Дифференциальный метод компенсации ошибок навигации. Компенсация ошибок навигации методом коррекции координат. Сущность метода. (Слайд).
Другим способом дифференциальной компенсации ошибок является коррекция координат.
Способ предполагает, что корректирующая информация формируется на контрольной станции путем сопоставления эталонных координат (координаты антенны определены из геодезических данных) с координатами, вычисленными в результате навигационного сеанса, проведенного аппаратурой потребителя наивысшего класса точности. Полученные дифференциальные поправки передаются объекту потребителя, который уточняет по ним свои координаты:
;
,
где:
- векторы оценок координат КС и потребителя
по сигналам спутников;
ХКСЭ – вектор эталонных координат КС;
ΔХ – вектор поправок;
ХП – вектор уточненных координат потребителя.
Повышение точности параметров орбит КА осуществляется путем систематического определения параметров каждого КА с помощью наземной системы управления и контроля, с помощью входящих в систему высокоточных контрольных станций производятся измерения параметров орбит и эти данные в виде эфемерид и альманаха передаются на борт каждого КА. Подробно о работе системы управления и контроля в следующей лекции.
Оказывается, для решения навигационной задачи одного лишь количества видимых спутников недостаточно. Важную роль играет геометрия спутникового созвездия. Наиболее благоприятной является ситуация, когда наблюдатель располагается в центре основания тетраэдра (рис.8), образованного спутниками. Если все видимые спутники группируются по одну из сторон горизонта относительно наблюдателя, говорят о «слабой геометрии». Самой невыгодной является ситуация, когда спутники выстраиваются в одну линию с наблюдателем.
Рис.8. Оптимальная геометрия навигационных спутников.
Для интегральной оценки выбора того или иного созвездия космических аппаратов (спутников) используется геометрический фактор GDOP(Geometrie Dilution Jf Precision – снижение точности вследствие геометрического фактора)
где δR – среднеквадратическая ошибка дальности;
δx,δy,δz– среднеквадратическая ошибка составляющих координат местоположения;
δΔts– среднеквадратическая ошибка определения поправки бортовой шкалы времени;
δΔtП – среднеквадратическая ошибка шкалы времени потребителя.
Анализ GDOP показывает, что этот коэффициент принимает наименьшее значение при оптимальном выборе созвездия навигационных спутников. Такому алгоритму выбора для получения максимальной точности определения координат удовлетворяет расположение, при котором один из спутников находится в зените, а три других располагаются как можно ближе к горизонту, образуя равносторонний треугольник, как показано на Рис. 9.
Рис. 9. Оптимальное расположение спутников для получения высшей точности определения координат
В практических навигационных измерениях максимально допустимым геометрическим фактором является значение менее семи (GDOP<7), оптимальное значение GDOP примерно равно 3.
Зависимость коэффициента геометрического снижения точности навигации от расположения КА в пространстве приведена на Рис.10.
Рис.10. Зависимость точности от геометрического расположения КА