RU2012012C1 - Method for determination of differential corrections - Google Patents
Method for determination of differential corrections Download PDFInfo
- Publication number
- RU2012012C1 RU2012012C1 SU4860284A RU2012012C1 RU 2012012 C1 RU2012012 C1 RU 2012012C1 SU 4860284 A SU4860284 A SU 4860284A RU 2012012 C1 RU2012012 C1 RU 2012012C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- correction
- stations
- corrections
- signals
- peripheral
- Prior art date
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 138
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 53
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- CMSGUKVDXXTJDQ-UHFFFAOYSA-N 4-(2-naphthalen-1-ylethylamino)-4-oxobutanoic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CCNC(=O)CCC(=O)O)=CC=CC2=C1 CMSGUKVDXXTJDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 238000001320 near-infrared absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000005436 troposphere Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для определения местоположения объекта с повышенной точностью. The invention relates to radio navigation and can be used to determine the location of an object with increased accuracy.
Известен способ определения поправок на распространение сигналов СРНС, основанный на учете на местоопределяющем объекте, например, в системе "Навстар", ионосферной и тропосферной рефракции радиоволн (см. В. С. Шебшаевич и др. "Бортовые устройства спутниковой навигации", М. : Транспорт, 1988, с. 176-181). A known method for determining corrections for the propagation of SRNS signals, based on registration at a locating object, for example, in the Navstar system, of ionospheric and tropospheric refraction of radio waves (see V. S. Shebshaevich et al. “On-board satellite navigation devices”, M.: Transport, 1988, pp. 176-181).
Этот способ включает следующие операции. This method includes the following operations.
На навигационных искусственных спутниках Земли (НИСЗ) генерируют псевдослучайную последовательность сигналов. Формируют кадры, содержащие кодированную навигационную и служебную информацию, и излучают модулированные сигналы на двух несущих частотах. На местоопределяющемся объекте принимают сигналы навигационных искусственных спутников Земли (НИСЗ), выделяют из кадров навигационную и служебную информацию и измеряют псевдослучайности для момента времени to.A pseudo-random sequence of signals is generated on artificial navigation satellites of the Earth (NISH). Form frames containing encoded navigation and service information, and emit modulated signals at two carrier frequencies. The signals from the artificial navigation satellites of the Earth (NIEH) are received at a fixed object, navigation and service information is extracted from the frames, and pseudo-randomness is measured for the time t o .
По результатам двухчастотных измерений псевдодальностей определяют величину поправки на время распространения сигналов каждого спутника через слои ионосферы и компенсируют ионосферные задержки. Based on the results of two-frequency measurements of pseudorange, the correction value for the propagation time of the signals of each satellite through the layers of the ionosphere is determined and the ionospheric delays are compensated.
Рассчитывают по заданным для стандартной атмосферы поправку на рефракцию сигналов НИСЗ в тpопосфеpе и компенсируют тропосферные задержки. The correction for the refraction of the NEAH signals in the troposphere is calculated according to the parameters specified for the standard atmosphere and tropospheric delays are compensated.
К недостаткам указанного способа следует отнести большую остаточную погрешность моделей ионосферной и тропосферной поправок, а также отсутствие учета (неточностей) сведения шкал времени, погрешностей в расчете эфемерид на момент измерения, в результате чего погрешности измерения псевдодальностей в двухчастотном режиме будут ограничены и не будут значительно отличаться от одночастотного режима. The disadvantages of this method include the large residual error of the models of ionospheric and tropospheric corrections, as well as the lack of accounting (inaccuracies) for information on time scales and errors in the calculation of ephemeris at the time of measurement, as a result of which the errors in measuring pseudorange in the two-frequency mode will be limited and will not differ significantly from single-frequency mode.
Известен способ определения поправки на сильнокоррелированную погрешность РНП в дифференциальном режиме системы "Навстар", основанный на формировании интегральной (общей) поправки на корректирующих станциях (КС) как разности между измеренной псевдодальностью и рассчитанной дальностью до каждого спутника на момент измерения, передаче поправок по линиям связи на местоопределяющий объект и вводе поправок, полученных на одной (выбранной) станции в результате измерений псевдодальностей аппаратурой потребителя (см. Откорректированный проект заключительного отсчета специальным комитетом SC N 104. Рекомендованные нормы для дифференциальной службы "Навстар" отсчета RТСМ 9-88/SC-104-62, 1988 г. ). Этот способ выбран в качестве прототипа. A known method for determining corrections for the strongly correlated RNP error in the differential mode of the Navstar system is based on the formation of an integral (general) correction at correction stations (CS) as the difference between the measured pseudorange and the calculated range to each satellite at the time of measurement, transmission of corrections via communication lines to a locating object and entering corrections received at one (selected) station as a result of measurements of pseudorange by consumer equipment (see. Project of final counting by special committee SC N 104. Recommended norms for the differential service "Navstar" of reference RTSМ 9-88 / SC-104-62, 1988). This method is selected as a prototype.
При дифференциальном режиме работы СРНС "Навстар" в зоне корреляции точность определения псевдодальностей повышается по сравнению со стационарным режимом. In the differential mode of operation of the Navstar Navigation and Radar Detector in the correlation zone, the accuracy of determining pseudorange increases compared with the stationary mode.
При известном способе размещают корректирующие станции в точках с известными координатами. При этом покрывают сплошные зоны дифференциального режима (см. фиг. 1а); локальные зоны дифференциального режима (см. фиг. 1б). На каждой наземной корректирующей станции (КС) принимают сигналы НИСЗ, измеряют псевдодальности до всех радиовидимых НИСЗ (rизм.i), выделяют данные об эфемеридах НИСЗ.With the known method, corrective stations are placed at points with known coordinates. In this case, continuous zones of the differential mode are covered (see Fig. 1a); local zones of differential mode (see Fig. 1b). At each ground-based correcting station (CS), they receive the signals of the NHA, measure the pseudorange to all radio-visible NHA (r rev. I ), and isolate the data on the ephemeris of the NHA.
