Автор неизвестен - Сборник научных трудов 3-го международного радиоэлектронного форума прикладная радиоэлектроника - страница 61

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 

Кроме того флуктуации ЭК в ионосфере следует рассматривать не только в про­странстве, но и во времени. Временные изменения ЭК обусловлены как перемещениям турбулентных неоднородностей под воздействием ионосферных ветров, так и внутренним развитием этих турбулентностей во времени [б0,б1,б2]. При моделировании этих вопросов обычно полагается справедливой гипотеза "замороженности", состоящая в том, что турбу­лентные вихри размером l не меняют заметно своей структуры в течение времени, требуе­мого для перемещения этих вихрей на расстояние l. Количественно интенсивность флук­туации ЭК характеризуется интервалом временной когерентности, где значение интервалов корреляции, с учетом наименьших масштабов ионосферных неоднородностей lm и скорости их перемещения и0~20-300 м/с [2], составляют примерно 10-1-10-2 с. Поскольку передавае­мые в СЛС сигналы имеют длительность обычно не превышающую нескольких миллисе­кунд, то при построении ее математической модели влиянием других временных флуктуа-ций ЭК можно пренебречь.

Флуктуации интегральной ЭК ионосферы описываются аналогичными статистиче­скими характеристиками: корреляционной функцией, постоянным СКО и нулевым матема­тическим ожиданием.

Выводы. Таким образом, разработана, математическая модель распределения ЭК в ионосфере для использования в решении задачи оценки помехоустойчивости приёмных устройств наземных РТК СЛС, которая описывается следующими физическими парамет­рами:

- эквивалентной толщины ионосферного слоя z:3«500 км с ЭК Nem«10 - 10 эл/м , определяющих среднюю интегральную ЭК ионосферы NT q^zJNm;

- интенсивностью ионосферных неоднородностей и статистическими характеристи­ками флуктуаций ЭК в этих неоднородностях;

- пространственным спектром степенного вида (3.4) с внутренним и внешним мас­штабом неоднородностей в интервале от единиц метров (lm) до 30 км (L0), стандартной дисперсией флуктуаций ЭК и математическим ожиданием;

- статистическими характеристиками флуктуаций интегральной ЭК ионосферы, оп­ределяемыми приведенными выше параметрами.

Литература

1. Калинин A. И. Распространение радиоволн на трассах наземных и космических радиолиний. - М.: Связь, 1979. - 29б с.

2. Колосов МА., Aрманд НА., Яковлев 0.И. Распространение радиоволн при кос­мической связи. - М.: Связь, 19б9. - 155 с.

3. Aльперт Я.Л. Распространение радиоволн в ионосфере. - М.: СССР, 19б0. -

480 с.

4. Козелков С.В., Пашков Д.П. Разработка метода повышения помехоустойчивости СВЧ и КВЧ РТС // Системы контроля окружающей среды. - Севастополь: МГИ. 1999. -С.147-149.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛОСТНОСТИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ НАВИГАЦИИ

Орел А.В.

«ООО Навис-Украина» 20708, Смела, ул. Мазура 24, тел. (04733) 4-02-46 E-mail: sam_orel@mail.ru ; факс (04733) 4-43-54

The given work describes integrity conception for navigation as one of the main require­ment for aviation. It consists review of all available data sources used in the multisystem navi­gation receiver for provide integrity requirements. Based on integrity requirements RAIM algo­rithm for produced navigation receivers was developed and realized. Practically implementation of RAIM was shown as a test results.

Главным требованием к навигационной системе является ее способность непре­рывно определять координаты объекта с заданной точностью.

Однако, во время эксплуатации спутниковых систем для целей навигации могут возникать отказы спутников или наземной системы управления. Отказы могут привести к тому, что координаты объекта будут определяться с погрешностями, превышающими заданные. Поэтому на практике для оценки состояния СНС используется понятие цело­стности.

Под целостностью понимают способность системы обеспечить такое своевремен­ное предупреждение, когда она не в состоянии удовлетворить требованиям к заданной точности. Поэтому одна из задач поддержания целостности в условиях информационной избыточности и при наличии отказа бортовой аппаратуры одного из спутников заключа­ется в выявлении этого неисправного спутника, и исключении его из обработки (одно­временный отказ двух или более спутников не рассматривается ввиду крайне малой веро­ятности этого события).

Целостность - Мера доверия, которая может быть отнесена к правильности ин­формации, выдаваемой системой в целом. Целостность включает в себя способность сис­темы обеспечить пользователя своевременными и обоснованными предупреждениями (срабатывания сигнализации).

Точность - Точность представляет собой степень соответствия между оцененными измерениями местоположения потребителя и истинным местоположением. В радионави­гации характеристики точности обычно представлены как статистические измерения сис­темной ошибки.

