Електронна бібліотека »Транспорт» Вплив взаємного положення супутників на точність їх пеленгування.
Можлива точність визначення дальності до супутника оцінюється похибкою # 963; д = 5 ... 10 м. Точність визначення координат ВС визначається не тільки цієї похибкою, але взаємним розташуванням супутників щодо ВС. Припустимо, що два супутника і ВС розташовані в одній площині. Обидві лінії положення визначаються з похибкою # 916; D. Тоді область можливого положення ВС (площа "ромба" ріс.56) буде значно менше при вугіллі перетину ліній положення близьким до 90 0. ніж при куті перетину близькому до 180 0. Похибка у визначенні місця ВС за рахунок "геометричного фактора" може зрости в декілька разів. При пеленгацією чотирьох супутників похибки # 916; D також визначають область можливого знаходження ВС і точність визначення координат знаходиться у великій залежності від взаємного розташування супутників.
Мал. 56. Визначення місця ВС по двом відстаням
Але якщо в поле зору антени приймача на борту знаходиться понад чотири супутників, то за певним алгоритмом можна вибрати такі супутники, взаємне розташування яких забезпечує в даний момент найбільшу точність визначення місця ВС.
Для цієї оцінки обраний критерій DOP (геометричне зниження точності).
Величина критерію DOP визначається з таких міркувань.
Якщо позиції чотирьох супутників і ВС розглядати як вершини багатогранника (ріс.57), то, з'єднавши їх прямими лініями, отримаємо деякий обсяг Vмнг. Чим краще взаємне розташування супутників, тим буде більше обсяг Vмнг такого многогранника. Величина критерію DOP приймається обернено пропорційній обсягу Vмнг з урахуванням деякого коефіцієнта пропорційності k:
Мал. 57. До визначення критерію DOP
Величина DOP, як правило, коливається від одиниці до 10. Вважається, що при DOP ≤ 4 забезпечується висока точність визначення місця ВС. Використовуючи дані з альманаху, бортовий комп'ютер безперервно обчислює критерій DOP, визначаючи кращу четвірку супутників з усього спостережуваного кількості на даний момент часу.
Середня квадратична радіальна похибка визначення місця ВС при цьому визначиться як:
де # 963; r * - середня квадратична радіальна похибка при DOP = 1.
За рахунок оптимального вибору для пеленгування чотирьох супутників точність визначення місця ВС підвищується в 4 ... 6 разів.
Точність визначення координат і швидкості ВС
Точність визначення координат ВС (позиції антени GPS-приймача) визначається наступними основними умовами:
- технічними характеристиками GPS при використанні С / А-коду, відкритого для цивільних споживачів;
- штучними похибками, введеними для цивільних споживачів в режимі S / A (обмеженого доступу);
- можливим невідповідністю геодезичних систем координат: WGS-84, прийнятої в GPS, і використовуваної на картах або в бортовому навігаційному комплексі.
При використанні С / А-коду середні квадратичні похибки у визначенні позиції антени GPS-приймача складають:
- горизонтальних координат Sг = 10-15 м;
- абсолютної висоти SН = 15-20 м.
Для оцінки точності навігаційних обчислень слід приймати середні квадратичні похибки у визначенні позиції GPS-
споживача, гарантовані Міністерством оборони США, при роботі в режимі обмеженого доступу:
- горизонтальних координат Sг = 50 м;
- абсолютної висоти SН = 70-80 м.
З урахуванням "геометричного фактора" будемо мати:
де Sг *. SН * - середні квадратичні похибки відповідно в горизонтальних координатах і висоті при DOP = 1,0.
Величина геометричного фактора, як правило, DOP £ 6 ... 8. Беручи для практичної навігації DOP = 5,0, отримаємо середні квадратичні похибки:
- горизонтальних координат Sг = 250 м;
- абсолютної висоти SН = 350 ... 400 м.
Якщо в документах аеронавігаційної інформації (або в бортовому навігаційному комплексі) не використовується геодезична система WGS-84, то
радіальна похибка за рахунок невідповідності систем координат може досягти величини 1 км.
У тих випадках, коли апаратурою споживача "захоплено" тільки три супутника і, отже, висота GPS-приймача щодо середнього рівня моря вводиться вручну, то радіальна помилка в позиції ВС може в два рази перевищувати помилку в висоті. Так, наприклад, якщо абсолютна висота
введена з помилкою Dн = 500 м, то похибка в позиції ВС може досягти величини 1 км.
Фактичний шляховий кут і колійна швидкість можуть бути визначені тільки в тих випадках, коли швидкість повітряного судна перевищує 30 вузлів (55,56 км / год).
Середня квадратична похибка у визначенні фактичної шляховий швидкості sW = 0,1 вузла (0,1852 км / ч).
Точність позиції споживача може бути істотно підвищена при застосуванні двочастотних приймачів (при використанні
Р-коду) або при використанні диференціального режиму GPS.
Сутність диференціального режиму GPS полягає, в загальних рисах, в наступному. В районі радіусом 50 ... 100 км, наприклад, для забезпечення заходу на посадку, встановлюється контрольна станція, яка приймає сигнали супутників, визначає поправки в координати для даного району і для поточного моменту часу і передає отримані поправки споживачам за спеціальною лінії радіозв'язку. Для роботи в цьому режимі апаратура споживача повинна мати приймальний пристрій для зв'язку з контрольною станцією і спеціальний диференційний режим роботи комп'ютера.