По известным значениям координат корректирующей станции и полученным данным о текущих эфемеридах НИСЗ находят расчетные величины дальностей (rрасч.i), определяют интегральные поправки к РНП на момент измерения,
Δri(t) = rизм i(t) - rрасч i(t), (1) где rизмi(t) - измеренная псевдодальность до i-го НИСЗ в момент времени t;
rрасчi(t) - расчетная псевдодальность для тех же условий.Using the known values of the coordinates of the correction station and the obtained data on the current NESZ ephemeris, the calculated range values (r calc. I ) are found, the integral corrections to the RNP at the time of measurement are determined,
Δr i (t) = r ISM i (t) - r calculation i (t), (1) where r ISMi (t) is the measured pseudorange to the i-th NIRS at time t;
r calculation (t) is the calculated pseudorange for the same conditions.
Определяют приращение поправок как разницу между значениями поправок на интервале времени Δ t и скорость изменения поправок
Wi= , (2) где Δ(Δ ri(t) )- приращение поправок i-го спутника;
Δ t - интервал времени между двумя определенными поправками.The increment of corrections is determined as the difference between the values of corrections in the time interval Δ t and the rate of change of corrections
W i = , (2) where Δ (Δ r i (t)) is the increment of corrections of the ith satellite;
Δ t is the time interval between two defined amendments.
Формируют кадры корректирующей информации, содержащие данные о поправках и скорости их изменения. Corrective information frames are formed containing data on corrections and their rate of change.
Модулируют несущую частоту передатчика корректирующей станции сформированными кадровыми сигналами и излучают радиосигналы. The carrier frequency of the transmitter of the correction station is modulated by the generated frame signals and emit radio signals.
На местоопределяющемся объекте в пределах зоны, ограниченной радиусом корреляции, принимают корректирующие сигналы одной КС, при этом радиус корреляции устанавливают заранее расчетным путем или экспериментально исходя из выполнения условий
σд.р.≅σст.р (3) где σд.р - СКП дифференциального режима в зоне корреляции;
σст.р - СКП стандартного режима СРНС.Correcting signals of one CS are received at a fixed object within the zone limited by the correlation radius, while the correlation radius is set in advance by calculation or experimentally based on the conditions
σ dr ≅σ st.r (3) where σ d.r - UPC differential mode in the correlation zone;
σ st.r - UPC standard mode SRNS.
Принимают сигналы НИСЗ и измеряют псевдодальности одним из известных способов (см. Шебшаевич В. С. и др. Бортовые устройства спутниковой радионавигации. М. : Транспорт, 1988, с. 62-65). Receive the signals NISS and measure the pseudorange by one of the known methods (see. Shebshaevich V. S. et al. On-board devices of satellite radio navigation. M.: Transport, 1988, pp. 62-65).
Выделяют из общего числа поправки к принятым для определения координат псевдодальностям и пересчитывают значения поправок на момент времени измерения этих псевдодальностей, используя следующее выражение:
Δ Zi(tизм) = Δ Zi(tn) + Wi(tизм - tn), где tизм - момент измерения псевдодальности до i-го спутника;
tn - момент излучения поправки к псевдодальности до i-го спутника;
Wi - скорость изменения i-й поправки.The corrections to pseudo-ranges adopted for determining the coordinates are selected from the total number and the corrections are recalculated at the time of measurement of these pseudo-ranges using the following expression:
Δ Z i (t ISM ) = Δ Z i (t n ) + W i (t ISM - t n ), where t ISM is the moment of measuring the pseudorange to the i-th satellite;
t n is the moment of emission of the correction to the pseudorange to the i-th satellite;
W i is the rate of change of the i-th correction.
Недостатком известного способа является ограниченная зона применения дифференциального режима, определяемая радиусом корреляции и зависящая от уровня случайных шумовых погрешностей измерения псевдодальностей, эфемеридно-временных погрешностей и времени устаревания корректирующей информации. The disadvantage of this method is the limited area of application of the differential mode, determined by the correlation radius and depending on the level of random noise errors of the measurement of pseudorange, ephemeris-time errors and the aging time of the correction information.
Для расширения зоны и обеспечения дифференциального режима на значительной области известным способом необходимо установить большое число корректирующих станций в специально рассчитанных точках так, чтобы соседние локальные районы частично перекрывались. Таким образом, задача получения сплошного района с дифференциальным режимом известным способом в некоторых случаях вообще невыполнима (например, на акватории моря) или экономически не оправдана. To expand the zone and ensure differential mode over a significant area in a known manner, it is necessary to install a large number of correction stations at specially calculated points so that neighboring local areas partially overlap. Thus, the task of obtaining a continuous region with a differential regime in a known manner is in some cases impossible at all (for example, in the sea) or is not economically justified.
Целью изобретения является расширение зоны действия дифференциального режима (ДР) спутниковой РНС. The aim of the invention is to expand the coverage of the differential mode (DR) satellite RNS.
Сущность изобретения состоит в том, что на корректирующих станциях, каждая из которых привязана к точке с известными координатами, принимают сигналы радиовидимых навигационных спутников. The essence of the invention lies in the fact that at correction stations, each of which is attached to a point with known coordinates, receive signals of radio-visible navigation satellites.
Измеряют псевдодальности относительно спутников, сигналы которых приняты на КС. Выделяют из принятых сигналов информацию об эфемеридах спутников и рассчитывают по текущим значениям эфемерид и координатам корректирующих станций псевдодальности. The pseudorange relative to the satellites whose signals are received at the CS is measured. Information about satellite ephemeris is extracted from the received signals and calculated from the current values of the ephemeris and the coordinates of the pseudorange correction stations.
