛОНАСС
увеличено на 67 млрд. рублей
2. Руководитель Федерального космического агентства России
А. Перминов на совещании 1. 11. 2009 года проинформировал
Президента Российской Федерации о потребности в 38
миллионах спутниковых приемниках ГЛОНАСС
(ТВ «Воскресное время).
По нашим оценкам это около 20 миллиардов долларов США.
3. В ближайшие годы Россия предполагает довести космический
сегмент до 30 спутников ГЛОНАСС-М.
3
Цели и задачи исследования
1. Оценить точностные характеристики ГЛОНАСС на этапе ее
развертывания
2. Создать альтернативное навигационному приемнику
программное обеспечение (ПО), соответствующее
Интерфейсному контрольному документу ГЛОНАСС, с целью
верификации, встраиваемого в приемники ПО, а так же для
применения в различных приложениях (например, оценка
точности, целостности, непрерывности, эксплуатационной
готовности систем спутниковой навигации)
3. Сравнить алгоритмы расчета эфемерид ГЛОНАСС
4
1. Развертывание системы ГЛОНАСС и введение ее в
эксплуатацию имеет исключительно важное значение для
пользователей.
2. В ближайшие годы в распоряжение пользователей будут
предоставляться не только услуги GPS, EGNOS, но и систем
ГЛОНАСС, GALILEO, космических и наземных дополнений до них.
3. В настоящее время уже имеются навигационные приемники,
обрабатывающие сигналы нескольких систем.
4. Использование сигналов нескольких систем в одном приемнике
позволяет пользователям определять координаты, скорость и
время с требуемой точностью, целостностью, непрерывностью
обслуживания и эксплуатационной готовностью в условиях, когда
сигналы некоторых спутников недоступны, например, в городе,
лесу, ущелье и т.п.
Следующий слайд иллюстрирует изменение геометрического
фактора при использовании только GPS и GPS + ГЛОНАСС
5
Геометрические факторы ухудшения
точности
GPS
GPS+ГЛОНАСС
6
На следующих слайдах представлено оборудование, с помощью
которого проводились экспериментальные исследования и
результаты моделирования с помощью разработанного в среде
MatLab программного продукта .
Приемник ProPaK-V3 принимал эфемериды спутников ГЛОНАСС,
рассчитывал координаты спутников на текущее время,
рассчитывал позицию потребителя, ионосферные,
тропосферные и временные поправки.
По программам MatLab декодировались необходимые данные,
рассчитывались координаты спутников, координаты пользователя,
сопоставлялись с данными приемника и позицией фазового центра
антенны антенного поля, привязанной с точность 0. 5 м.
На сладе 11 изображена видимость спутников ГЛОНАСС.
Сопоставление данных представлено для спутников с номерами 39,
40, 50. Сопоставлялись три метода расчета эфемерид (слайды 12-29
и позиция (слайд 30)
7
Антенное поле
8
Приемник ProPaK-V3
многофункциональной спутниковой
навигационной станции
9
Интерфейс приемника
10
Видимость спутников ГЛОНАСС
11
Спутник 39
12
Спутник 39
13
Спутник 39
14
Спутник 39
15
Спутник 39
16
Спутник 39
17
Спутник 40
18
Спутник 40
19
Спутник 40
20
Спутник 40
21
Спутник 40
22
Спутник 40
23
Спутник 50
24
Спутник 50
25
Спутник 50
26
Спутник 50
27
Спутник 50
28
Спутник 50
29
Позиция
30
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ В MatLab
Орбиты спутников ГЛОНАСС №54 – 60 за 7 дней
31
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ В MatLab
След спутников ГЛОНАСС на поверхность Земли с указанием точки
выхода и прихода спутника через 7 дней
32
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ В MatLab
Проекция орбит спутников ГЛОНАСС на плоскость земного экватора за 7 дней
33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Исследования ГЛОНАСС в период ее развертывания показали, что
точность системы при определении пространственных координат в
зависимости от количества спутников находящихся в зоне видимости лежит
в пределах 10- 30 м. В процессе исследований установлено, что сигналы
спутников ГЛОНАСС совершенствуются. Так фактор точности изменялся от
15 (системой пользоваться не желательно) до 4 (август 2009 г.)
2. Разработано программное обеспечение в среде MatLab, позволяющее
полностью решать задачи вторичной обработки сигналов (рассчитывать
эфемериды и решать навигационную задачу
3. Исследованы алгоритмы размножения эфемерид. Однако, при том
качестве сигналов спутников окончательный вывод в пользу какого-либо
алгоритма сделать нельзя
34
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
cnsatm@nau.edu.ua
35