GPS-НАВИГАЦИЯ И ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ СЪЕМКА - РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ВЕРИФИКАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ OMNISTAR
Государственное предприятие "Конструкторское бюро "Южное" им. М.К. Янгеля * Днепропетровский национальный университет **
Полный текст статьи может быть загружен по ссылке :
http://ans.nau.edu.ua/main/article/01.pdf
Краткая характеристика технологий точного позиционирования.
Рост требований к точности и надежности определения местоположения обусловил
появление широкозонных дифференциальных WADGPS подсистем и соответствующих
информационных услуг.
При традиционном методе дифференциальной навигации [1, 2] референцная станция
автономно формирует и распространяет потребителям DGPS-коррекции. При нормальных
условиях остаточные после коррекции погрешности позиционирования обусловлены
атмосферными эффектами, многолучевостью и орбитальными ошибками. Для
погрешностей с сильной пространственно-временной корреляцией эффективность
коррекций уменьшается с увеличением расстояния между базовой станцией и
потребителем. На больших расстояниях 500–2000 км точность DGPS-позиционирования
практически сравнима с точностью автономного режима.
При широкозонном подходе наблюдения разреженной сети GPS-станций совместно
обрабатываются, чтобы максимально использовать свойства сильной пространственно-
временной корреляции атмосферных и орбитальных погрешностей путем их
моделирования в зоне покрытия сети референцных станций.
Можно выделить две группы алгоритмов для формирования WADGPS-коррекций.
Первая группа формирует коррекции в пространстве измерений, вторая – в пространстве
состояний отдельных моделируемых составляющих погрешностей наблюдений [3- 5].
При реализации первого подхода, который в литературе название Multi-Reference
Differential (MRD), на каждой станции сети одновременно формируются кодовые DGPS-
коррекции. Эти коррекции подвергаются обработке таким образом, чтобы сформировать
оптимальные для потребителя поправки, получившие название коррекций виртуальной
референцной станции (Virtual Reference (Base) Station – VRS(VBS)). Для MRD/VRS
метода необходимо относительно небольшое количество референцных станций. Так,
компания OmniSTAR/FUGRO обеспечивает VBS-коррекциями Северную Америку с
использованием только 10 станций.
Во втором подход, получившим название Wide Area Differential (WAD), по
двухчастотным наблюдениям сети референцных станций вычисляются параметры
моделей каждого источника погрешностей в отдельности. Обычно это – уходы
спутниковых часов, эфемериды и ионосферная задержка. Параметры, описывающие
поведение этих погрешностей, передаются потребителям в зоне обслуживания сети
(GPS/GNSS-подсистемы). У потребителей вектор параметров коррекций преобразуется в
вектор коррекций наблюдений для каждого спутника в отдельности с учетом текущего
местоположения. В широком смысле этот метод также можно отнести к классу VRS-методов. Метод положен в основу подсистем WAAS, EGNOS и др. Он значительно
сложнее MRD-метода и требует адекватного количества референцных станций для его
реализации. Считается, что WAD-метод потенциально обладает бoльшими
возможностями по ряду характеристик по сравнению с методом MRD, Хотя, как
показывает практика, оба метода в эквивалентных условиях дают практически
одинаковые результаты. В современных коммерческих двухчастотных сетевых системах
(High Performance (HP) OmniSTAR/FUGRO и StarFire NavCom Technologies/John
Deere) высокой (дециметровой и сантиметровой) точности с использованием фазовых
наблюдений применяют комбинированные методы.