Формируют сигналы поправок в виде усредненных разностей между измеренными и рассчитанными значениями псевдодальностей и скоростей изменения поправок. Излучают радиосигналы, содержащие информацию о поправках и скоростях их измерения. Correction signals are generated in the form of averaged differences between the measured and calculated values of the pseudorange and the rate of change of the corrections. Radio signals containing information about corrections and their measurement rates are emitted.
На местоопределяющемся объекте принимают сигналы с корректирующей станции и используют полученную информацию в зоне корреляции данной корректирующей станции. The signals from the correction station are received at the location object and the obtained information is used in the correlation zone of this correction station.
Новым при предлагаемом способе является то, что из группы корректирующих станций выделяют центральную и периферийные. Периферийные станции располагают равномерно по азимуту вокруг центральной. New with the proposed method is that from the group of correction stations allocate central and peripheral. The peripheral stations are located uniformly in azimuth around the central one.
На центральной станции принимают с периферийных станций сигналы с данными о поправках и скоростях их изменения для всех радиовидимых спутников. Путем совместной обработки поправок центральной станции и с каждой периферийной станции приводят их значения к моменту окончания приема корректирующих сигналов от всех периферийных станций и к единому базовому расстоянию последних от центральной станции. Излучают радиосигналы, содержащие информацию о приведенных базовых поправках и скоростях их изменения. The central station receives signals from peripheral stations with data on corrections and rates of change for all radio-visible satellites. By jointly processing the corrections of the central station and from each peripheral station, their values are brought to the moment of receiving the correction signals from all peripheral stations and to a single base distance of the latter from the central station. Radio signals are emitted that contain information about the basic corrections and rates of change.
На местоопределяющемся объекте дополнительно принимают с центральной станции сигналы приведенных периферийных поправок и скоростей их изменения. По известным координатам центральной корректирующей станции и текущим координатам местоопределяющегося объекта определяют азимут направления с центральной станции на местоопределяющийся объект. The signals from the peripheral corrections and their rates of change are additionally received from the central station at the locating site. Based on the known coordinates of the central correction station and the current coordinates of the location-determining object, the azimuth of the direction from the central station to the location-determining object is determined.
Путем сравнения полученного значения азимута направления на местоопределяющийся объект с известными азимутами с центральной на периферийные станции выделяют две периферийные станции, азимут на одну из которых больше, а на другую меньше или равен азимуту с центральной станции на местоопределяющийся объект. По значениям приведенных периферийных поправок двух выделенных станций и азимутов с центральной станции на выделенные периферийные станции и местоопределяющийся объект формируют сигналы промежуточных поправок для азимута на местоопределяющийся объект и базового расстояния. By comparing the obtained azimuth value of the direction to the locating object with known azimuths from the central to the peripheral stations, two peripheral stations are allocated, the azimuth to one of which is greater and the azimuth from the central station to the locating object to the other. Based on the values of the peripheral corrections given for the two allocated stations and azimuths from the central station to the allocated peripheral stations and the locating object, intermediate correction signals are generated for the azimuth to the locating object and the base distance.
По известным координатам местоопределяющегося объекта и центральной станции определяют расстояние между станцией и объектом. From the known coordinates of the locating object and the central station, the distance between the station and the object is determined.
С учетом полученного значения расстояния до местоопределяющегося объекта преобразуют промежуточные поправки в местные поправки, которые используются вне зоны корреляции отдельных корректирующих станций. Taking into account the obtained value of the distance to the locating object, intermediate corrections are converted into local corrections, which are used outside the correlation zone of individual correction stations.
Таким образом, путем введения перечисленных операций на центральной и периферийных корректирующих станциях и местоопределяющемся объекте определяют значения поправок для базового расстояния до центральной станции и путем использования линейной зависимости поправки от расстояния и линейно-кусочной - от азимута находят значения местных поправок. За счет учета законов изменения поправок в данный момент времени сохраняется высокая точность определения места объекта в более широкой зоне при том же числе корректирующих станций. Thus, by introducing the above operations at the central and peripheral correction stations and the locating object, the correction values are determined for the base distance to the central station and, using the linear correlation of the distance and the linear piecewise correlation, the local corrections are found from the azimuth. By taking into account the laws of amendment changes at a given time, high accuracy is maintained in determining the location of an object in a wider zone with the same number of correction stations.
На фиг. 1 показано взаимное расположение корректирующих станций (центральной и периферийных) и местоопределяющегося объекта (а - метод экстраполяции, б - метод интерполяции); на фиг. 2 - графики зависимости поправки псевдодальности от азимута (а) и от расстояния (б); на фиг. 3 - структурная схема центральной корректирующей станции; на фиг. 4 - структурная схема аппаратуры потребителя на местоопределяющемся объекте; на фиг. 5 - схема алгоритма расчета поправок (а - на центральной корректирующей станции; б - на местоопределяющемся объекте); на фиг. 6 - расчет дальности действия дифференциального режима в СРНС. In FIG. 1 shows the relative position of the correction stations (central and peripheral) and the location of the object (a - extrapolation method, b - interpolation method); in FIG. 2 - graphs of the dependence of the pseudorange correction on azimuth (a) and on distance (b); in FIG. 3 is a structural diagram of a central corrective station; in FIG. 4 is a structural diagram of consumer equipment at a locating facility; in FIG. 5 is a diagram of the algorithm for calculating corrections (a - at the central correction station; b - at the location of the object); in FIG. 6 - calculation of the range of the differential mode in the SRNS.