Непрерывность системы - это способность всей системы выполнять свои функции без прерывания и ухудшения характеристик. Точнее говоря, непрерывность является ве­роятностью того, что определенные системные характеристики будут выполнены (под­держаны) в процессе работы, предполагая что система была доступна в начале и прогно­зируется существование для всего периода действия.

Доступность навигационной системы это способность системы обеспечивать тре­буемые функции и характеристики при проведении намеченной операции. Доступность есть индикация способности системы обеспечить используемый сервис на указанной зоне покрытия. Доступность является обоюдной функцией физических характеристик окру­жающей среды и технических возможностей передатчика.

Хотя средства системы управления КА сами по себе предусматривают обеспечение целостности задач навигации, он является недостаточным, поскольку аномалии могут существовать не выявленными в течение слишком длительного периода (особенно при использовании КА СНС ГЛОНАСС).

Необходимость в более высоком уровне целостности при использовании систем спутниковой навигации для авиации привело к появлению навигационных приемников, которые могут независимо или автономно контролировать целостность системы. Эта концепция известна под названием автономный контроль целостности приемником

(RAIM).

Для использования в авиационной технике навигационная аппаратура должна удовлетворять ряду требований по целостности определенных ICAO и изложенных в GNSS Standards and Recommended Practices (SARPs) и RTCA DO-229C:

Typical Operation

Accuracy (95%)

Alert Limits

Integrity Risk

Time to Alert

Continuity Risk

En-route oceanic

3.7 km (H) N/A (V)

7.4 km (H) N/A (V)

1-1x10-7/h

300 s

1-1x10-4/h to 1-1x10-8/h

En-route continental

0.74 km (H) N/A (V)

3.7 km (H) N/A (V)

1-1x10-7/h

15 s

1-1x10-4/h to 1-1x10-8 / h

En-route terminal

0.74 km (H) N/A (V)

1.85 km (H) N/A (V)

1-1x10-7/h

15 s

1-1x10-4/h to 1-1x10-8 / h

NPA, deprture

220 m (H) N/A (V)

556 m (H) N/A (V)

1-1x10-7/h

10 s

1-1x10-4/h to 1-1x10-8 / h

APV I

16 m (H) 20 m (V)

40 m (H) 50 m (V)

1-2x10-7/ app (150 s)

10 s

1-8x10-6/15s

APV II

16 m (H) 8 m (V)

40 m (H) 20 m (V)

1-2x10-7/ app (150 s)

6 s

1-8x10-6/15s

CAT I

16 m (H) 4 m (V)

40 m (H) 10 m (V)

1-2x10-7/ app (150 s)

6 s

1-8x10-6/15s

CAT II/IIIa

3.6 m (H) 1.4 m (V)

10.4 m (H) 4.4 m (V)

1x10-9/30s(H) 1x10-9/15s(V)

1-2 s

1-4x10-6/15s

CAT IIIb

3.6 m (H) 1.4 m (V)

10.4 m (H) 4.4 m (V)

1x10-9/30s(H) 1x10-9/15s(V)

1-2 s

1-2x10-6/30s(H) 1-2x10-6/15s(V)

На сегодняшний день существует несколько способов осуществления контроля це­лостности системы:

- контроль целостности на главной станции управления системы;

- контроль на контрольно-корректирующей станции (при использовании диффе­ренциального режима (GBAS, SBAS));

- автономный контроль целостности приемником (RAIM);

Алгоритм RAIM дает ответ на два вопроса:

1. вышел ли НКА GPS из строя?

2. если да, то какой из КА вышел из строя?

Использование алгоритма RAIM требует избыточности измерений, то есть для ре­шения задачи определения координат требуется 4 спутника. Для выявления аномалии спутника требуется, по крайней мере, 5 спутников и минимум шесть для исключения неисправного КА из решения навигационной задачи.

В мультисистемном приемнике спутниковой навигации для обеспечения целостно­сти могут использоваться данные от разных источников:

SBAS integrity information

 

1 к

GBAS

2.n

 

1 1^

1

 

 

RAIM

1

 

1

User level integrity

SBAS integrity j information j

Поскольку наше предприятие специализируется на разработке навигационной ап­паратуры авиационного применения, то на текущий момент вся производимая нами ап­паратура содержит функцию контроля целостности ЯЛІМ. В общем виде функцию ЫЛ1М можно представить в следующем виде:

Результат работы алгоритма ЫА1М приведен ниже. Показано определение местопо­ложения при наличии сбойного спутника без использования алгоритма ЫА1М и при его использовании.

SV Health

SV Health

GBAS

RAIM

Для проверки работы алгоритма ЯЛ1М использовался сценарий имитации, в кото­ром в один из спутников вводится линейно нарастающая ошибка в псевдодальности.

