9.1 Учёт ионосферных поправок

Поправка к псевдодальности, учитывающая влияние ионосферы, достаточно точно выражается эмпирической формулой:

,

где k - коэффициент, зависящий от концентрации электронов вдоль трассы распространения сигнала.

При использовании двухчастотных приёмников, способных измерять псевдодальности по кодовым сигналам или по фазе несущей на двух час­тотах f₁, f₂, можно так скомбинировать измерения, что влияние ионосферы исключится. Обратимся к выражению для псевдо­дальности, добавив в его правую часть необходимые поправки за влияние ионосферы d_ion и тропосферы d_tr. Пусть d₁ и d₂ - результаты кодовых измерений псевдодальности d на двух частотах:

d₁=c-c(t_R-t_S)+k/f₁²+c_tr;

d₂=c-c(t_R-t_S)+k/f₂²+c_tr.

Если умножить первое из этих выражений на f₁²/( f₁²- f₂²), а второе на -f₂²/( f₁²- f₂²) и затем сложить, то получим:

d₃= d- c-c(t_R-t_S)+  d_tr .

С использованием этих данных и приведенных формул потребитель имеет возможность рассчитать ионосферную поправку d_ion = с t_ion.

9.2 Дифференциальные методы введения ионосферных поправок

Стремление потребителей повысить точность одночастотных приёмников привело к разработке дифференциального метода навигации и созданию реализующих его дифференциальных навигационных подсистем. Дифференциальными можно назвать методы определения координат, скорости и времени потребителя по результатам приёма и обработки сигналов СРНС в двух разнесённых точках её рабочей зоны. Одна из этих двух точек – место расположения аппаратуры пользователя, вектор состояния которой уточняется. Вторая точка – это место с известными координатами. Вычисленные поправки координат приписываются данным первой точки.

Полное содержание электронов для полуденной ионосферы средних широт составляет:

Аббревиатура полного содержания электронов в ионосфере - ТЕС и ПЭС в английской и русской интерпретации соответственно. Она измеряется в единицах TECU (10¹⁶ м^-2). В течение суток на средних широтах эти величины варьируют в сотни раз.

9.3 Учёт тропосферных поправок

Существуют различные модели тропосферных задержек, отличающи­еся гипотезами о характере изменения метеопараметров с высотой, наи­более употребительными являются:

.

Отметим одно важное обстоятельство: величина тропосферной задерж­ки зависит от угла наклона направления на спутник.

.

Классификация систем местоопределения осуществляется по назначению, по решаемым задачам, по базированию, по дальности обслуживания, а также по типам и методам навигации.

9.4 Методы навигации

Методы определения местоположения объекта, которые при­меняются в навигации, можно разделить на три группы:

1) Обзорно-сравнительные (визуальная ориентировка; сравнение телевизионных, радиолокационных и других изображений местно­сти с соответствующими картами; корреляционно-экстремальная навигация по физическим полям Земли).

2) Методы счисления пути (доплеровское, инерциальное, воздуш­ное счисление пути и их комбинации).

3) Позиционные, т. е. методы линий (поверхностей) положения с использованием радиотехнических, астрономических и т. п. си­стем [13-15].

9.4.1 Графическое определение координат приёмника по углам прихода радиоволн от передатчиков методом обратной засечки.

В пунктах 1, 2 и 3, координаты которых известны заранее, устанавливаются передающие устройства. Приёмное устройство должно однозначно определить сигнал, какой именно навигационной точки был принят. В пункте приёма определяются направления прихода _i радиосигналов от i передающих устройств. На карте, где нанесены пункты расположения трёх передатчиков, восстанавливаются измеренные приёмником направления. Пересечение построенных линий будет соответствовать положению приёмника.

9.4.2 Аналитическое определение местоположения приёмника (метод обратной засечки).

Метод основан на определении потребителем своих координат путём измерения угловых и дальностных характеристик передатчиков, координаты которых известны.

Пусть в точке Р горизонтальные углы  и  между направлениями на исходные геодезические пункты А, В и С измерены и редуцированы на плоскость проекции Гаусса.

В решении будем полагать известными не только координаты пунктов А, В и С, но и дирекционные углы исходных направлений, а также и углы треугольника ABC, так как при надобности все эти элементы могут быть легко найдены по координатам точек А, В и С с помощью формул аналитической геометрии на плоскости. Сущность рассматриваемого способа состоит в вычислении углов  и .

При обратной засечке по трём исходным пунктам нельзя проконтролировать правильность определения положения точки Р и возможные ошибки в измерениях или в значениях исходных данных могут остаться необнаруженными. Поэтому на практике точка Р определяется, по крайней мере, по четырём известным пунктам.