На чертежах обозначено: 1 - приемная антенна сигналов НИСЗ; 2 - приемник сигналов НИСЗ; 3 - измеритель псевдодальностей; 4 - блок расчета поправок; 5 - формирователь корректирующей информации; 6 - передатчик корректирующей информации; 7 - приемная антенна связи с периферийными корректирующими станциями; 8 - приемник связи; 9 - декодер; 10 - блок пересчета периферийных поправок; 11 - приемная антенна сигналов коррекции; 12 - приемник корректирующей информации; 13 - декодер; 14 - переключатель режима; 15 - блок расчета промежуточных поправок; 16 - блок расчета местных поправок. In the drawings indicated: 1 - receiving antenna signals NISS; 2 - receiver signals NISS; 3 - pseudorange meter; 4 - block calculation of amendments; 5 - shaper corrective information; 6 - transmitter corrective information; 7 - receiving antenna for communication with peripheral correction stations; 8 - communication receiver; 9 - decoder; 10 - block conversion of peripheral amendments; 11 - receiving antenna of the correction signals; 12 - receiver corrective information; 13 - decoder; 14 - mode switch; 15 - block calculation of the intermediate amendments; 16 is a block for calculating local amendments.
Способ характеризуется совокупностью следующих операций. The method is characterized by a combination of the following operations.
Выделяют из совокупности корректирующий станций центральную - ЦКС и группу периферийных станций - ПКС (см. фиг. 1, а, б). The central station — the CSC and the group of peripheral stations — the ACL — are selected from the set of corrective stations (see Fig. 1, a, b).
Размещают периферийные станции равномерно по азимуту вокруг центральной станции, при этом максимальное удаление от центральной станции должно быть ограничено условием сохранения линейной зависимости величины поправки от расстояния. The peripheral stations are placed uniformly in azimuth around the central station, while the maximum distance from the central station should be limited by the condition of maintaining a linear dependence of the correction value on the distance.
Рассчитывают единое базовое расстояние (RБ) для всех периферийных станций, например, по среднему расстоянию от центральной станции
RБ= , (4) где Rj - расстояние до j-й периферийной станции;
n - число периферийных станций. За базовое расстояние может быть принята и другая постоянная величина, например 500 км. Все корректирующие станции привязывают к точкам с точно известными координатами, используя, например, государственную геодезическую сеть. На корректирующих станциях с известными координатами принимают сигналы радиовидимых навигационных спутников и измеряют псевдодальности до всех радиовидимых спутников.Calculate a single base distance (R B ) for all peripheral stations, for example, by the average distance from the central station
R B = , (4) where R j is the distance to the j-th peripheral station;
n is the number of peripheral stations. Another constant value, for example, 500 km, can be taken as the base distance. All correction stations are tied to points with precisely known coordinates, using, for example, the state geodetic network. At correction stations with known coordinates, signals of radio-visible navigation satellites are received and pseudorange to all radio-visible satellites is measured.
Измерение псевдодальностей в спутниковой РНС выполняется известными способами (см. например Шебшаевич В. С. и др. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. М. : Радио и связь, 1982, с. 87-95). The measurement of pseudorange in a satellite RNS is carried out by known methods (see, for example, V. Shebshaevich S. et al. Network satellite radio navigation systems. M.: Radio and communications, 1982, pp. 87-95).
Из принятых навигационных сигналов выделяют данные об эфемеридах навигационных спутников. По принятым данным формируют известным способом текущую эфемеридную информацию (см. там же, с. 107-109). Используя известные значения координат корректирующих станций и сформированные координаты НИCЗ на момент измерения, находят расчетные значения псевдодальностей (см. там же, с. 136-141). Формируют сигнал поправки для каждого спутника в виде усредненной разности между измеренной () и рассчитанной () псевдодальностями:
Δrij(t)= (t)-(t), (5) где i - номер НИСЗ;
j - номер корректирующей станции;
t - момент измерения. Находят скорость изменения поправок
Wij= , (6) где Δ t - интервал времени между двумя определениями поправок.From the received navigation signals, data on the ephemeris of the navigation satellites is isolated. According to the received data, current ephemeris information is generated in a known manner (see ibid., Pp. 107-109). Using the known values of the coordinates of the correcting stations and the formed NISS coordinates at the time of measurement, the calculated pseudorange values are found (see ibid., Pp. 136-141). A correction signal is generated for each satellite in the form of an average difference between the measured ( ) and calculated ( ) pseudorange:
Δr ij (t) = (t) - (t), (5) where i is the number of the NLHA;
j is the number of the correction station;
t is the moment of measurement. Find the rate of change of corrections
W ij = , (6) where Δ t is the time interval between two definitions of corrections.
Передают корректирующую информацию (КИ) на местоопределяющийся объект и центральную корректирующую станцию. Corrective information (CI) is transmitted to the locating object and the central corrective station.
На центральной корректирующей станции принимают сигналы с периферийных станций с данными о поправках к РНП и скоростях их изменения для всех радиовидимых спутников. At the central correction station, signals are received from peripheral stations with data on corrections to the RNP and their rate of change for all radio-visible satellites.
Приводят значения поправок для псевдодальностей к моменту окончания приема корректирующей информации (tои) в соответствии с выражением
Δrij= Δrij(t)+W
Wij * - скорость изменения поправки по i-му НИСЗ, полученная на j-й корректирующей станции;
tои - момент окончания приема КИ.Correlation values for pseudo-ranges are given at the time of the end of reception of the correcting information (t oi ) in accordance with
Δr ij = Δr ij (t) + W
W ij * is the rate of change of the correction for the i-th NISS obtained at the j-th correction station;
t oi - the moment of the end of taking CI.