МОНИТОРИНГ СНС НА ПРЕДПРИЯТИИ «ОРИЗОН-НАВИГАЦИЯ»

Гудков В.Н. «ООО Навис-Украина» 20708, Смела, ул. Мазура 24, тел. (04733) 4-02-46 E-mail:vgood@maiil.ru ; факс (04733) 4-43-54 The given work describes monitoring process organization for satellite navigation systems at the enterprise. It consists main tasks and aims, organizational framework and department's technique.

Предприятие «ООО Навис-Украина» совместно с ГП «Оризон-Навигация» в тече­ние многих лет занимается разработкой и производством аппаратуры потребителей спут­никовых навигационных систем GPS, ГЛОНАСС, SBAS. Сейчас ведутся работы и по сис­теме Gallileo. Достаточно часто как у разработчиков, так и у производства возникает не­обходимость знать текущее состояние СНС. Информации от других предприятий, зани­мающихся мониторингом, иногда бывает недостаточно, а проверить работу приборов в каких-либо нештатных ситуациях по этим данным невозможно.

В связи с этим возникла необходимость создания своего подразделения мониторин­га на предприятии. Основные цели этого подразделения следующие:

- получение оперативной информации о состоянии СНС GPS и ГЛОНАСС

- непрерывный набор «сырых» измерений для обнаружения нештатных ситуаций

- ведение архива данных на глубину 4.. 6 месяцев

- предоставление информации разработчикам и производству о выявленных нару­шения в работе систем

- предоставление данных о состоянии систем при возникновении вопросов у по­требителей

- отработка аппаратуры

- сравнение аппаратуры различного назначения, а также производства разных

фирм

В настоящее время созданы рабочие места, укомплектованы оборудованием, разра­ботаны методики и инструменты для ведения работ как в реальном времени, так и в ре­жиме послесеансной обработки. Для проведения работ используется аппаратура, разрабо­танная и производимая на предприятии.

Упрощенная схема рабочих мест представлена на рисунке:

Сплитер 1

Сплитер 2

Рис. 1. Состав РМ

Для размещения антенн была оборудована антенная площадка с фиксированными местами установки антенн. «Привязка» антенн осуществлялась по длительным сериям наблюдений. Мы оцениваем погрешность координат антенны на уровне 5..10 см. Относи­тельные координаты определены с точностью до 2..4 мм по фазовым измерения.

Рис. 2. Размещение антенн.

Как видно из рисунка, антенны расположены на максимально открытой площадке с минимальным количеством отражающих конструкций. Кроме того, есть дополнитель­ные элементы антенн, защищающие от многолучевости.

В самих приборах используются различные настройки ПО, позволяющие получать данные с отказавших спутников в нештатных ситуациях (путем отключения RAIM-контроля), а так же основное рабочее ПО приборов, фиксирующее факт обнаружения от­казов. Все приборы работают по сигналам GPS, ГЛОНАСС и SBAS. При этом часть при­боров использует частоты L1 и L2 ГЛОНАСС. Для GPS используется С/А код на L1.

Со всех приборов ведется постоянное накопление «сырых» данных. В процессе на­копления ведется контроль и сигнализация при обнаружении отказов. Это позволяет опе­ративно оповещать службы предприятия, использующие реальные сигналы, о выявлен­ных проблемах. Например, производство при проведении приемо-сдаточных испытаний, лабораторию испытаний, разработчиков и др.

STOREGI

S 6.1

| С0М1 2

|115200_

Г-

NMEA BINR

On   device: 4701 01.17 31/03/08 J    file: 47D1_cB.dat PAUSE s'ze:     75.4 MB sound on

W POSITION |7 STATisfib |7 SATELLITES |7 VISUAL |7 PROFILE

> »

О    © Щ I Г RESERVE

B: 49*12.1000N rms2D L:031*51.9968E HDOP H: +0154.7 VDOP

3.G Speed: 000.0 km/h   GPS: 9 UTC: 08:26:23 0.7 Course:114.2*        GLN: 7 Date:09.04.08 1.0                                        Status: 3D

B: 49*12.1000N rms2D L: 031*51.9968E HDOP H: +0154.7 VDOP

3.G Speed: 000.0 km/h   GPS: 9 UTC: 08:26:23 0.7 Course:114.2*        G LN: (6) D ate: 09.04.08 1.0                                        Status: 3D

STATISTIC

STATISTIC

B: 49*12.1002N      rms2D:   0.47       N:       7923       max HDOP: Mil L: 031*51.99G9E      rmsH:    0.82       Nail:    7923       max VDOP: HM) H: +0154.9            rmsV:     0.01                               DIFF only: ]T

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа