Определение координат потребителя СНС

Для определения координат потребителя необходимо знать координаты спутников (не менее 4) и дальность от потребителя до каждого видимого спутника. Для того, чтобы потребитель мог определить координаты спутников, излучаемые ими навигационные сигналы моделируются сообщениями о параметрах их движения. В аппаратуре потребителя происходит выделение этих сообщений и определение координат спутников на нужный момент времени. Координаты и составляющие вектора скорости меняются очень быстро, поэтому сообщения о параметрах движения спутников содержат сведения не об их координатах и составляющих вектора скорости, а информацию о параметрах некоторой модели, аппроксимирующей траекторию движения НКА на до-статочно большом интервале времени (около 30 минут). Параметры аппроксимирующей модели меняются достаточно медленно, и их можно считать постоянными на интервале аппроксимации. Параметры аппроксимирующей модели входят в состав навигационных сообщений спутников. В системе GPS используется Кеплеровская модель движения с оскулирующими элементами. В этом случае траектория полёта НКА разбивается на участки аппроксимации длительностью в один час. В центре каждого участка задаётся узловой момент времени, значение которого сообщается потребителю навигационной информации. Помимо этого, потребителю сообщают параметры модели оскулирующих элементов на узловой момент времени, а также параметры функций, аппроксимирующих изменения параметров модели оскулирующих элементов во времени как предшествующем узловому элементу, так и следующем за ним. В аппаратуре потребителя выделяется интервал времени между моментом времени, на который нужно определить положение спутника, и узловым моментом. Затем с помощью аппроксимирующих функций и их параметров, выделенных из навигационного сообщения, вычисляются значения параметров модели оскулирующих элементов на нужный момент времени. На последнем этапе с помощью обычных формул кеплеровской модели определяют координаты и составляющие вектора скорости спутника. В системе ГЛОНАСС для определения точного положения спутника используются дифференциальные модели движения. В этих моделях координаты и составляющие вектора скорости спутника определяются численным интегрированием дифференциальных уравнений движения НКА, учитывающих конечное число сил, действующих на НКА. Начальные условия интегрирования задаются на узловой момент времени, располагающийся посередине интервала аппроксимации. Как было сказано выше, для определения координат потребителя необходимо знать координаты спутников (не менее 4) и дальность от потребителя до каждого видимого спутника, которая определяется в навигационном приёмнике с точностью около 1 м. Рассмотрим метод определения координат на плоскости (рис.3) и в пространстве (рис.4):

(X1 - X0)2 + (Y1 - Y0)2 = r12

(X2 - X0)2 + (Y2 - Y0)2 = r22

Рис.3. Метод определения координат на плоскости.

Рис. 4. Метод определения координат в пространстве

(Xi - X0)2 + (Yi - Y0)2 + (Zi - Z0)2 = (ri + δr )2 , (1)

δr = c∆t,

i = 1, … 4,

где Xi , Yi , Zi - координаты i-того спутника ;

X0 , Y0 , Z0 - координаты потребителя ;

ri - измеренная псевдодальность до i-того спутника ;

δr - ошибка в измерении дальности до НКА за счет рассогласования шкал времени НКА и потребителя ;

∆t - рассогласование шкал времени НКА и потребителя ;

c - скорость света .

В спутниковой системе навигации ГЛОНАСС используется прямоугольная геоцентрическая система координат OXaYaZa (ПЗ-90) с началом координат в центре масс Земли.

Ось Z совпадает с осью вращения Земли и проходит через Северный полюс;

Ось X находится в плоскости экватора и проходит через нулевой меридиан;

Ось Y дополняет геоцентрическую систему координат до правой.

Другие стьтьи в тему

Распределительная сеть системы кабельного телевидения
Телевидение - величайшее явление XX века, которое объединило в себе самые передовые достижения научно-технической мысли, культуры, журналистики, искусства, экономики. Став одним из компонентов системы средств массовых коммуникаций, телевидение не завершило ее формирование, но повлекл ...

Разработка измерительного преобразователя
Современная экономика характеризуется широкой интеграцией передовых технологий, в том числе и в области промышленной электроники. Мировая тенденция - тесное сотрудничество разработчиков элементной базы, электронных систем и аппаратуры, т. е. объединение научно-технических потенциал ...