Выделяют для совместной обработки сигналы поправок центральной станции и каждой периферийной станции. Используя совместно поправки двух станций (центральной и периферийной) и принятое единое базовое расстояние RБ, пересчитывают периферийные поправки для каждой станции к базовому расстоянию для момента времени tои по следующей формуле:
Δrij(RБ, αj)= Δriц+ RБ, (8) где Δ rij(RБj) - значение поправки в точке с координатами RБ, αj - относительно центральной станции;
Δ riц - значение поправки на центральной станции для i-го спутника;
Δ rij(Rj αj) - значения поправки на периферийной станции для i-го спутника;
Rj - расстояние до j-й периферийной станции;
αj - азимут на j-ю периферийную станцию;
RБ - базовое расстояние.Allocate corrections signals of the central station and each peripheral station for joint processing. Using together the corrections of two stations (central and peripheral) and the adopted single base distance R B , the peripheral corrections for each station are recalculated to the base distance for time t о о according to the following formula:
Δr ij (R Б , α j ) = Δr iц + R B , (8) where Δ r ij (R Bj ) is the correction value at the point with coordinates R B , α j is relative to the central station;
Δ r iс is the correction value at the central station for the i-th satellite;
Δ r ij (R j α j ) is the correction value at the peripheral station for the i-th satellite;
R j is the distance to the j-th peripheral station;
α j - azimuth to the j-th peripheral station;
R B - the base distance.
Излучают сигналы, содержащие корректирующую информацию, на местоопределяющийся объект. На местоопределяющемся объекте в зоне корреляции одной корректирующей станции принимают сигналы этой станции и используют их для коррекции результатов измерения псевдодальностей. Signals containing corrective information are emitted to a locating object. At a fixed object in the correlation zone of one correction station, the signals of this station are received and used to correct the results of the measurement of pseudorange.
Вне зоны корреляции отдельной станции на местоопределяющемся объекте дополнительно принимают с центральной станции сигналы приведенных периферийных поправок и скоростей их изменения. По известным координатам центральной корректирующей станции и ткущим координатам местоопределяющегося объекта определяют азимут направления с центральной станции на местоопределяющийся объект ( αм).Outside the correlation zone of an individual station at a location, the signals of reduced peripheral corrections and their rate of change are additionally received from the central station. The azimuth of the direction from the central station to the locating object (α m ) is determined by the known coordinates of the central correction station and the weaving coordinates of the locating object.
Используя известные азимуты направлений с центральной станции на периферийные корректирующие станции (αj) для сравнения с азимутом на местоопределяющийся объект. Выделяют путем сравнения полученного значения азимута на местоопределяющийся объект с азимутами на периферийные станции две корректирующие станции, для которых выполняются условия
αj<αм≅αj+1, (9) где αj, αj+1 - азимуты на две соседние периферийные станции;
αм - азимут на местоопределяющийся объект.Using the known azimuths of directions from the central station to the peripheral correction stations (α j ) for comparison with the azimuth to the location object. Two correction stations for which the conditions are satisfied are distinguished by comparing the obtained azimuth value to a location object with azimuths to peripheral stations
α j <α m ≅ α j + 1 , (9) where α j , α j + 1 are the azimuths to two neighboring peripheral stations;
α m is the azimuth to the locating object.
С использованием базовых поправок для выделенных периферийных станций, известных азимутов с центральной на периферийные станции и местоопределяющийся объект формируют сигналы промежуточных поправок в соответствии с выражением
Δri,м(RБ, αм)= Δrij(RБ, αj)+ (αj+1-αм), (10) где Δ riм(RБ , αм) - промежуточная поправка для i-го НИСЗ в точке с координатами RБ и αм относительно центральной станции;
Δ rij, RБ, αj - то же, в точке с координатами RБ и αj (первая ПКС);
Δ ri,j+1(RБ, αj+1) - то же, в точке с координатами RБ и αj+1(вторая ПКС);
αм, αj, αj+1 - азимуты с центральной станции соответственно на местоопределяющийся объект, на пару выделенных ПКС.Using the basic corrections for the selected peripheral stations, known azimuths from the central to the peripheral stations and the locating object, intermediate correction signals are generated in accordance with the expression
Δr i, m (R B , α m ) = Δr ij (R B , α j ) + (α j + 1 -α m ), (10) where Δ r im (R B , α m ) is the intermediate correction for the i-th NESA at the point with coordinates R B and α m relative to the central station;
Δ r ij , R B , α j - the same, at a point with coordinates R B and α j (first PCS);
Δ r i, j + 1 (R B , α j + 1 ) - the same, at a point with coordinates R B and α j + 1 (second PCS);
α m , α j , α j + 1 - azimuths from the central station, respectively, to the location of the object, to a pair of allocated PKS.
По известным координатам местоопределяющегося объекта и центральной станции определяют расстояние между станцией и объектом. From the known coordinates of the locating object and the central station, the distance between the station and the object is determined.
Преобразуют сигналы промежуточных поправок в местные поправки в соответствии с выражением:
Δri,м(Rм, αм)= Δriц+ Rм, (11) где Δriм - значение местной поправки для i-го НИСЗ в точке нахождения местоопределяющегося объекта.Convert the intermediate correction signals to local amendments in accordance with the expression:
Δr i, m (R m , α m ) = Δr iс + R m , (11) where Δr im is the value of the local correction for the i-th NESA at the location of the location of the object.
Используют полученные местные поправки, приведенные к моменту выполнения измерений, для корректировки псевдодальностей. Use the local corrections obtained at the time the measurements were taken to correct the pseudorange.
Графики, поясняющие способ определения местных поправок на местоопределяющемся объекте приведены на фиг. 2 а, б, где Δ ri(α ) и Δri(R) - значения поправок i-го НИСЗ в зависимости от азимута с центральной корректирующей станции α и расстояния R,
·ц - значение поправки на центральной станции;
о - значения поправок, полученные на периферийных станциях и приведенные к базовому расстоянию RБ;
⊙в - значение промежуточной поправки для базового расстояния;
·м - местная поправка.Graphs explaining the method for determining local corrections at a location object are shown in FIG. 2 a, b, where Δ r i (α) and Δr i (R) are the values of the corrections of the i-th NISS depending on the azimuth from the central correction station α and the distance R,
· C is the correction value at the central station;
about - the values of the corrections received at the peripheral stations and reduced to the base distance R B ;
⊙в - value of the intermediate correction for the base distance;
· M - local amendment.
По значениям Δri(αj)иΔ ri(αj+1) (см. точки А и Б на фиг. 2, а) находят точку В, соответствующую базовой промежуточной поправке для азимута αм.From the values of Δr i (α j ) and Δ r i (α j + 1 ) (see points A and B in Fig. 2, a), find point B corresponding to the basic intermediate correction for azimuth α m .
Далее переносят точку В на график Δri = f(e) (см. фиг. 2, б), проводят прямую между точками ц и в, определяют местную поправку для дальности Rм (точка М).Then transfer point B to the graph Δr i = f (e) (see Fig. 2, b), draw a line between points c and c, determine the local correction for the range R m (point M).
На корректирующей центральной станции (фиг. 3), работающей по предложенному способу, к выходу приемной антенны спутниковых сигналов 1 последовательно подсоединены радиоприемник 2, измеритель псевдодальностей 3, блок расчета поправок 4, формирователь корректирующей информации 5, передатчик с антенной 6, а к выходу приемной антенны сигналов периферийных станций 7 последовательно подсоединены приемник связи с периферийными станциями 8, декодер 9 и блок пересчета периферийных поправок 10, выход которого соединен с вторым входом формирователя 5. At the correcting central station (Fig. 3), operating according to the proposed method, a
На корректирующих периферийных станциях, пример расположения которых приведен на фиг. 1, последовательно подсоединены приемная антенна спутниковых сигналов 1, радиоприемник 2, измеритель псевдодальностей 3, блок расчета поправок 4, формирователь корректирующей информации 5, передатчик с передающей антенной 6. At corrective peripheral stations, an example of the arrangement of which is shown in FIG. 1, a receiving antenna of
На местоопределяющемся объекте (см. фиг. 4) к выходу приемной антенны 11 последовательно подключены приемник 12, декодер 13, переключатель 14, блок расчета промежуточных 15 и местных поправок 16, при этом второй вход переключателя подключен к выходу блока расчета местных поправок. At a locationable object (see FIG. 4), a
Большинство блоков корректирующей станции и аппаратуры местоопределяющегося объекта, известны и используются в радиотехнических системах. Дополнительные блоки на центральной корректирующей станции и на местоопределяющемся объекте, могут быть построены на базе вычислительной техники и с использованием предложенных алгоритмов. Most of the blocks of the correction station and equipment of the fixed object are known and used in radio systems. Additional blocks at the central correction station and at the location of the object can be built on the basis of computer technology and using the proposed algorithms.
Алгоритм пересчета периферийных поправок начинается с записи числа корректирующих станций (n), числа принимаемых спутников (К), расстояний до корректирующих периферийных станций (Rj).The algorithm for recalculating peripheral corrections begins with recording the number of correction stations (n), the number of received satellites (K), and the distances to correction peripheral stations (R j ).
Кроме того, записываются время измерения поправки для i-го спутника на j-й станции (tij) и время окончания измерений (tок), а также величины поправок для всех спутников по всем периферийным станциям Δ rij и поправки, полученные на центральной станции ( Δ rij).In addition, the correction time for the i-th satellite at the j-th station (t ij ) and the end time of the measurements (t ok ), as well as the corrections for all satellites for all peripheral stations Δ r ij and corrections received at the central stations (Δ r ij ).
Последовательно путем арифметических действий находят базовые расстояния RБ, разность (tок - tij), скорость изменения поправки, приращение поправки за время tij o, значение поправки на момент времени tок. В блоке 10 определяют отношение базового расстояния RБ к расстоянию до j-й станции (Rj), разность между погрешностями, полученными на периферийных и центральных станциях, произведение двух полученных величин и значения базовых поправок на моменты времени tок.Consistently by arithmetic operations find the basic distance R B , the difference (t ok - t ij ), the rate of change of the amendment, the increment of the amendment over time t ij o , the value of the correction at time t approx . In
Аналогично в два этапа рассчитывают местные ошибки. Similarly, local errors are calculated in two steps.
Положительный эффект при осуществлении предложенного способа по сравнению с прототипом рассматривался с учетом следующего: определяющими погрешностями в спутниковых РНС являются систематические погрешности; систематические погрешности, равные сумме погрешностей эфемерид и ухода шкалы времени, погрешностей за счет ионосферной и тропосферной рефракции радиоволн, являются сильнокоррелированными по расстоянию между точками на поверхности Земли; в пределах до 1000-1500 км значения частотных погрешностей, а следовательно, и суммарной погрешности линейно изменяются при удалении от центральной станции; закон изменения погрешностей от угла более сложный, но с высокой точностью может быть представлен кусочно-линейной функцией. Положительный эффект, выражающийся в увеличении зоны действия дифференциального режима при сохранении точности системы и одинаковом числе корректирующих станций можно оценить следующим образом. The positive effect in the implementation of the proposed method compared with the prototype was considered taking into account the following: the determining errors in satellite RNS are systematic errors; systematic errors equal to the sum of the errors of the ephemeris and the departure of the time scale, errors due to ionospheric and tropospheric refraction of radio waves, are highly correlated in terms of the distance between points on the Earth's surface; within the range of 1000-1500 km, the values of frequency errors, and, consequently, of the total error, linearly change with distance from the central station; the law of variation of errors from the angle is more complex, but with high accuracy can be represented by a piecewise linear function. The positive effect, expressed in increasing the coverage of the differential mode while maintaining the accuracy of the system and the same number of correction stations, can be estimated as follows.
Найдем расстояние, ограничивающее зону дифференциального режима. Find the distance bounding the differential mode zone.
В этой расширенной зоне погрешности предлагаемого способа не должны превышать погрешности известного способа на границе зоны корреляции (Ro). Погрешность на границе зоны корреляции по одной станции состоит из двух составляющих и равна
σгр= Rotgβ±l, где β - угол наклона функции Δ ri = f(R);
l - шумовая погрешность;
Ro - радиус корреляции.In this extended zone, the errors of the proposed method should not exceed the errors of the known method at the border of the correlation zone (R o ). The error at the boundary of the correlation zone for one station consists of two components and is equal to
σ gr = R o tgβ ± l, where β is the angle of inclination of the function Δ r i = f (R);
l is the noise error;
Ro is the correlation radius.
Рассмотрим график, приведенный на фиг. 6. Consider the graph shown in FIG. 6.
Точки А и В соответствуют истинным значениям поправок на ЦКС и ПКС. Линия, проведенная через эти точки, выражает функцию Δ ri = f(R). Из-за шумовых погрешностей определение поправок на КС выполняется с ошибкой ±l.Points A and B correspond to the true values of the corrections for the CCS and PKS. The line drawn through these points expresses the function Δ r i = f (R). Due to noise errors, corrections to the CS are determined with an error of ± l.
Для наиболее неблагоприятного случая, когда погрешности на станциях имеют разный знак, линия Δ ri(R) пройдет через точки А1 и В2. Из-за изменения наклона Δ ri(R) местная поправка определится с погрешностью, которая выражается на графике отрезком С-С1.For the most unfavorable case, when the errors at the stations have a different sign, the line Δ r i (R) will pass through points A 1 and B 2 . Due to a change in the slope Δ r i (R), the local correction will be determined with an error, which is expressed on the graph by the segment CC 1 .
Аналитически предполагаемая зависимость изменения поправки с учетом выполнения измерений выражается следующей формулой:
Δri(R)= Δriц+ l+ tgβ - R, (12) где Rj - удаление до периферийной станции.The analytically estimated dependence of the change in the correction taking into account the measurement is expressed by the following formula
Δr i (R) = Δr iс + l + tgβ - R, (12) where R j is the removal to the peripheral station.
Проведем линию, параллельную АС и удаленную на σгр. Эта прямая выражает зависимость
Δr
Решая совместно формулы (12) и (13), получим точку пересечения С1, которая определит граничный радиус (Rгр) зоны дифференциального режима
Rгр= ·Rп (14) Для существующих приемоиндикаторов инструментальная погрешность измерения не превышает 3-5 м. С учетом условий распространения радиоволн изменение поправки на границе зоны корреляции достигает 15-20 м. Тогда получим
Rгр = (4,0 - 7,1) ˙ Rп Если Rп = 500 км, то Rгр = 2000-3500 км. Оценим увеличение площади зоны NS при использовании предлагаемого способа
NS= = , (15) где Кс - число корректирующих станций. Можно ограничиться Кс= 7. Принято, что Ro = 300 км. Тогда NS = 7-26, т. е. площадь зоны дифференциального режима увеличивается в среднем на порядок (при сохранении числа корректирующих станций).We draw a line parallel to the speaker and removed at σ gr . This straight line expresses dependence
Δr
Solving formulas (12) and (13) together, we obtain the intersection point C 1 , which determines the boundary radius (R gr ) of the differential mode zone
R gr = · R p (14) For existing pick-up indicators, the instrumental measurement error does not exceed 3-5 m. Taking into account the propagation conditions of the radio waves, the correction at the boundary of the correlation zone reaches 15-20 m. Then we obtain
R gr = (4.0 - 7.1) ˙ R p If R p = 500 km, then R gr = 2000-3500 km. Estimate the increase in the area of the zone N S using the proposed method
N S = = , (15) where К с is the number of correction stations. You can limit yourself to K c = 7. It is accepted that R o = 300 km. Then N S = 7-26, i.e., the area of the differential mode zone increases on average by an order of magnitude (while maintaining the number of correction stations).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4860284 RU2012012C1 (en) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | Method for determination of differential corrections |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4860284 RU2012012C1 (en) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | Method for determination of differential corrections |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012012C1 true RU2012012C1 (en) | 1994-04-30 |
Family
ID=21532719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4860284 RU2012012C1 (en) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | Method for determination of differential corrections |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2012012C1 (en) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2152050C1 (en) * | 1999-12-01 | 2000-06-27 | Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" | Satellite navigation system for detection of object position |
RU2155969C1 (en) * | 1999-05-24 | 2000-09-10 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Method of differential navigation |
RU2158933C1 (en) * | 1999-12-02 | 2000-11-10 | Малюков Сергей Николаевич | System for reception and transmission of information messages using radio navigation channel of pulse-phase radio navigation system |
RU2158935C2 (en) * | 1995-10-17 | 2000-11-10 | Секстант Авионик | Receiver for position detection using satellite communication network |
RU2179371C1 (en) * | 1998-12-17 | 2002-02-10 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Gear and procedure determining position of mobile station in mobile communication system |
RU2181927C1 (en) * | 2001-02-12 | 2002-04-27 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого | Satellite radio navigation system |
RU2213979C2 (en) * | 2000-12-22 | 2003-10-10 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф.Можайского | Method of ambiguity resolution of phase measurement in gps system |
RU2221257C2 (en) * | 1997-04-22 | 2004-01-10 | Эрикссон Инк. | Cellular system determining position and compensating delays of received signals in radio receivers establishing positions |
RU2247406C1 (en) * | 2004-02-10 | 2005-02-27 | Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" | Method for increasing kinematic mode range of real-time determination of relative coordinates of object |
RU2330320C1 (en) * | 2007-01-23 | 2008-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Mobile basic check point to provide for parameters of trajectory motion of aircraft and estimation of performances of aircraft instrumentation in flight tests |
RU2331847C2 (en) * | 2003-05-09 | 2008-08-20 | Дир Энд Компани | Compensation system of coordinate system of land vehicle |
RU2351943C2 (en) * | 2002-10-22 | 2009-04-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method and device for optimisation of location detection based on gps in presence of time-variable frequency error |
WO2010053395A1 (en) * | 2008-11-05 | 2010-05-14 | Joint Stock Company "Russian Space Systems" (Jsc "Rss") | Method and device of satellite navigation system's integrity control |
CN107809744A (en) * | 2017-11-29 | 2018-03-16 | 北京世纪晨数据技术有限责任公司 | A kind of vehicle transport device, positioner and method |
RU2744723C1 (en) * | 2020-09-01 | 2021-03-15 | Акционерное общество "Центр ВОСПИ" | Method for determining the coordinates of a short-lived unmanned aerial vehicle |
-
1990
- 1990-08-14 RU SU4860284 patent/RU2012012C1/en active
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2158935C2 (en) * | 1995-10-17 | 2000-11-10 | Секстант Авионик | Receiver for position detection using satellite communication network |
RU2221257C2 (en) * | 1997-04-22 | 2004-01-10 | Эрикссон Инк. | Cellular system determining position and compensating delays of received signals in radio receivers establishing positions |
RU2179371C1 (en) * | 1998-12-17 | 2002-02-10 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Gear and procedure determining position of mobile station in mobile communication system |
RU2155969C1 (en) * | 1999-05-24 | 2000-09-10 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Method of differential navigation |
RU2152050C1 (en) * | 1999-12-01 | 2000-06-27 | Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" | Satellite navigation system for detection of object position |
RU2158933C1 (en) * | 1999-12-02 | 2000-11-10 | Малюков Сергей Николаевич | System for reception and transmission of information messages using radio navigation channel of pulse-phase radio navigation system |
RU2213979C2 (en) * | 2000-12-22 | 2003-10-10 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф.Можайского | Method of ambiguity resolution of phase measurement in gps system |
RU2181927C1 (en) * | 2001-02-12 | 2002-04-27 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого | Satellite radio navigation system |
RU2351943C2 (en) * | 2002-10-22 | 2009-04-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method and device for optimisation of location detection based on gps in presence of time-variable frequency error |
RU2331847C2 (en) * | 2003-05-09 | 2008-08-20 | Дир Энд Компани | Compensation system of coordinate system of land vehicle |
RU2247406C1 (en) * | 2004-02-10 | 2005-02-27 | Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" | Method for increasing kinematic mode range of real-time determination of relative coordinates of object |
RU2330320C1 (en) * | 2007-01-23 | 2008-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Mobile basic check point to provide for parameters of trajectory motion of aircraft and estimation of performances of aircraft instrumentation in flight tests |
WO2010053395A1 (en) * | 2008-11-05 | 2010-05-14 | Joint Stock Company "Russian Space Systems" (Jsc "Rss") | Method and device of satellite navigation system's integrity control |
US8242954B2 (en) | 2008-11-05 | 2012-08-14 | Joint Stock Company “Russian Space Systems” (JSC “RSS”) | Method and device of satellite navigation system'S integrity control |
CN107809744A (en) * | 2017-11-29 | 2018-03-16 | 北京世纪晨数据技术有限责任公司 | A kind of vehicle transport device, positioner and method |
CN107809744B (en) * | 2017-11-29 | 2023-09-15 | 北京世纪晨数据技术有限责任公司 | Vehicle transferring device, positioning device and method |
RU2744723C1 (en) * | 2020-09-01 | 2021-03-15 | Акционерное общество "Центр ВОСПИ" | Method for determining the coordinates of a short-lived unmanned aerial vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2012012C1 (en) | Method for determination of differential corrections | |
US5436632A (en) | Integrity monitoring of differential satellite positioning system signals | |
US7728767B2 (en) | Phase ambiguity resolution method for a satellite based positioning system | |
EP2689268B1 (en) | Method, apparatus and system for determining a position of an object having a global navigation satellite system receiver by processing undifferenced data like carrier phase measurements and external products like ionosphere data | |
US4949268A (en) | Land vehicle navigation system | |
US10185038B2 (en) | Integer ambiguity-fixed precise point positioning method and system | |
US5812961A (en) | Method and reciever using a low earth orbiting satellite signal to augment the global positioning system | |
US9798017B2 (en) | Reducing time and increasing reliability of ambiguity resolution in GNSS | |
EP3030922B1 (en) | Detection of scintillations in signals of global navigation satellite systems caused by ionospheric irregularities | |
US7489270B2 (en) | GNSS line bias measurement system and method | |
RU2411533C1 (en) | Method and apparatus for monitoring integrity of satellite navigation system | |
EP0694791A1 (en) | Method and system for resolving double difference GPS carrier phase integer ambiguity utilizing decentralized kalman filters | |
EP2618181B1 (en) | Satellite navigation augmentation system and satellite navigation augmentation method | |
JP5078082B2 (en) | POSITIONING DEVICE, POSITIONING SYSTEM, COMPUTER PROGRAM, AND POSITIONING METHOD | |
CN113671549B (en) | Positioning method, device, system, electronic equipment and storage medium | |
WO2019208592A1 (en) | Satellite positioning system | |
EP3786671A1 (en) | Handling of araim terrain database induced errors | |
US5781151A (en) | Interferometric trajectory reconstruction technique for flight inspection of radio navigation aids | |
Lachapelle et al. | Use of phase data for accurate differential GPS kinematic positioning | |
RU2624268C1 (en) | Method of determining mutual position of objects by signals of global navigation satellite systems | |
RU2143123C1 (en) | Gear determining relative position of moving object by signals of satellite radio navigation systems with high accuracy | |
RU2379700C1 (en) | Method of object angular orientation by satellite radionavigation system signals | |
US6236356B1 (en) | Position measuring system, position measuring unit, and position measuring method | |
RU2236020C2 (en) | Satellite radio navigational system for final approach and landing | |
US6172638B1 (en) | Satellite signal receiver with detector of incoherence between code phase and carrier frequency measurements |